Bab9 Magnet

BAB 9 MAGNET

BENDA MAGNET

Kemagnetan Material 







Banyak benda-benda bersifat magnet, baik buatan maupun alamiah. Magnet mempunyai kemampuan memberikan gaya pada sesama magnet atau benda lain seperti besi. Semua magnet mempunyai dua kutub disebut kutub utara (North) dan kutub selatan (South Kutub sejenis akan saling tolak-menolak, sedangkan

MEDAN MAGNET

MAGNET BUMI

SIFAT KEMAGNETAN BAHAN 



Dikenal 3 macam sifat kemagnetan bahan yaitu Ferromagnetik, Paramagnetik, dan Diamagnetik. Sifat kemagnetan yang ada pada magnet permanen terjadi pada skala submikroskopik, yaitu akibat bentuk gerakan elektron yang dikenal dengan spin elektron

MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK 





arus listrik dapat menyebabkan terjadinya medan magnet. H.C. Oersted/A. Ampere jarum kompas disimpangkan oleh kawat berarus M. Faraday - Magnet yang digerak didekat loop dapat menghasilkan arus listrik dalam loop

GAYA MAGNET PADA MUATAN BERGERAK 

Medan magnet akan mengerjakan gaya F pada muatan bergerak

F = qv × B

Video

GAYA MAGNETIK PADA KAWAT BERARUS Gaya pada muatan bergerak

F = qvd × B

atau F = qv d B

Gaya total pada pada semua muatan dalam konduktor

F = (nAl )(qv d B ) = (nqv d )( A)(lB ) = JAlB = ilB Video

Jika B tidak ⊥ kawat, maka

F = ilB⊥ = ilB sin θ gaya ⊥ bidang konduktor dan medan, dengan arah sesuai aturan tangan kanan

   F = il xB Jika konduktor tidak lurus atau B tidak homogen, l dibagi menjadi segmen dl; gaya dF pada masing masing segmen adalah

   dF = idl xB sehingga

   F = i ∫ dl xB l

loop mengalami torsi

TORSI DALAM LOOP ARUS τ = Fb sin θ dimana = (iab) B sin θ = mB sin θ dimana

F = iaB, b = panjang loop m = iab = iA

Dalam notasi vektor

   τ = mxB

 m

= Momen dipol magnetik Aplikasi Motor Listrik

Video GGL Induksi





Unsur yang sama dalam eksperimen ini adalah perubahan fluk magnetik yang menembus koil φB.





Jika elektromagnet mati, B=0 dan galvanometer tidak menunjukkan adanya arus Jika elektromagnet dihidupkan  Ada arus selama B bertambah  arus kembali menjadi nol jika B nilainya tetap, tidak peduli berapa pun besarnya B  Jika koil dirubah sehingga berkurang luasnya, meter mengamati adanya arus selama perubahan. Jika dikembalikan pada bentuk semulanya, ada arus yang arahnya berlawanan dari arah arus bila luasnya bertambah.  Jika koil diputar dideteksi adanya arus dengan arah yang sama dengan jika luas koil dikurangi. Jika dirotasikan kembali ke posisi semula, maka arus mengalir dengan arah terbalik  Jika Jika koil ditarik keluar dari medan, maka ada arus yang arahnya sama seperti arah bila luas koil dikurangi. Jika elektromagnet dimatikan, ada arus sesaat yang arahnya kebalikan dari arah bila dihidupkan. Makin cepat perubahan ini dilakukan makin besar arusnya.

Partikel bermuatan q mengalami gaya magnetik Gerak partikel akan menghasilkan kelebihan muatan + di b dan muatan - di a, yang akan menimbulkan medan listrik E yang arahnya dari a ke b. Medan listrik ini akan mengerjakan gaya kebawah sebesar qE Pada keadaan setimbang qE=qvB, beda potensial a-b

Vab = EL = vBL Jika ujung a-b dihubungkan dengan konduktor U, maka akan mengalir arus induksi I dari a ke b. Ggl induksi

ε ind = Vab

dx dA dφ = LB = B= dt dt dt

Gaya gerak listrik yang diimbaskan dalam suatu rangkaian sama dengan negatif dari laju perubahan fluks magnetik yang menembusnya.

ε ind

dφ =− dt

atau

Definisi fluks magnetik φ

  φ B = ∫ B.dA

ε ind

dφ = −N (untuk N lili tan) dt

Hukum Lenz menentukan arah GGL atau arus induksi. “Arah GGL induksi adalah sedemikian rupa sehingga melawan penyebab yang menimbulkan GGL imbas tersebut”

Video

Fluks magnetik yang menembus loop

  φ B = ∫ B.dA = BA = µ 0 nIA

dφ dI ε = − B = − µ 0 nA dan dt dt

  ∫ E.dl = ε

  dφ Jadi ∫ E.dl = − B dt

  ∫ E.dl = 2πrE

sehingga

E=

1 dφ B 2πr dt

Φ B = BA cos φ = BA cos ωt dΦ B d (cos ωt ) ε = −N = − NBA dt dt = NABω sin ωt = ε maks sin ωt

Video

V1 V = 2 N1 N 2

simbol

Video

Penggunaan Medan Magnet dalam Kesehatan 



Dapat digunakan untuk mengarahkan catheter saat dimasukkan dalam sistem peredaran darah. Dapat digunakan untuk mengambil serpihan logam yang masuk dalam kecelakaan mata. Dengan teknik lain akan sulit kiranya mengangkat serpihan logam dengan jumlah yang besar dengan ukuran yang sangat kecil.

Penggunaan Medan Magnet dalam Kesehatan 





Asbes mengandung besi sehingga pada paruparu para pekerja pembuat asbes dimungkinkan terdapat asbes di dalamnya. Keberadaan asbes dalam tubuh dapat dideteksi dengan medan magnet. Pada sistem saraf dan otot terdapat aliran arus listrik, dan ini tentu saja akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet tubuh dapat digunakan untuk mengukur kondisi kesehataan manusia. Medan magnet terbesar dihasilkan oleh jantung. Walaupun harganya sangat kecil, dengan peralatan yang canggih medan magnet dalam jantung dapat diukur. Medan magnet yang

Penggunaan Medan Magnet dalam Kesehatan 

Medan magnet dalam otak juga dapat diukur namun harganya lebih kecil dibandingkan medan magnet jantung (kurang lebih sebesar sepersejuta harga magnet bumi). Rekaman medan magnet otak disebut magnetoencephalogram (MEG).

Nuclear Magnetic Resonance (NMR)

NMR imaging