SMAN 7 TANGERANG KELAS XII MIPA 3 MATERI TENTANG MEDAN MAGNETIK

1. MEDAN MAGNETIK
Anindya Dwi Rahma Wulandari
Arieza Andriani Nur Aina
Azzah Atikah
Hafizh Rahman Rizaldy
Rifki Surya Permana Salim
XII MIPA 3

2. FLUKS MAGNETIK

3. Konsep fluks magnetik pertama kali dikemukakan oleh
ilmuwan Inggris yaitu Michael Faraday. Faraday
menggambarkan medan magnet sebagai garis-garis gaya
medan. Fluks magnetik menyatakan banyaknya jumlah garis
gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus,
besarnya fluks medan magnet adalah:
ket:
B = besar medan magnet (Wb/m²)
A = luas permukaan (m²)
𝜃 = sudut yang dibentuk antara arah B dengan garis normal

4. Contoh Soal

5. KAIDAH TANGAN KANAN OERSTED
Pada 1819, ahli Fisika Denmark, Hans
Christian Oersted membuat kesimpulan
sebagai berikut:
• Di sekitar kawat (penghantar) yang
dialiri arus listrik timbul medan
magnet.
• Arah gaya magnet bergantung pada
arah arus listrik yang mengalir dalam
penghantar.
• Besarnya medan magnet di sekitar
kawat berarus listrik bergantung pada
kuat arus listrik dan jaraknya
terhadap kawat.
Sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah
ibu jari menunjukkan arah arus,
sedangkan arah keempat jari yang lain
menunjukkan arah medan magnet.

6. MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR KAWAT
LURUS BERARUS LISTRIK
Besarnya medan pada titik P, adalah
B = induksi magnetik di titik yang diamati (Wb/m²)
𝜇ₒ = 4π 𝑥 10⁻⁷ Wb/Am
i = kuat arus listrik (A)
a = jarak titik dari kawat (m)

7. Contoh Soal
• Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus 2 A seperti
tampak pada gambar disamping. Besar magnet di titik P
adalah …. (µo = 4π × 10-7 Wb/Am)

8. • Seutas kawat panjang berarus listrik I. Sebuah titik berjarak a dari kawat
tersebut mempunyai induksi magnetik B. Besar induksi magnetik di suatu
titik berjarak 3a dari kawat tersebut adalah...
Dik : a1 = a
a2 = 3a
B1 = B
Dit : B2?
Jwb:

9. MEDAN MAGNET PADA KAWAT
MELINGKAR
• Pusat lingkaran pada titik 0
Jika terdiri dari N lilitan maka besar induksi magnet di pusat lingkaran.
ket:
B: Induksi Magnet (Wb)
N: banyaknyalilitan
a: jarak (m)
I: Kuataruslistrik (A)
µo: 4𝜋 × 10−7
Wb. 𝐴−1 𝑚−1

10. • Medan magnet di sekitar kawat melingkar juga dapat ditentukan dengan
kaidah tangan kanan. Berbeda dengan kawat lurus panjang, pada kawat
melingkar ibu jari tangan kanan menyatakan arah medan magnet dan
keempat jari lainnya yang menekuk menunjukkan arah arus listrik seperti
pada gambar berikut:

11. Contoh Soal
• Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A. Jika jari-jari
lingkaran kawat tersebut 8 cm dan jarak titik P terhadap sumbu
kawat melingkar adalah 6 cm, maka besar medan magnetik di pusat
kawat melingkar tersebut adalah ....
Diketahui:
I = 4 A
a = 8 cm = 0,08 m
x = 6 cm = 0,06 m
Ditanyakan: B pada pusat lingkaran atau x = 0 ?
Jawab :

12. MEDAN MAGNET PADA SOLENOIDA
BERARUS
• Solenoida merupakan kawat digulung dengan sumbu yang sama. Tiap
lilitan kawat pada solenioda akan menghasilkan arah medan magnet yang
sama.
• Jika medan magnetik berada di pusat
solenoida, maka menentukan besar induksi
magnetik sebagai berikut:
• Jika medan magnetik berada di ujung
solenoida, maka men besar induksi
magnetik sebagai berikut:

13. Contoh Soal
Suatu solenoida yang panjangnya 2 m memiliki 800 lilitan dan jari-jari 2
cm. Jika solenoida dialiri arus 0,5 A, tentukan induksi magnetik:
a. di pusat solenoida
b. di ujung solenoida
Dik:
• l= 2 m
• n = 800 lilitan
• I = 0,5 A
Penyelesaian:
• a. Induksi magnetik di pusat solenoida
• b. Induksi magnetik di ujung solenoida

14. MEDAN MAGNET PADA TOROIDA
Induksi magnetik tetap berada di dalam toroida, dan besarnya
dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut:

15. Contoh Soal
Sebuah toroida berjari-jari 20 cm dialiri arus sebesar 0,8 A. Jika
toroida mempunyai 50 lilitan, tentukan induksi magnetik pada
toroida!
Dik:
• a = 20 cm = 2 × 10-1 m
• I = 0,8 A
• N = 50 lilitan
Penyelesaian:

16. GAYA LORENTZ
Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) merupakan ilmuwan Belanda yang memiliki
kontribusi besar pada bidang fisika dan fisika kuantum. Gaya lorentz merupakan
gabungan antara gaya elektrik dan gaya magnetik pada suatu medan
elektromagnetik. Gaya Lorentz ditimbulkan karena adanya muatan listrik yang
bergerak atau karena adanya arus listrik dalam suatu medan magnet. Gaya Lorentz
yang dirasakan muatan positif dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan.
Perhatikan gambar diatas Ibu jari menunjukKan arah v, 4 jari lain menjadi arah B
dan telapak arah gaya Lorentz.

17. Gaya pada Muatan Bergerak
Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik. Berarti saat ada
muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul Gaya Lorentz.
Gaya pada Muatan Bergerak Jari-jari Lintasan Partikel
F = q.v.B sin θ
Keterangan:
F = gaya Lorentz (N)
q = muatan (C)
v = kecepatan muatan
(m/s)
B = induksi magnet
(wb/m2)
θ = sudut antara v dan B
R = mv/qB
keterangan:
B = induksi magnetik
v = kecepatan
q = muatan partikel
m = massa partikel
R = jati-jari lintasan

18. Contoh Soal
• Sebuah elektron yang bermuatan 1,6 x 10⁻¹⁹ C bergerak
dengan kecepatan 5 x 10⁵ m/s melalui medan magnet
sebesar 0,8 T. Tentukan besar gaya magnetik saat elektron
berada dalam medan magnet!
Gunakan persamaan
• F = BQV sin θ
• dimana B adalah besarnya medan magnetik (Tesla), Q
adalah besarnya muatan (Coulomb), V adalah kecepatan
gerak muatan (m/s) dan θ adalah sudut yang dibentuk
antara arah gerak muatan dengan arah medan magnet.
Pada soal tersebut sudut yang dibentuk yaitu 90° sehingga
nilai sinusnya adalah 1.
• F = (0,8)(1,6 x 10⁻¹⁹)(5 x 10⁵)(1) = 6,4 x 10⁻¹⁴ Newton

19. Gaya pada Kawat Berarus Listrik
Ketika sebuah kawat dengan panjang dialiri arus listrik sebesar l dan
diletakkan pada suatu medan magnetik sebesar I, maka akan timbul gaya
Lorentz pada kawat tersebut. Dengan mengombinasikan gaya Lorentz dan
definisi arus listrik, maka dapat dihitung besarnya gaya Lorentz pada kawat
yang lurus dan stasioner
Keterangan:
l = panjang kawat (m)
i = kuat arus yang mengalir pada kawat (A)
B = kuat medan magnet (T)
α = sudut yang dibentuk oleh B dan I

20. Contoh Soal
Suatu kawat berarus listrik 10 A dengan arah ke atas berada dalam
medan magnetik 0,5 T dengan membentuk sudut 30o terhadap kawat.
Jika panjang kawat 5 meter, tentukan besarnya gaya Lorentz yang
dialami kawat!
Penyelesaian:
Diketahui:
• I = 10 A
• B = 0,5 T
• α = 30°
• l = 5 m
Ditanya: F = ... ?
Jawab:
F = I.l.B sin α
F= 10× 5 ×0,5× sin 30°
F= 10× 5 × 0,5 ×
1
2
= 12,5 N

21. Gaya Magnetik di Antara Dua
Kawat Sejajar Berarus
Di sekitar kawat berarus timbul induksi
magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat
berarus lain didekatkan kawat pertama?
Keadaan ini berarti ada dua kawat sejajar.
Kawat kedua berada dalam induksi magnet
kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya
Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan
menimbulkan gaya Lorentz pada kawat
pertama. Gaya itu sama besar dan
memenuhi persamaan berikut.

22. CONTOH SOAL
Diketahui dua buah kawat sejajar dialiri arus I1 = 10 A dan I2 = 20 A dengan arah
berlawanan dan berjarak 10 cm. Tentukan gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat
I2 sepanjang 20 cm karena pengaruh I1 !
Penyelesaian:
I1 = 10 A
I2 = 20 A
a = 10 cm
l = 20 cm = 0,2 m
Gaya Lorentz I2 oleh I1 adalah :
F = 4.10⁻⁴. 0,2 = 0,8 .10⁻⁴ N