Dokumen tersebut memberikan penjelasan tentang medan magnet, termasuk pengertian medan magnet, kutub-kutub magnet, hukum Bio-Savart dan Ampere yang menjelaskan besar dan arah medan magnet akibat arus listrik, gaya Lorentz yang diakibatkan interaksi antara medan magnet dan arus listrik, serta beberapa contoh aplikasi gaya Lorentz seperti spektrometer massa dan siklotron.

1. MEDAN MAGNET
OLEH
YASINTA DAUL
(2016005008)
PRODI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

2. Apa yang Anda ketahui tentang
medan magnet?
• Pengertian Medan Magnet
Medan Magnet Adalah ruang magnet
dimana gaya magnet masih bisa kita
rasakan.

3. MAGNET DAN KUTUB 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 kutub
magnet sedikit bergeser
dari kutub kutub geografi

4. A. Medan Magnetik di Sekitar
Kawat Berarus
1. Hukum Bio-Savart
• Besar induksi magnetik kawat lurus sangat panjang
dan berarus
i
P
a
a
i
B
π
µ
2
0
=
B : Medan Magnetik (Wb/m2
)
a : jarak titik ke kawat lurus (m)
i : arus (A)
µ0 : Permebilitas vakum 4π x 10-7
Wb/Am

5. • Besar induksi magnet di pusat kumparan kawat
lingkaran berarus
B
i
r
a
i
B
2
0µ
=
a
iN
B
2
0µ
=
Jika kawat terdiri dari N lilitanm maka

6. 2. Hukum Ampere
• Induksi magnet di tengah-tengah solenoida
• Induksi Magnet di ujung solenoida
• Induksi magnet di sumbu toroida
L
Ni
B 0µ
=
L
Ni
B 0
2
1 µ=
a
Ni
B
π
µ
2
0
=
Keterangan :
a : jari-jari efektif (m)
N : Banyak lilitan toroida

7. Contoh Hukum Bio-Savart & Ampere
1. Hitunglah besar induksi magnetik pada suatu titik
yang berjarak 200 cm dari suatu penghantar lurus
sangat panjang yang berarus 4,0 A!
2. Seutas kawat panjang lurus dialiri arus listrik 2 A.
Berapa cm-kah jarak dari kawat ke suatu titik yang
mengalami medan magnetik bumi sebesar 5 x 10-5
T
akibat arus yang melalui kawat tersebut?
3. Sebuah kawat yang berbentuk lingkaran terdiri atas
20 lilitan. Jari-jari lingkaran 10 cm. Agar induksi
magnetik di pusat lingkaran sama dengan 4π x 10-3
Wb/m2
, tentukan kuat arus listrik yang mengalir!

8. B. Gaya Lorenz
• Gaya Lorentz pada Penghantar Berarus
“Buka telapak tangan kanan dengan empat jari
selain jari jempol dirapatkan. Arahkan
keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan
arah induksi magnetik B dan arahkan jempol
hingga sesuai dengan arah kuat aeus listrik i,
maka arah gaya Lorentz, F, yang dialami oleh
konduktor akan sesuai dengan arah dorongan
telapak tangan”.

9. BxLIFmagnet

=
θsinILBFmagnet =
Keterangan :
B = induksi magnet homogen
I = kuat arus listrik
L = panjang kawat
θ = sudut antara kawat dg B

10. 2. Gaya Lorentz antara Dua Konduktor Lurus Panjang
dan Sejajar
i1 i2
a
a
ii
L
F 210
2π
µ
=
atau
a
i
L
F 2
0
2π
µ
=
Keterangan :
a = jarak antara kedua penghantar (m)

11. 3. Momen Kopel pada Simpal (Loop) Penghantar
Berarus dalam Medan Magnetik
r
θsinNiBAM =
Keterangan :
A : Luas Simpal (m2
)

12. 4. Gaya Lorentz pada Partikel Bermuatan Listrik
atauBvqF

×=
v
B
Muatan uji, +q
Fmagnet
θsinqvBF =
Keterangan :
q : muatan muatan listrik (C)
v : kecepatan partikel (m/s)

13. Contoh Soal Gaya Lorentz
1. Sebuah kawat yang panjangnya 10 cm berada tegak lurus di dalam
medan magnetik. Jika rapat fluks megnetiknya 0,2 tesla (T) dan arus
listrik yang mengalir di dalam kawat itu 45 A, tentukan besar gaya
yang dialami kawat itu!
2. Seutas kawat yang terletak pada bidang XY membuat sudut 60
terhadap sumbu X positif dan dialiri arus 5 A. kawat tersebut
dipengaruhi oleh medan magnetik sebesar 0,035 T. Tentukan besar
dan arah gaya pada kawat sepanjang 10 cm!
3. Dua kawat lurus panjang dan sejajar berjarak 1,5 m satu dengan
yang lain. Kedua kawat dialiri arus yang sama dan searah, sehingga
bekerja gaya tarik menarik sebesar 12 x 10 N/m. tentukan kuat arus
yang mengalir dalam setiap kawat!
4. Sebuah kumparan persegi panjang dengan ukuran 24 cm dan 10 cm
memiliki 40 lilitan. Kumparan dialiri arus sebesar 3 ampere (A) dan
berada dalam suatu medan magnetik serbasama sebesar 0,5 Wb/m.
Hitunglah besar momen kopel M bila bidang kumparannya sejajar
medan magnetik!

14. 1. Spektrometer Massa
Spektrometer massa adalah alat yang digunakan
untuk menentukan massa atau perbandingan massa
terhadap muatan.
p+
E B
B
1
2
R
mv
qvB
2
2 =
v
RB
q
m 2
=
1B
E
v =
;
E
RBB
q
m 21
=Jadi
C. Aplikasi Gaya Lorentz

15. 2. Siklotrom
• Siklotron adalah alat untuk mempercepat
partikel (proton,detron dll)
• Terdiri dari dua ruang semi silinder 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).
B
E
p+

16. Gejala magnetisme, seperti
halnya listrik, juga telah diamati
manusia beberapa abad
sebelum masehi. Sebuah
material berwarna hitam yang
disebut lodestone dapat
menarik besi dan benda-benda
logam lainnya.

17. Tahun 1269, de Maricourt melakukan studi
tentang magnet dan mengamati adanya
sepasang kutub pada benda magnetik.
Kutub-kutub ini kemudian dinamakan
dengan “kutub utara” dan “kutub selatan”.
Jika kutub yang sama didekatkan maka
akan saling menolak, dan sebaliknya jika
kutub yang berlainan didekatkan akan
saling menarik.

18. Gaya saling menolak dan saling menarik
menyerupai fenomena listrik statis (gaya
Coulomb) yang telah kita pelajarai. Meskipun
begitu ada perbedaan cukup penting antara
sumber dari gaya (medan) magnet dengan gaya
(medan) listrik, yaitu pada magnet kutub utara
dan selatan tidak bisa terpisahkan dan selalu
berpasangan, berbeda halnya dengan gaya
listrik (Coulomb) yang masing-masing muatan
(positif dan negatif) bisa terpisah, pada magnet
kutub positif selalu muncul berpasangan,
bahkan jika sebuah bahan (batang) magnetik
dipotong sedemikian rupa, selalu saja muncul
sepasang kutub.

19. sesuai dengan aturan tangan kanan ,
yang membuat bumi menjadi sebuah
magnet raksasa dengan kutub-selatan
magnet di utara, dan kutub-utara
magnet di selatan (meskipun kita
katakan kutub utara magnet di utara
karena kompas kita menunjuk ke sana).
Keberadaan medan magnetik bumi
inilah yang melindungi kita dari radiasi
elektomagnetik matahari atau dikenal
sebagai sebagai sabuk Van Allen.

20. Pemahaman bahwa listrik dapat
menimbulkan medan magnet diselidiki
oleh beberapa fisikawan seperi Oersted,
Biot-Savart, Ampere dan lain-lain. Namun
pada akhirnya, fisikawan yang ”menabuh
gong” final keterkaitan listrik dengan
magnet sebagai gejala ”elektromagnetik”
adalah Maxwell.

21. TERIMA KASIH
“SEMOGA ILMU YANG KITA PELAJARI,
DIJADIKAN ILMU YANG BERMANFAAT”
AMIIN!