Medan magnet, dalam ilmuFisika, adalah suatu medan yang dibentuk
dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan
munculnyagayadi muatan listrik yang bergerak lainnya.
(Putaranmekanika kuantumdari satu partikel membentuk medan magnet
dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus
listrik; inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet
"permanen"). Sebuah medan magnet adalah medan vektor yaitu
berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat
berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan
arah jarumkompasyang diletakkan di dalam medan tersebut.Medan
Magnet pada konduktor terdiri dari medan magnet di sekitar kawat
lurus, medan magnet di sekitar kawat melingkar, medan magnet pada
solenoid dan medan magnet pada toroida.
1. Medan Magnet di Sekitar Kawat LurusBesarnya medan Magnet
disekitar kawat lurus panjang berarus listrik. Dipengaruhi oleh
besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat.
Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, semakin
jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan
magnetnya.
Berdasarkan perumusan matematik oleh Biot-Savart maka besarnya
kuat medan magnet disekitar kawat berarus listrik dirumuskan dengan
:
B = Medan magnet dalam tesla ( T ) o = permeabilitas ruang hampa
=4.10-7wb/amp.m I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A ) a = jarak
titik P dari kawat dalam meter (m)Arah medan magnet menggunakan
aturan tangan kananMedan magnet adalah besaran vector, sehingga
apabila suatu titik dipengaruhi oleh beberapa medan magnet maka di
dalam perhitungannya menggunakan operasi vektor.Berikut ditampilkan
beberapa gambar yang menunnjukkan arah arus dan arah medan
magnet.Arah medan magnet didaerah titik P ( diatas kawat berarus
listrik ) menembus bidang menjauhi pengamat sedang didaerah titik Q
dibawah kawat berarus listrik menembus bidang mendekati
pengamat.Tanda titikmenunjukkan arah medan menembus bidang
mendekati pengamat.Tanda silang menunjukkan arah medan menembus
bidang menjauhi pengamat.Tanda anak panah biru menunjukkan arah
arus listrik. Pada sumbu koordinatx,y,zkawat berarus listrik berada
pada bidang xoz dan bersilangan dengan sb. Z negative. Arah arus
listrik searah dengan sumbu x positif. Jarak antara kawat I dengan
titik pusat koordinat (O) adalahamaka besarnya medan magnet dititik
(O) tersebut searah dengan sumbu y negative.
Keterangan gambar:I = arus listrikB = medan magnetTanda panah
biru menunjukkan arah arus llistrik
2. Medan Magnet di Sekitar Kawat MelingkarBesar dan arah medan
magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan
dengan rumus :
Keterangan: BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar
dalamtesla( T) I = kuat arus pada kawat dalamampere( A ) a =
jari-jari kawat melingkar dalammeter( m ) r = jarak P ke lingkaran
kawat dalammeter( m ) = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P
ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad() x = jarak titik P ke
pusat lingkaran dalam meter ( m )
dimana
Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat
dihitung
B = Medan magnet dalamtesla ( T ) o = permeabilitas ruang hampa
=4 .10-7Wb/amp.m I = Kuat arus listrik dalamampere( A ) a = jarak
titik P dari kawat dalammeter(m) = jari-jari lingkaran yang
dibuatArah ditentukan dengan kaidah tangan kananSebuah kawat
melingkar berada pada sebuah bidang mendatar dengan dialiri arus
listrikApabila kawat melingkar tersebut dialiri arus listrik dengan
arah tertentu maka disumbu pusat lingkaran akan muncul medan magnet
dengan arah tertentu. Arah medan magnet ini ditentukan dengankaidah
tangan kanan. Dengan aturan sebagai berikut: Apabila tangan kanan
kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet
sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik3.
Medan Magnet pada SolenoidaSebuah kawat dibentuk seperti spiral
yang selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik
maka akan berfungsi seperti magnet batang.
Kumparan ini disebut dengan SolenidaBesarnya medan magnet
disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung
Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla ( T )0 =
permeabilitas ruang hampa = 4 . 10-7Wb/amp. MI = kuat arus listrik
dalam ampere ( A )N = jumlah lilitan dalam solenoidaL = panjang
solenoida dalam meter ( m )
Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan.
Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida.
Besarnya medan magnet di ujung Solenida (titik P) dapat
dihitung:
BP = Medan magnet diujung Solenoida dalam tesla ( T )N = jumlah
lilitan pada Solenoida dalam lilitanI = kuat arus listrik dalam
ampere ( A )L = Panjang Solenoida dalam meter ( m )
4. Medan Magnet pada ToroidaToroida adalah sebuah solenoida yang
dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran kumparan.Besarnya medan
magnet ditengah-tengah Toroida ( pada titik-titik yang berada pada
garis lingkaran merah ) dapat dihitung
Bo = Meda magnet dititik ditengah-tengah Toroida dalamtesla( T )
N = jumlah lilitan pada Solenoida dalamlilitan I = kuat arus
listrik dalamampere( A ) a = rata-rata jari2 dalam dan jari-jari
luar toroida dengan satuanmeter( m ) a = ( R1+
R2)http://e-learningman1mdn.blogspot.com/2011/11/medan-magnet.html