1 / 31

Pertemuan 10 MEDAN MAGNET

Pertemuan 10 MEDAN MAGNET. Matakuliah : K0272/Fisika Dasar III Tahun : 2007 Versi : 0/2. Learning Outcomes. Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu :

geordi
Download Presentation

Pertemuan 10 MEDAN MAGNET

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pertemuan 10MEDAN MAGNET Matakuliah : K0272/Fisika Dasar III Tahun : 2007 Versi : 0/2

  2. Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : • Memberikan definisi dinamika partikel : Hukum Newton 1 dan 3 , kesetimbangan gaya(partikel) , gaya gesek , kesetimbangan momen gaya, pusat massa(berat) , hukum Newton 2 , gerak melingkar dan hukum Newton tentang gravitasi → C1 (TIK - 1)

  3. Outline Materi • Materi 1 Sumber medan magnet - Satuan medan dan flux magnet - Hukum Biot-Savart • Materi 2 Hukum integral Ampere - Solenoida - Toroida - Rotasi(Curl) • Materi 3 Teorema Stokes - Flux magnetik - Potensial magnetik skalar dan pote4nsial mabnetik vektor

  4. ISI • Pertemuan-pertemuan terdahulu pokok bahas- san meliputi masalah muatan listrik , dalam perte- muan ini yang akan dibahas adalah asal usul medan magnet dan interaksinya dengan muatan listrik Materi yang dibahas dalam pertemuan ini akan meliputi sumber medan magnet , hukum Biot-Savart , hukum Integral Ampere , rotasi , potensial skalar dan potensial magnetik vektor . . • Aplikasi dari medan magnet di antaranya terdapat dalam pengeras suara , mikrofon , tabir pendar (monitor) , bantalan magnetik pada kereta api moderen , industri alat pengendali , industri peralatan elektronik , industri alat musik , industri pesawat terbang , industri persenjataan dan lain-lain

  5. 1. Sumber medan magnet . - Magnet batang (magnet permanen) . - Muatan yang bergerak (kawat penghantar . berarus listrik) ● Satuan medan dan flux magnet - Kuat medan magnet , H [Amp(A)/m] - Induksi medan magnet , B [Weber(Wb)/m2 = 1 Tesla (T) = 104 Gauss - Flux magnetic , Φ[Weber (Wb)] - Permeabilitas dalam hampa , μ0 ([Wb/A.m = Henry(H)/m] µ0= 4πx 10-7 ([(Wb/(A.m)] = [Henry(H)/m] = [T.m/A])

  6. ● Hukum Biot-Savart (= Hukum ampere untuk unsur arus) ……(01) atau …….(02) dL α dL = elemen kawat penghantar R12 2 I1 = arus listrik searah yang melalui titik 1 R12 = jarak titik 2 (P) dari titik 1 I1

  7. Arah medan magnet di titik P menurut aturan I1dL x a12, yaitu masuk secara tegak lurus bidang (I1 dL P) di titik P Bentuk integral nya: …….(03) Contoh 1: Untuk kawat berarus yang panjang- nya tak berhingga , P pada bidang z = 0 maka: I d L zaZ 1 dL = ρaρ + ρdΦaΦ + dzaZ ρaρaR P 2 R

  8. …………….(04) ……………(05) - Untuk kawat panjang AB berarus I : B L dLA z+ α1Iαα2 a r Titik P berjarak a dari kawat berarus I P

  9. L = - a ctg α dL = -a{- 1/(sin2α)} dα dan r = {a/sin α} Persamaan (01) dalam bentuk skalar adalah: → → HP= (I/4a)(cos α1 - cos α2) …(06)

  10. Contoh 2 : Tentukan besarnya kuat medan di titik P (3,4,0) m oleh sepotong kawat berarus I = 10 A searah sumbu z positif dan terletak antara z = 5 m dan z = 15 m Jawaban : L = 10 m dan ρ = √(32 + 42) = 5.0 m α1 = arctg (15/5) = 71.60 ; α2 = arctg (5/5) = 450 m HP = (10 A/(4π x 5.0 m))(sin 450 - sin 71.60 ) = - 0.04 aφ A/m

  11. simulasi medan magnet http://www.walter-fendt.de/ph11e/mfbar.htm

  12. simulasi medan magnet http://www.walter-fendt.de/ph11e/mfwire.htm

  13. 2. Hukum integral Ampere ……….(07) Icak = arus yang dicakup lintasan tertutup - Kuat medan magnet dalam solenoida ………..(7a) N = jumlah lilitan, d = panjang solenoida - Kuat medan dalam toroida ……….(7b) ρ = jejari toroida

  14. ● Rotasi (Curl), : Kalau diterapkam hukum integral ampere pada unsur permukaan diferensial maka akan diper- oleh suatu turunan yang disebut curl (rotasi) . Dari persamaan (07) bila diterapkan pada unsur luasan ∆S= ∆y∆z maka arus yang dicakup oleh lintasan keliling yang membatasi unsur luasan ∆S adalah : ………….(08) Pada gambar di bawah ini integral sekeliling H menghasilkan IC. Integral sekeliling ∆S menghasilkan IX

  15. Kalau persamaan (08) dibagi dengan ∆S dan dilimitkan maka diperoleh rotasi komponen x : Untuk keadaan umum dimana arus listrik mempunyai komponen-komponen x, y, dan z , IC H IX

  16. maka rot H dalam koordinat Kartesian adalah : ▽ X H == J [A m-2] ....(8b) ..(8c) ........(8d)

  17. - Dalam koordinat tabung : .....(8e) - Dalam koordinat bola : ....(8f)

  18. 3.Teorema Stokes Teorema Stokes menghubungkan antara inte- gral garis dengan integral bidang . …………(09) ● Flux magnetic, Φ, dan kerapatan flux magnetic, B B = μ0H [Wb/m2 ] ……………(10) μ0 = permeabilitas dalam hampa = 4π x 10-7 {H(Henry)/m] Φ = ∫B • dS [W (Weber)] …….(10a)

  19. ● Potensial magnetic Scalar, Vm , dan potensial magnetik vector , A. • Potensial magnetic scalar, Vm : Pendefinisian potensial magnetic scalar mengacu pada adanya potensial elektrik, V, dimana kuat medan listrik dapat diperoleh dari gradien potensial . Demikian pula halnya dengan potensial magnetic scalar , tetapi dengan syarat-syarat sebagai berikut ; - Harus memenuhi :

  20. - Harus memenuhi persamaan Laplace : , J = 0 sehingga , H = - ▽Vm (J = 0) ..........(11) • Vektor potensial magnetik , A . Vektor potensial magnetic A didefinisikan sebagai ; ………….(12)

  21. dimana B harus memenuhi maka ..........(13) Penyelesaian dari persamaan (12) memberikan harga A debagai berikut : ........(14) Contoh 1 : Diketahui medan magnet dalam ruang hampa adalah sebagai berkut :

  22. Carilah flux magnetic yang memotong bidang : - π/4 ≤ Φ ≤ π/4 , 0 ≤ z ≤ 1 m Jawaban : Φ = 4.23 Wb

  23. Contoh 2 :Carilah vector potensial magnetic A di sekeliling kawat tak berhingga yang berarus I Jawaban : Untuk kawat tak berhingga berarus I maka kuat medan magnetnya adalah :● dan B = μ H → Karena B hanya mengandung komponen φ maka :

  24. A hanya merupakan fungsi ρ → diambil AZ = 0 untuk ρ = ρ0 , maka diperoleh Contoh 3 : Suartu kawat penghantar yang sejajar sumbu y positif beraus 10 A,menembus bidang y = 0 di titik (2,0,-2) m seperti tergambar. Tentukan kuat medan di titik (0,0,0)

  25. Jawaban : Z │r│ √(22 + 22) = 2√2 r (0,0,0) Y X Kuat medan dititik pusat salib sumbu (0,0,0) :

  26. Soal latihan : Tunjukkan bahwa kawat berarus I Amper dalam gambar di bawah ini , kuat medan di titik P besarnya adalah : P r α1α2 I Y y2 y1

  27. Rangkuman : 1. Arus listrik yang merupakan muatan listrik bergerak menyebabkan timbulnya medan magnet di sekeliling penghantar yang berarus . 2. Hukum Biot-Savart (= Hukum ampere untuk unsur arus) : I = kuat arus listrik dalam penghantar R = jarak elemen arus ke titik pengamatan kuat medan yang dibangkitkan di P

  28. 3. Satuan medan magnet B dalam SI , T (Tesla): 1 T = 104 Gauss = 1 (Weber(Wb)/m2) -- Satuan medan magnet H , [A/m] – Satuan flux magnet Φ , W(Weber) 4. Hukum integral Ampere : Integral keliling kuat medan H sepanjang lintasan tertutup adalah sama dengan besarnya arus cakupan Ienc 5. Potensial magnetik skalar , Vm : V m harus memenuhi syarat berikut :

  29. 6. Potensial magnetik vektor , A : Didefinisikan sebagai : dan harus memenuhi 7. Rotasi (curi) ,

  30. << CLOSING>> Setelah menyelesaikan dengan baik mata kuliah ini dan materi–materi sebelumnya mahasiswa diharapkan sudah mampu membuat dan menye- . lesaikan masalah-masalah yang berhubungan . dengan medan magnet khususnya dalam bidang sistem komputer .

  31. Wouuu

More Related