Catatan Kuliah: Medan Magnetik Part 1

1. Pengantar

• Tema: Medan magnet di sekitar kawat lurus dan kawat melingkar berarus listrik.
• Konsep dasar: Elektromagnet adalah magnet yang dihasilkan oleh arus listrik.
• Penemuan: Hans Christian Orsted (1819) - Medan magnet timbul di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik.

2. Permeabilitas Magnet

• Definisi: Kemampuan suatu bahan untuk menunjang terbentuknya medan magnet.
• Rumus:
  • [ \mu = \mu_R \times \mu_0 ]
    • ( \mu ): Permeabilitas bahan
    • ( \mu_R ): Permeabilitas relatif
    • ( \mu_0 ): Permeabilitas vakum (4π x 10^-7 Weber/ampermeter)

3. Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Listrik

• Rumus medan magnet:
  • [ B = \frac{\mu_0 I}{4\pi A} (\sin \theta_1 + \sin \theta_2) ]
  • ( B ): Kuat medan magnet (Tesla)
  • ( I ): Kuat arus listrik (amper)
  • ( A ): Jarak ke kawat (meter)
• Ketentuan sudut:
  • ( \theta_1 ) dan ( \theta_2 ) adalah sudut antara jarak ke ujung kawat.

3.1. Kawat Sangat Panjang

• Jika kawat diperpanjang, maka ( \theta_1 ) dan ( \theta_2 ) mendekati 90 derajat.
• Rumus:
  • [ B = \frac{\mu_0 I}{2 \pi A} ]

3.2. Penentuan Arah Medan Magnet

• Kaedah Tangan Kanan:
  1. Ibu jari = Arah arus (I)
  2. Jari melengkung = Arah medan magnet (B)
• Penentuan arah menggunakan "dot" (menjauhi pengamat) dan "cross" (masuk bidang).

4. Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik

• Rumus medan magnet pada sumbu lingkaran:
  • [ B = \frac{\mu_0 N I A \sin \theta}{2R^2} ]
  • ( N ): Jumlah lilitan kawat (putaran)
  • ( R ): Jarak dari titik P ke kawat melingkar.

4.1. Hubungan Sinus dan Jarak

• Hubungan antara jarak dan sudut:
  • [ R = \sqrt{X^2 + A^2} ]
  • ( \sin \theta = \frac{A}{R} )

4.2. Medan Magnet di Pusat Lingkaran

• Ketika ( \theta = 90 ) derajat:
  • [ B = \frac{\mu_0 N I}{2A} ]

4.3. Penentuan Arah Medan Magnet pada Kawat Melingkar

• Arah menggunakan kaedah tangan kanan:
  • Ibu jari = Arah arus melingkar
  • Jari melengkung = Arah medan magnet (B)

5. Contoh Soal

5.1. Kawat Lurus

• Diketahui: I = 5A, jarak P = 10 cm
• Rumus yang digunakan: [ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi A} ]
• Hasil: B = 10^-5 Tesla, arah = menjauhi pengamat (cross).

5.2. Kawat Melingkar

• Kawat hanya 1/4 lingkaran.
• Hitung B dengan rumus: [ B = \frac{\mu_0 N I}{2A} ] dikali 1/4.
• Hasil: B = 3x10^-5 Tesla, arah = menjauhi pengamat (cross).

6. Penutup

• Pertanyaan dan saran dapat ditulis di kolom komentar.
• Playlist lengkap dapat diakses di kotak yang ada di sebelah kanan atas.