Makalah ini membahas tentang efek medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik. Secara singkat, makalah ini menjelaskan hukum Coulomb tentang gaya magnet, pengertian medan magnet dan garis-garis gaya, serta pola medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir dalam penghantar berdasarkan hukum Biot-Savart.

1. MAKALAH LISTRIK MAGNET
“EFEK MEDAN MAGNET”
Oleh :
Kelompok VI
 Alifah Nur Rochmah (20600111004)
 Cici Anita Sari (20600111018)
 Erni R. Manara (20600111022)
 Endang Kusmiati (20600111021)
 Hasnidar (20600111032)
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2013

2. KATA PENGANTAR
Segala puji atas kebesaran Sang Khalik yang telah menciptakan alam
semesta dalam suatu keteraturan hingga dari lisan terpetik berjuta rasa syukur
kehadirat ALLAH SWT. Karena atas limpahan Rahmat dan Karunia-Nyalah
sehingga kami diberikan kesempatan dan kesehatan untuk dapat menyelesaikan
makalah listrik magnet ini dengan judul “efek medan magnet ” yang merupakan
tugas kami dalam mata kuliah listrik magnet di semester lima ini. Shalawat dan
salam senantiasa tercurah kepada baginda Nabi Muhammad SAW, yang diutus
ke permukaan bumi ini menuntun manusia dari lembah kebiadaban menuju ke
puncak peradaban seperti sekarang ini.
Kami menyadari sepenuhnya,dalam penyusunan makalah ini tidak
lepas dari tantangan dan hambatan. Namun berkat usaha dan motivasi dari
pihak-pihak langsung maupun tidak langsung yang memperlancar jalannya
penyusunan makalah ini sehingga makalah ini dapat kami susun seperti
sekarang ini. Olehnya itu, secara mendalam kami ucapkan banyak terima kasih
atas bantuan dan motivasi yang diberikan sehingga Penyusun dapat
menyelesaikan makalah ini.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati kami menyadari bahwa hanya
kepada ALLAH SWT jugalah kita menyerahkan segalanya. Semoga makalah ini
dapat menjadi referensi dan tambahan materi pembelajaran bagi kita semua,
Aamiin Yaa Robb.
Makassar, 9 Desember 2013
Penyusun

3. BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai
suatu medan magnet. Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi
yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam
berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang
sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan. Ada
beberapa cara untuk membuat magnet diantaranya dengan cara
menggosok, mengaliri arus listrik dan dengan cara induksi.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara
(north/N) dan kutub selatan (south/S). Walaupun magnet itu
dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki
dua kutub. Garis gaya magnet adalah arah medan magnet yang
berupa garis-garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet. Garis
gaya magnet memiliki arah meninggalkan kutub utara dan menuju
kutub selatan.
Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan
tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak
semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet.
Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik
yang tinggi oleh magnet. kemudain aluminium adalah bahan yang
dapat
ditarik
dengan
lemah
oleh
magnet
yang
termasuk
paramagnetik sedangkan kertas merupakan contoh materi yang tidak
dapat ditarik oleh magnet karena kertas merupakan nonmagnetik.
Magnet juga mempunyai
kemampuan untuk menunjuk ke
arah utara dan selatan geografis bumi, walau ada penyimpangan
antara penunjukan magnet dan arah utara dn selatan geografis bumi.

4. Adalah Hans Cristhian Oerstad menyadari bahwa adanya hubungan
antara sifat kemagnetan dan kelistrikan, sehingga beliau melakukan
percobaan dengan menggunakan kompas. Dini oerstad meletakkan
kawat berarus diatas sebuah kom pas yang diam dan setelah kawat
diarusi listrik kompas dapat begerak menyimpang mengikuti arah
kawat berarus. Percobaan inilah yang dilakukan oleh Oerstad
sehingga dia menarik kesimpulan bahwa Arus listik menghasilkan
medan magnet.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada makalah ini yaitu sebagai berikut:
1. Bagaimana bunyi hukum Coulomb?
2. Apa yang dimaksud dengan medan magnet?
3. Bagaimana medan magnet disekitar penghantar berarus?
C. Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1. Untuk mengetahui bunyi hukum Coulomb.
2. Untuk memahami pengertian medan magnet.
3. Untuk memahami medan magnet disekitar penghantar berarus.

5. BAB II
PEMBAHASAN
A. Kemagnetan (Magnetostika)
1. Hukum Coulomb
Definisi : Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik menarik
antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat kutubnya
masing-masing dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.
0
F
.
4
m1 . m 2
R
2
(2.1)
F = gaya tarik menarik/gaya tolak menolak dalam newton.
R = jarak dalam meter.
m1 dan m2 kuat kutub magnet dalam Ampere-meter.
0
= permeabilitas hampa.
Nilai
4
= 107 Weber/A.m
(2.2)
0
Nilai permeabilitas benda-benda, ternyata tidak sama dengan
permeabilitas hampa. Perbandingan antara permeabilitas suatu zat
debgan permeabilitas hampa disebut permeabilitas relatif zat itu.
(2.3)
r
0
r
= Permeabilitas relatif suatu zat.
= permeabilitas zat itu
0
= permeabilitas hampa.
2. Pengertian Medan Magnet

6. Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang
gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain.
Kuat Medan ( H ) = Itensity
Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah
besar gaya pada suatu satuan kuat kutub di titik itu di dalam
medan magnet m adalah kuat kutub yang menimbulkan medan
magnet dalam Ampere-meter. R jarak dari kutub magnet sampai
titik yang bersangkutan dalam meter. dan H = kuat medan titik itu
dalam :
N
A.m
atau dalam
W eb er
m
2
a. Garis Gaya Magnet
1. Garis-garis gaya magnet tidak pernah memutus satu sama
lain.
2. Garis-garis gaya magnet selalu masuk di selatan dan keluar
di utara magnet dan membentuk kurva tertutup.
Gambar 2.1 pola garis-garis gaya magnet
b. Rapat Garis-Garis Gaya ( FLUX DENSITY ) = B
Definisi : Jumlah garis gaya tiap satuan luas yang tegak lurus
kuat medan.
B
A
(2.4)

7. Kuat medan magnet di suatu titik sebanding dengan rapat
garis-garis
gaya
dan
berbanding
terbalik
dengan
permeabilitasnya.
B
H
B
(2.5)
H
r.
(2.6)
o. H
B = rapat garis-garis gaya.
= Permeabilitas zat itu.
H = Kuat medan magnet.
catatan : rapat garis-garis gaya menyatakan kebesaran induksi
magnetik.
Medan
magnet
yang
rapat
garis-garis
disebut:medan magnet serba sama
gayanya
sama
( homogen )
Gambar 2.2 medan magnetik
Bila rapat garis-garis gaya dalam medan yang serba sama B,
maka banyaknya garis-garis gaya (
) yang menembus
bidang seluar A m2 dan mengapit sudut
dengan kuat medan
adalah :
= B.A Sin
Satuanya : Weber.
c. Sifat-sifat magnet ditinjau dari bahannya
Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain dibedakan
menjadi dua yaitu benda magnet dan benda bukan magnet.
Benda yang dapat ditarik oleh magnet disebut benda magnet.

8.  Benda diamagnetik : bahan yang tidak dapat ditarik oleh
magnet. Contohnya emas.
 Benda paramagnetik : bahan yang dapat ditarik dengan
lemah oleh magnet. Contohnya: aluminium
 Benda feromagnetik : Benda-benda yang mempunyai effek
magnet yang sangat besar, sangat kuat ditarik oleh magnet
dan mempunyai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu.
Contoh: Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam
tertentu ( almico )
3. Medan magnet di sekitar penghantar berarus
a. Percobaan OERSTED
Di atas
jarum kompas yang seimbang dibentangkan seutas
kawat, sehingga kawat itu sejajar dengan jarum kompas. jika
kedalam kaewat dialiri arus listrik, ternyata jarum kompas
berkisar dari keseimbangannya. Kesimpulan : Disekitar arus
listrik ada medan magnet.
Gambar 2.3 percobaan Oerstad
Cara menentukan arah perkisaran jarum.
 Bila arus listrik yang berada anatara telapak tangan kanan dan
jarum magnet mengalir dengan arah dari pergelangan tangan
menuju ujung-ujung jari, kutub utara jarum berkisar ke arah
ibu jari.

9.  Bila arus listrik arahnya dari pergelangan tangan kanan
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. Kesimpulan : Garis-garis gaya di sekitar arus
lurus berupa lingkaran-lingkaran yang berpusatkan pada arus
tersebut.
Gambar 2.4 pola garis-garis gaya disekitar arus lurus
Cara menentukan arah medan magnet
Bila arah dari pergelangan tangan menuju ibu jari, arah
melingkar jari tangan menyatakan arah medan magnet.
b. Hukum BIOT SAVART.
Definisi : Besar induksi magnetik di satu titik di sekitar elemen
arus, sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus
sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut
dan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

10.  sin
I.
B=k.
r
2
(2.7)
k adalah tetapan, di dalam sistem Internasional
k=
= 10-7
0
4
W eb er
A. m
(2.8)
Vektor B tegak lurus pada l dan r, arahnya dapat ditentukan
denagan tangan kanan. Jika l sangat kecil, dapat diganti dengan dl.
dB =
0
 sin
I.
r
4
2
(2.9)
Persamaan ini disebut hukum Ampere.
4. Induksi Magnetik
Induksi magnetik di sekitar arus lurus.
Besar induksi magnetik di titik A yang jaraknya a dari kawat
sebanding dengan kuat arus dalam kawat dan berbanding terbalik
dengan jarak titik ke kawat.
B=
0
2
.
I
B dalam W/m2
I dalam Ampere
a dalam meter
.a
(2.10)

11. Kuat medan dititik
B
H=
B
=
=
r .
I
2
(2.11)
.a
0
r udara = 1
Jika kawat tidak panjang maka harus digunakan Rumus :
i
0
B
4
(cos
a
1
cos
2
(2.12)
)
Induksi Induksi magnetik di pusat arus lingkaran.
Gambar 2.5 gambar induksi magnetik di pusar arus lingkaran
Titik A berjarak x dari pusat kawat melingkar besarnya induksi
magnetik di A dirumuskan :
Jika kawat itu terdiri atas N lilitan maka :
B=
0
2
.
a. I . N
r
2
2
. sin
1
atau
B=
0
2
.
a .I. N
r
3
Induksi magnetik di pusat lingkaran.
Dalam hal ini r = a dan
= 900
Besar induksi magnetik di pusat lingkaran.
B=
0
2
.
I. N
a
(2.13)

12. B dalam W/m2.
I dalam ampere.
N jumlah lilitan.
a jari-jari lilitan dalam meter.
Arah medan magnetik dapat ditentukan dengan aturan tangan
kanan.
Jika arah arus sesuai dengan arah melingkar jari tangan kanan arah
ibu jari menyatakan arah medan magnet.
Solenoide
Solenoide adalah gulungan kawat yang di gulung seperti spiral.
Bila kedalam solenoide dialirkan arus listrik, di dalam selenoide
terjadi medan magnet dapat ditentukan dengan tangan.
Gambar 2.6 Solenoida
Besar induksi magnetik dalam solenoide.

13. Jari-jari penampang solenoide a, banyaknya lilitan N dan panjang
solenoide 1. Banyaknya lilitan pada dx adalah :
N

.dx
atau n dx, n
banyaknya lilitan tiap satuan panjang di titik P.
Bila 1 sangat besar dibandingkan dengan a, dan p berada di tengahtengah maka
1=
0 0 dan
2
= 180 0
Induksi magnetik di tengah-tengah solenoide :
0
B
(2.14)
n I . 2
2
B
(2.15)
n I
0
Bila p tepat di ujung-ujung solenoide
1=
0 0 dan
2
= 90 0
0
n I . 1
(2.16)
0
B
n I
(2.17)
2
B
2
Toroida
Sebuah
solenoide
yang
dilengkungkan sehingga sumbunya
membentuk lingkaran di sebut Toroida. Bila keliling sumbu toroida
1 dan lilitannya berdekatan, maka induksi magnetik pada sumbu
toroida.
B
(2.18)
n I
n dapat diganti dengan
N
2
R
N banyaknya lilitan dan R jari-jari toroida.
5. Gaya Lorentz

14. Pada percobaan oersted telah dibuktikan pengaruh arus
listrik terhadap kutub magnet, bagaimana pengaruh 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 menunjukkan bahwa medan magnet mengerjakan
gaya pada arus listrik, disebut Gaya Lorentz. Vektor gaya Lorentz
tegak lurus pada I dan B. Arah gaya Lorentz dapat ditentukan
dengan tangan kanan. Bila arah melingkar jari-jari tangan kanan
sesuai dengan putaran dari I ke B, maka arah ibu jari menyatakan
arah gaya Lorents.
Besar Gaya Lorentz.
Hasil-hasil yang diperoleh dari percobaan menyatakan bahwa
besar gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai :
F=BI

sin
(2.19)
F = gaya Lorentz.
B = induksi magnetik medan magnet.
I = kuat arus.

= panjang kawat dalam medan magnet.
= sudut yang diapit I dan B.
Satuan Kuat Arus.
Kedalam kawat P dan Q yang sejajar dialirkan arus listrik. Bila arah
arus dalam kedua kawat sama, kawat itu saling menarik.
Penjelasannya sebagai berikut :

15. Dilihat dari atas arus listrik P menuju kita digambarkan sebagai
arus listrik dalam kawat P menimbulkan medan magnet. Medan
magnet ini mengerjakan gaya Lorentz pada arus Q arahnya seperti
dinyatakan anak panah F. Dengan cara yang sama dapat dijelaskan
gaya Lorentz yang bekerja pada arus listrik dalam kawat P.
Gambar 2.7 gaya Lorentz
Kesimpulan :
Arus listrik yang sejajar dan searah tarik-menarik dan yang berlawanan
arah tolak- menolak.
Bila jarak kawat P dan Q adalah a, maka besar induksi magnetik
arus P pada jarak a :
IP
0
B
2
(2.20)
a
Besar gaya Lorentz pada arus dalam kawat Q
F
(2.21)
B. I Q . Q
Besar gaya Lorentz tiap satuan panjang
F
(2.22)
B. I Q
0
2
0
F
2
IP
a
IQ
I P IQ
a
(2.23)
(2.24)

16. F tiap satuan panjang dalam N/m.
Ip dan IQ dalam Ampere dan a dalam meter.
Bila kuat arus dikedua kawat sama besarnya, maka :
I
0
F
2
0
a
2
2I
2
2 .10
a
4
7
I
2
a
(2.25)
Untuk I = 1 Ampere dan a = 1 m maka F = 2.10-7 N/m
Kesimpulan :
1 Ampere adalah kuat arus dalam kawat sejajar yang jaraknya 1 meter dan
menimbulkan gaya Lorentz sebesar 2.10-7 N tiap meter.
Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Listrik .
Pertambahan energi kinetik.
Partikel A yang massanya m dan muatannya q berada dalam
medan listrik serba sama, kuat medannya E arah vektor E kekanan.
Pada partikel bekerja gaya sebasar F = qE, oleh sebab itu partikel
memperoleh percepatan : a
q. E
m
Usaha yang dilakukan gaya medan listrik setelah partikel
berpindah d adalah :
W = F . d = q . E .d
(2.26)
Usaha yang dilakukan gaya sama dengan perubahan energi kinetik
Ek = q . E .d
1
2
mv2
2
1
2
m v1
2
q. E .d
(2.27)
v1 kecepatan awal partikel dan v2 kecepatannya setelah menempuh
medan listrik
sejauh d.

17. Lintasan partikel jika v tegak lurus E.
Didalam medan listrik serba sama yang kuat medannya E, bergerak
partikel bermuatan positif dengan kecepatan vx.
Dalam hal ini partikel mengalami dua gerakan sekaligus, yakni
gerak lurus beraturan sepanjang sumbu x dan gerak lurus berubah
beraturan sepanjang sumbu y.
Oleh sebab itu lintasannya berupa parabola. Setelah melintasi
medan listrik, lintasannya menyimpang dari lintasannya semula.

t
v
d
1
2
at
2
1
2
.
q. E
m
.

2
vX
(2.28)
2
Kecepatan pada saat meninggalkan medan listrik.
v
vY
a.t
q. E
m
.
vX
2
vY
2

Arah kecepatan dengan bidang horisontal
tg
(2.29)
vX
:
vY
vX
Gerak Partikel Bermuatan Dalam Medan Magnet
(2.30)

18. Besar gaya Lorentz pada partikel.
Pada arus listrik yang berada dalam medan magnet bekerja gaya
Lorentz.
F=B.I.

sin
(2.31)
Arus listrik adalah gerakan partikel-partikel yang kecepatannya
tertentu, oleh sebab itu rumus di atas dapat diubah menjadi :
F=B.
q
t
. v . t sin
F = B . q . v sin
(2.32)
F adalah gaya Lorentz pada partikel yang muatannya q dan
kecepatannya v, B besar induksi magnetik medan magnet,
sudut
yang diapit vektor v dan B.
Lintasan partikel bermuatan dalam medan magnet.
Gambar 2.8 Medan magnet
Tanda x menyatakan titik tembus garis-garis gaya kemagnetan
yang arah induksi magnetiknya ( B ) meninggalkan kita. Pada
partikel yang kecepatannya v, bekerja gaya Lorentz.
F = B . q . v sin 900
F=B.q.v
(2.33)
Vektor F selalu tegak lurus pada v, akibatnya partikel bergerak
didalam medan magnet dengan lintasan bentuk : LINGKARAN.

19. Gaya centripetalnya yang mengendalikan gerak ini adalah gaya
Lorentz.
Fc = F Lorentz
m v
R
2
=B.q.v
R=
m v
B q
R jari-jari lintasan partikel dalam magnet.
m massa partikel.
v kecepatan partikel.
q muatan partikel.
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan kadah tangan kanan
bila tangan kanan di buka : Ibu jari menunjukkan ( i ), keempat jari
menunjukkan ( B ) dan arah telapak tangan menunjukkan ( F )
Gambar 2.9 arah gaya Lorentz dengan kaidah tangan kanan.

20. BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat kami utarakan adalah sebagai berikut:
1. Bunyi hukum Coulomb: “Besarnya gaya tolak-menolak atau gaya
tarik menarik antara kutub-kutub magnet, sebanding dengan kuat
kutubnya masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat
jaraknya”.
2. Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya
tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain.
3. Medan magnet di sekitar penghantar berarus ada beberapa
misalnya saja pada penghantar lurus berarus, penghantar
melingkar dan disekitar kumparan.
B. Saran
Saran yang dapat kami sampaikan pada makalah ini yaitu:
1. Diharapkan kepada para pembaca agar memberikan perbaikan
yang semestinya demi kesempuranaan makalah ini.
2. Diharapkan agar pembaca memberikan koreksi terhadap materimateri medan magnet yang sekiranya ada tidak sesuai dengan
yang sebenarnya.
3. Diharapkan kepada para pembaca untuk mencari referensi lain
agar dapat menambah wawasan.

21. DAFTAR PUSTAKA
http://azharifx.blogspot.com/2012_10_01_archive.html
http://nary-junary.blogspot.com/2013/03/makalah-medan-listrik.html
http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/percobaanlainnya/1
52-membuat-magnet-sederhana
http://aqudanfisika.blogspot.com/2010/08/blog-post.html.