MAGNETOSTATIS MAGNET DAN KUTUB MAGNET Kutub magnet bagian

MAGNETOSTATIS

MAGNET DAN KUTUB MAGNET • Kutub magnet: bagian magnet yang paling kuat pengaruh kemagnetannya • Kutub kutub magnet: utara dan selatan • Jarum untuk kompas secara bebas mengarah ke utara dan selatan • Bumi sebagai magnet dengan kutub magnet sedikit bergeser dari kutub geografi

Medan Gaya Magnet • Muatan yang bergerak dalam medan magnet akan mengalami gaya magnet: • Besar gaya magnet:

KE MANA ARAH GAYA MAGNETNYA?

Gaya magnet pada proton • Berapaka besarnya gaya magnet yang dialami proton dengan arah gerak membentuk sudut 60° dengan arah medan magnet yang besarnya 2. 5 tesla. Proton tersebut bergerak dengan kecepatan setengah kecepatan cahaya.

Gaya magnet pada kawat berarus

Momen Gaya pada Loop • Ingat • Untuk medan magnet homogen arus • Maka momen gaya: terhadap B F 2 a F

Momen Gaya pada Dipole • Ingat: q+ • Maka q. F F 2 a E

Momen Listrik dan Momen Magnet • Momen magnet • Momen dipole lsitrik : vektor satuan

GAYA LORENTZ Ke mana arah Fmagnet?

Gerak muatan dalam medan magnet • Muatan positif yang masuk ke dalam medan magnet akan dibeolokan (orbit melingkar) v r Frekuensi Siklotron: B

Siklotron • Siklotron: alat untuk mempercepat partikel (proton, detron dll) • Terdiri dari dua ruang semisilinder yang ditempatkan dalam medan magnet • Di antara kedua semisilinder diberi potensial listrik bolak-balik (104 volt) • Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar). E p+ B

Pemilih Kecepatan • Gaya Lorentz E • Ketika F = 0 dan p+ maka B

Spektrometer Massa • Alat yang digunakan untuk menentukan massa atau perbandingan massa terhadap muatan: ; p+ B 1 E B Jadi 2

Efek Hall • Gaya magnet pada petikel pembawa muatan dalam konduktor berarus akan menimbulkan beda potensial (efek hall) V + + - - + - Potensial Hall: Koefisien Hall: t d A=dt

HUKUM BIOT- SAVART • Tahun 1819 Hans Christian Oersted mengamati bahwa jarum kompas dapat menyimpang di atas kawat berarus • Arus listrik sebagai sumber medan magnet.

• Pada tahun 1920 -an Jean-Baptiste Biot dan Felix Savart melakukan eksperimen menentukan medan magnet di sekitar kawat berarus tersebut: • Medan magnet di sekitar berarus adalah: I ds ^r r m 0 - permeabilitas ruang hampa

Penggunaan Hukum Biot-Savart • B = d. B 1+d. B 2+…+d. Bi • B =Sd. B 1 r 1 d. B 2 d. B i r 2 ri ds 2 ds 1 dsi

Penggunaan Hukum Biot-Savart d. B 1 r 1 r ds ds 1

Penggunaan Hukum Biot-Savart d. B 1 r 1 Analog :

Contoh 1: Medan magnet di sekitar kawat berarus r a q ds x

Besar: Arah: B berarah keluar d. B r ds

Contoh 2: Medan magnet dari loop kawat berarus Direction: r B keluar bidang gambar Magnitude: ds selalu terhadap r d. B r ds ds

Hukum Ampere • Integral tertutup B·ds sama dengan m 0 I, I adalah arus total yang dicakupi oleh permukaan tertutup a I

I B I I BI I B I

Medan magnet di sekitar kawat berarus r I atau

Medan magnet di dalam kawat berarus I 0 r A

Medan magnet di sekitar kawat panjang berarus B r R

Medan B di dalam Toroida • Toroid berbentuk donut dengan dililiti koil. ds r • Maka,

Medan magnet di dalam Solenoida • Jika solenoida terdiri dari jumlah lilitan N dan panjang adalah l, maka: ds l

Se. Le. Sa. I