Pengertian Medan Magnet, Sifat, Satuan, Rumus, Contoh Soal dan jawaban : ialah suatu medan yang dibuat dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang mengakibatkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri ibarat arus listrik; inilah yang mengakibatkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”)
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Induksi Elektromagnetik : Pengertian, Penerapan, dan Rumus Serta Contoh Soalnya Lengkap
Pengertian Medan Magnet
Medan magnet, dalam ilmu Fisika, ialah suatu medan yang dibuat dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang mengakibatkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri ibarat arus listrik; inilah yang mengakibatkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”). Sebuah medan magnet ialah medan vektor: yaitu berafiliasi dengan setiap titik dalam ruang vektor yang sanggup berubah berdasarkan waktu. Arah dari medan ini ialah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.
Medan magnet ialah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain. Dalam arti luas Medan magnet, ialah suatu medan yang dibuat dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang mengakibatkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri ibarat arus listrik; inilah yang mengakibatkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”). Sebuah medan magnet ialah medan vektor: yaitu berafiliasi dengan setiap titik dalam ruang vektor yang sanggup berubah berdasarkan waktu. Arah dari medan ini ialah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Gelombang Elektromagnetik : Pengertian, Sifat, Macam, Rumus Beserta Contoh Soal Lengkap
Sifat Medan Magnet
Hasil kerja Maxwell telah banyak menyatukan listrik statis dengan kemagnetan, yang menghasilkan sekumpulan empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun, berdasarkan rumus Maxwell, masih terdapat dua medan yang berbeda yang menjelaskan tanda-tanda yang berbeda. Einsteinlah yang berhasil menunjukkannya dengan relativitas khusus, bahwa medan listrik dan medan magnet ialah dua aspek dari hal yang sama (tensor tingkat 2), dan seorang pengamat sanggup mencicipi gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak hanya mencicipi gaya elektrostatik. Jadi, dengan memakai relativitas khusus, gaya magnet ialah wujud gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan sanggup diprakirakan dari pengetahuan perihal gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif terhadap seorang pengamat).
Arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling kawat. Medan tersebut terorientasi berdasarkan aturan tangan kanan.
Magnet terdiri dari magnet-magnet kecil yang mengarah kearah yang sama (magnet elementer).Setiap magnet mempunyai 2 kutub magnet, yaitu kutub utara dan selatan. Sifat dari kedua kutub itu adalah:
- Jika kutub yang sejenis didekatkan akan saling tolak-menolak
- Jika kutub yang tidak sejenis didekatkan akan saling tarik-menarik.
Jika magnet batang dipotong pada belahan tengahnya maka akan membentuk magnet-magnet gres dengan kutub yang sesuai dengan arah magnet elementer.
- sifat magnet sanggup menarik logam (seperti baja ataupun besi) atau benda sesama magnet.
- sifat magnet mempunyai dua kutub yang sudah saya jelaskan di atas. Yaitu kutub utara dan kutub selatan. Magnet selalu berpasangan kutubnya. Jika dipecah-pecah hingga kecil, magnet tetap mempunyai dua kutub.
- kutub magnet yang senama atau satu jenis akan tolak menolak. Sedangkan kutub yang tidak sejenis senantiasa akan tarik-menarik. Contohnya ialah jikalau ujung kutub utara magnet A didekatkan dengan kutub utara magnet B maka kedua magnet tersebut akan tolak-menolak. Akan tetapi jikalau kutub utara magnet A di dekatkan kutub utara magnet B maka akan tarik-menarik. Hal ini ibarat perjaka suka sama cewek. Artinya normal bukan?
- magnet mempunyai tempat di sekitarnya yang masih dipengaruhi magnet itu sendiri yang disebut dengan medan magnet. Misalnya jikalau kau meletakkan sebuah jarum pentul pada bersahabat magnet, maka jarum pentul tersebut akan ketarik oleh magnet dan menempel.
Penggolongan Benda Berdasarkan Sifat Magnetnya.
Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 2 macam yaitu ferromagnetik (benda yang sanggup diterik berpengaruh oleh magnet), parramagnetik (denda yang sanggup ditarik magnet dengan lemah) dan diamagnetik (benda yang tidak sanggup ditarik oleh magnet).
- Contoh ferromagnetik ialah besi, baja, nikel dan kobalt.
- Contoh parramagnetik ialah platina dan aluminium.
- Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.
Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :
- dapat menarik benda logam tertentu.
- gaya tarik terbesar berada di kutubnya.
- selalu menawarkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.
- memiliki dua kutub.
- tarik menarik bila tak sejenis.
- tolak menolak bila sejenis
Magnet sanggup menarik benda logam tertentu alasannya ialah susunan magnet elementer didalam magnet itu tersusun teratur. Bila kita sanggup menciptakan susunan magnet elementer teratur maka kita sanggup menciptakan magnet.
Hal penting yang harus kita bahami ialah sebagian besar orang berfikir bahwa cara menciptakan magnet ini memilih sifat kemagnetan suatu benda. Orang selalu berfikir bahwa jikalau magnet dibuat dengan cara menggosok maka akan diperoleh magnet permanen dan jikalau diperoleh dengan cara elektromagnetik maka akan diperoleh magnet sementara.
Anggapan ini ialah keliru bukan salah, kenapa sanggup ibarat itu? alasannya ialah orang tidak melihat materi apa yang digunakan. Jika baja dibuat magnet dengan caradigosok akan diperoleh magnet permanen tetapi jikalau besi yang digosok maka akan diperoleh magnet sementara. Kebanyakan dikala orang menciptakan magnet dengan cara menggosok selalu memakai baja, inilah mengapa muncul anggapan bahwa menggosok sanggup menciptakan magnet bersifat permanen.
Kasus yang lain ialah elektromagnetik, jikalau kita amati elektromagnetik manapun akan memakai inti besi lunak (besi) bukan baja, alasannya ialah inti besi yang dipakai maka elektromagnetik menghasilkan magnet sementara. Tetapi coba anda pikir apabila pada dasarnya diganti dengan baja, apa yang akan terjadi? yang niscaya baja akan menjadi magnet permanen sehingga elektromagnetik tidak sanggup dimanfaatkan.
Dari klarifikasi kasus diatas sanggup kita simpulkan bahwa sifat permanen dan sifat sementara suatu magnet tidak di pengaruhi oleh cara menciptakan tetapi dipegaruhi oleh materi yang digunakan. Dengan cara apapun jikalau materi yang dipakai baja maka magnet yang dihasilkan akan bersifat permanen.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Energi Potensial – Pengertian, Jenis, Gravitasi, Listrik, Magnetik, Elastis, Contoh Soal
Prinsip Kemagnetan
Pada sebuah magnet sebetulnya merupakan kumpulan jutaan magnet ukuran mikroskopik yang teratur satu dan lainnya. Kutub utara dan kutub selatan magnet posisinya teratur (lihat gambar 3). Secara keseluruhan kekuatan magnetnya menjadi besar. Logam besi sanggup menjadi magnet secara permanen (tetap) atau bersifat megnet sementara dengan cara induksi elektromagnetik. Tetapi ada beberapa logam yang tidak sanggup menjadi magnet, contohnya tembaga dan aluminium, dan logam tersebut dinamakan diamagnetik.
Bumi merupakan magnet alam raksasa, sanggup dibuktikan dengan alat yang dinamakan kompas, dimana jarum penunjuk pada kompas akan menawarkan arah utara dan selatan bumi kita, ibarat diperlihatkan pada gambar 1. Karena sekeliling bumi sebetulnya dilingkupi garis gaya magnet yang tidak tampak oleh mata kita tapi sanggup diamati dengan kompas keberadaannya.
Batang magnet memancarkan garis gaya magnet yang melingkupi dengan arah dari utara ke selatan. Pembuktian sederhana dilakukan dengan menempatkan batang magnet diatas selembar kertas, kemudian diatas kertas tersebut ditaburkan serbuk halus besi secara merata, yang terjadi ialah bentuk garis-garis dengan teladan melengkung oval diujung-ujung kutub. Ujung kutub utara-selatan muncul teladan garis gaya yang kuat. Daerah netral teladan garis gaya magnetnya lemah.
Bagian netral magnet artinya tidak mempunyai kekuatan magnet. Untuk pertanda bahwa tempat netral tidak mempunyai kekuatan magnet. Ambil beberapa sekrup besi, amatilah tampak sekrup besi akan melekat baik diujung kutub utara maupun ujung kutub selatan. Daerah netral dibagian tengah sekrup tidak akan melekat sama sekali, dan sekrup akan terjatuh.
Mengapa besi biasa berbeda logam magnet ? Pada besi biasa sebetulnya terdapat kumpulan magnet-magnet dalam ukuran mikroskopik, tetapi posisi masing-masing magnet tidak beraturan satu dengan lainnya sehingga saling menghilangkan sifat kemagnetannya
Arah garis gaya magnet dengan teladan garis melengkung mengalir dari arah kutub utara menuju kutub selatan. Didalam batang magnet sendiri garis gaya mengalir sebaliknya, yaitu dari kutub selatan ke kutub utara. Didaerah netral tidak ada garis gaya diluar batang magnet. Pembuktian secara visual garis gaya magnet untuk sifat tarik menarik pada kutub berbeda dan sifat tolak-menolak pada kutub sejenis dengan memakai magnet dan serbuk halus besi, gambar 4. Tampak terang kutub sejenis utara-utara garis gaya saling menolak satu dan lainnya. Pada kutub yang berbeda utara-selatan, garis gaya magnet mempunyai teladan tarik menarik. Sifat saling tarik menarik dan tolak menolak magnet menjadi dasar bekerjanya motor listrik.
Pola garis medan magnet tolak-menolak dan 4b. teladan garis medan magnet tarik-menarik.
Untuk mendapat garis gaya magnet yang merata disetiap titik permukaan maka ada dua bentuk yang mendasari rancangan mesin listrik. Bentuk datar (flat) akan menghasilkan garis gaya merata setiap titik permukaannya. Bentuk melingkar (radial), juga menghasilkan garis gaya yang merata setiap titik permukaannya.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian, Fungsi, Sifat Dan Jenis Magnet Serta 5 Bentuknya Terlengkap
Teori Kemagnetan Bumi
Teori ini sangat rumit untuk dijelaskan, sebaiknya kita harus sanggup membedakan dulu antara gravitasi bumi dengan magnet bumi. Kita sanggup bangun di atas muka bumi bukan alasannya ialah bumi bersifat magnet, kenapa sanggup begitu? Karena sesuai dengan definisi magnet ialah materi yang sanggup menarik benda magnetik sedangkan kita bukanlah materi magnetik.
Lalu apa yang menciptakan kita sanggup bangun diatas bumi? Jawabnya alasannya ialah bumi mempunyai gravitasi yaitu kekuatan untuk menarik semua benda yang ada disekitarnya tidak perduli itu benda magnetik atau bukan. Gravitasi bumi ditimbulkan alasannya ialah bumi mempunyai massa, semakin besar massa maka semakin besar gravitasinya (ini semua sesuai dengan aturan Newton dan teori relativitas). Sedangkan sifat kemagnetan bumi ditimbulkan alasannya ialah bumi berotasi dan berevolusi (ini pendapat saya) jadi jikalau bumi tidak lagi berotasi maka sifat kemagnetannya usang – usang akan hilang. Mulai dari kini biar pembahasan belahan kemagnetan tidak menciptakan resah maka kita harus membedakan antara gravitasi bumi dengan magnet bumi.
Kutub utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet bumi berada disekitar kutub utara bumi. Antara kutub utara magnet bumi dengan kutub selatan bumi tidak berimpit, ini juga terjadi pada kutub selatan magnet bumi. Akibat hal tersebut maka bila kita melihat kompas menunjukka arah selatan ini berarti tidak menawarkan persis arah selatan tetapi mengalami penyimpangan sedikit dari kutub selatan bumi. Penyimpangan ini membentuk sudut yang disebut dengan sudut deklinasi.
Apabila kita membawa kompas dari katulistiwa menuju kutub bumi maka kompas itu akan condong ke bawah atau ke atas. Kecondongan ini alasannya ialah tertatik oleh kutub magnet bumi. Sudut yang dibuat dari kecondongan kompas terhadap arah horisontal disebut dengan sudut inklinasi.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Gaya dalam Ilmu Fisika Terlengkap
Satuan dan Rumus Medan Magnet
Kuat Medan ( H ) = Itensity
Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah besar gaya pada suatu satuan berpengaruh kutub di titik itu di dalam medan magnet m ialah berpengaruh kutub yang mengakibatkan medan magnet dalam Ampere-meter.
Garis Gaya.
Garis gaya ialah Lintasan kutub Utara dalam medan magnet atau garis yang bentuknya demikian hingga berpengaruh medan di tiap titik dinyatakan oleh garis singgungnya.
Sejalan dengan faham ini, garis-garis gaya keluar dari kutub-kutub dan masuk ke dalam kutub Selatan. Untuk menciptakan teladan garis-garis gaya sanggup dengan jalan menaburkan serbuk besi disekitar sebuah magnet.
Gambar teladan garis-garis gaya.
Pengamatan lain untuk menawarkan adanya medan magnet sanggup dilakukan dengan meletakkan beberapa kompas di sekitar magnet. Jarum-jarum kompas akan menawarkan arah garis-garis gaya magnet pada titik-titik tertentu di sekitar magnet.
Jadi, adanya medan magnet sanggup digambarkan dengan garis-garis gaya magnet.
- Garis gaya magnet ialah garis khayal yang merupakan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila sanggup bergerak dengan bebas.
- Garis-garis gaya magnet selalu mengarah dari kutub utara ke selatan dan tidak pernah berpotongan.
- Gaya tarik-menarik antara dua kutub magnet tak senama dan gaya tolakmenolak antara dua kutub yang senama digambarkan dengan garis-garis gaya magnet.
Rapat Garis-Garis Gaya (B) = Flux Density
Definisi : Jumlah garis gaya tiap satuan luas yang tegak lurus berpengaruh medan.
catatan : rapat garis-garis gaya menyatakan kebesaran induksi magnetik.
Medan magnet yang rapat garis-garis gayanya sama disebut : medan magnet serba sama ( homogen )
Diamagnetik Dan Para
Sehubungan dengan sifat-sifat kemagnetan benda dibedakan atas Diamagnetik dan Para magnetik.
Benda magnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, ujung-ujung benda itu mengalami gaya tolak sehingga benda akan mengambil posisi yang tegak lurus pada berpengaruh medan. Benda-benda yang demikian mempunyai nilai permeabilitas relatif lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, beling flinta.
Benda paramagnetik : bila ditempatkan dalam medan magnet yang tidak homogen, akan mengambil posisi sejajar dengan arah berpengaruh medan. Benda-benda yang demikian mempunyai permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu. Contoh : Aluminium, platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logam ialah zat paramagnetik.
Benda feromagnetik : Benda-benda yang mempunyai effek magnet yang sangat besar, sangat berpengaruh ditarik oleh magnet dan mempunyai permeabilitas relatif hingga beberapa ribu. Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan adonan logam tertentu ( almico )
Medan Magnet Sekitar Arus Listrik
Percobaan OERSTED
Di atas jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas kawat, sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jikalau kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum kompas berkisar dari keseimbangannya. Kaprikornus diambil kesimpulan bahwa disekitar arus listrik ada medan magnet.
- Bila arus listrik yang berada anatara telapak asisten dan jarum magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah ibu jari.
- Bila arus listrik arahnya dari pergelangan asisten menuju ibu jari, arah melingkarnya jari tangan menyatakan perkisaran kutub Utara.
Pola garis-garis gaya di sekitar arus lurus.Pada sebidang karton datar ditembuskan sepotong kawat tegak lurus, di atas karbon ditaburkan serbuk besi menempatkan diri berupa lingkaran-lingkaran yang titik pusatnya pada titik tembus kawat.
Cara memilih arah medan magnet Bila arah dari pergelangan tangan menuju ibu jari, arah melingkar jari tangan menyatakan arah medan magnet.
Hukum Biot Savart.
Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar berpengaruh arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya hingga titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.
Induksi Magnetik
Induksi magnetik di sekitar arus lurus.
Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat sebanding dengan berpengaruh arus dalam kawat dan berbanding terbalik dengan jarak titik ke kawat.
Titik A berjarak x dari sentra kawat melingkar besarnya induksi magnetik di A dirumuskan :
Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :
Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari asisten arah ibu jari menyatakan arah medan magnet.
Solenoide
Solenoide ialah gulungan kawat yang di gulung ibarat spiral. Bila kedalam solenoide dialirkan arus listrik, di dalam selenoide terjadi medan magnet sanggup ditentukan dengan tangan.
Gaya Lorentz
Pada percobaan oersted telah dibuktikan imbas arus listrik terhadap kutub magnet, bagaimana imbas kutub magnet terhadap arus listrik akan dibuktikan dari percobaan berikut :
Seutas kawat PQ ditempatkan diantara kutub-kutub magnet ladam kedalam kawat dialirkan arus listrik ternyata kawat melengkung kekiri.
Gejala ini menawarkan bahwa medan magnet mengerjakan gaya pada arus listrik, disebut Gaya Lorentz. Vektor gaya Lorentz tegak lurus pada I dan B. Arah gaya Lorentz sanggup ditentukan dengan tangan kanan. Bila arah melingkar jari-jari asisten sesuai dengan putaran dari I ke B, maka arah ibu jari menyatakan arah gaya Lorents.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Radiasi , Bahaya, Jenis, Dampak, Dan Manfaat
Contoh Soal dan Jawaban
Sumber aciknadzirah.blogspot.com
