ELEKTROMAGNETIC

12 August 2016 09:45:34 Dibaca : 143 Kategori : TUGAS FISDAS

BAB I

Pendahuluan

Latar Belakang

Di bumi ini tentunya kita tidak asing dengan benda yang bernama magnet. Benda yang memiliki medan magnet dan dua kutub ini dapat menarik benda-benda yang mengandung unsur logam. Kita dapat menemukan magnet dimana saja, misalnya di toko mainan, toko bangunan, bahkan di bumi yang kita pijak ini terdapat sumber medan magnet yang sangat banyak. Pada magnet terdapat dua kutub, yaitu kutub utara yang selalu mengarah ke utara dan kutub selatan yang selalu mengarah ke selatan. Dan tak jarang kita juga bisa menemukan magnet di dalam alat-alat elektronik. Biasanya kita melihat magnet dalam berbagai bentuk, contohnya magnet U (sepatu kuda), magnet batang, magnet lingkaran, magnet jarum (kompas), dll. Namun sebenarnya magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan.
Magnet sebenarnya tidak hanya berupa magnet batang, jarum, lingkaran, dll yang biasa kita lihat pada umumnya. Tetapi magnet juga bisa dibuat dengan cara sederhana dan tidak membutuhkan bahan-naha tertentu yang rumit seperti pada pembuatan magnet buatan. Kita hanya membutuhkan bahan-bahan sederhana yang ada di sekitar kita, dan cara pembuatannya pun tak serumit magnet buatan pabrik.
Selain itu magnet juga sangat berguna bagi manusia. Misalnya saat kita tersesat di hutan kita dapat menggunakan kompas sebagai penunjuk jalan, dalam hal ini magnet juga ikut berperan penting. Magnet kulkas digunakan untuk menyimpan catatan di pintu kulkas. Tidak hanya itu, magnet juga sangat berguna dalam dunia kesehatan. Sejak dulu magnet sudah digunakan dalam dunia pengobatan, terutama dalam pengobatan alami (Naturopathy). Selain karena murah, hanya dengan satu set magnetic terbukti sangat bermanfaat bagi seluruh anggota keluarga (tidak hanya untuk pengobatan, tapi juga untuk hidup sehat alami).

Perumusan Masalah

Masalah yang dibahas dalam makalah ini yaitu :
a. Bagaimana pengertian magnet?
b. Bagaimana hubungan hukum amper dan coulomb?
c. Bagaimana penerapan torsi pada loop arus dan momen magnet?
d. Bagaimana aplikasi galvanometer, motor, dan pengeras suara?

3. Tujuan
a. untuk mengetahui pengertian magnet
b. untuk mengetahui hubungan hukum amper dan coulomb
c. untuk mengetahui penerapan torsi pada loop arus dan momen magnet
d. untuk mengetahui aplikasi galvonometer, motor, dan pengeras suara

BAB II
Pembahasan
Pengertian Magnet

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet ini tidak terlihat tetapi bertanggung jawab untuk properti yang paling menonjol dari magnet, yaitu kekuatan yang menarik pada bahan feromagnetik, seperti zat besi, dan menarik atau mengusir magnet lainnya. Magnet bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.
Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut system metrik pada satuan internasional (SI) adalah tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.
Definisi Ampere dan Coulomb
Jika I1 + I2 = IA tepat, kedua kawat tepat berjarak 1 m, maka :
â–¡(F/I) =((4πX〖10〗^(-7) T.m⁄(A)))/((2π))∙((IA)(IA))/((1 m))= 2 x 〖10〗^(-7) N/m
Dengan demikian satu ampere didefinisikan sebagai arus yang mengalir pada setiap konduktor dari dua kawat panjang parallel yang berjarak 1 m satu sama lain, yang menghasilkan gaya sebesar tepat 2 x 〖10〗^(-7) N/m sepanjang setiap konduktor. Ini merupakan definisi dari ampere. Sedangkan coulomb didefinisikan sebagai tepat satu ampere – detik:
1 C = 1A . detik.
Hukum Ampere
“ GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung loop suatu penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetic yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”
Pertama, kita ambil hasil kali panjang setiap segmen dengan komponen B yang parallel terhadap segmen tersebut. Jika sekarang kita jumlahkan semua suku, menurut Ampere, hasilnya akan sama dengan μ0 dikalikan arus total I yang melewati permukaan yang dilingkupi oleh lintasan tersebut. Secara matematis:
∑â–’BII ∆l =μ0I.
Symbol ∑ berarti jumlah dari dan BII berarti komponen B yang parallel terhadap ∆l tersebut dan I merupakan arus total yang melewati permukaan yang dibatasi oleh lintasan tertutup.
Banyak eksperimen yang mengindikasikan bahwa hukum Ampere berlaku umum. Bagaimanapun juga, hukum ini dapat digunakan untuk menghitung medan magnet khususnya kasus-kasus sederhana. Kegunannya adalah bahwa hukum ini menghubungkan medan magnet dengan arus secara langsung dan elegan secara matematis. Hukum Ampere dengan demikian dianggap sebagai satu dari hukum-hukum dasarlistrik dan magnet. Hukum ini berlaku untuk situasi apapun dimana arus dan medan tidak berubah terhadap waktu.

Torsi pada Loop Arus ; Momen Magnet
Saat arus listrik mengalir dalam loop kawat tertutup yang diletakkan pada medan magnet, gaya magnet pada arus dapat menghasilkan torsi. Ini merupakan prinsip dasar dibalik sejumlah alat praktis yang penting, termasuk meteran dan motor.
Torsi total merupakan jumlah torsi yang disebabkan oleh masing masing gaya sehingga
τ=laBb/2 + laB b/(2 ) = labB = IAB dimana A = ab adalah luas kumparan. Jika kumparan terdiri dari N loop kawat, berarti arus adalah NI, sehingga torsi menjadi
τ = NIAB

Aplikasi Galvanometer, Motor, Pengeras Suara
Komponen dasar kebanyakan alat ukur, termasuk ammeter,voltmeter,dan ohmmeter, adalah Galvanometer.
Galvanometer terdiri dari satu kumparan kawat (dengan jarum penunjuk yang terpasang) yang digantung pada medan magnet permanen. Bila arus mengalir melaui loop kawat, yang biasanya berbentuk persegi panjang, medan magnet memberikan torsi pada loop seperti persamaan τ=NIAB sin θ.
Sebuah motor listrik mengubah energy listrik menjadi energy mekanik. Motor bekerja dengan prinsip yang sama dengan galvanometer, kecuali tidak adanya pegas, sehingga kumparan dapat berotasi kontinu dalam satu arah.
Pengeras suara juga bekerja dengan prinsip bahwa magnet memberikan gaya pada kawat pembawa arus. Ketika arus bolak balik sinyal audio mengalir melalui kumparan kawat, kumparan dan corong speaker mengalami gaya yang disebabkan oleh medan magnet dari magnet.
Efek hall
Ketika konduktor pembawa arus tertahan pada medan magnet, medan memberikan gaya menyamping pada muatan-muatan yang mengalir pada konduktor. Sebagai contoh jika elektron-elektron bergerak kekanan konduktor persegi panjang , medan magnet dalam akan memberikan gaya kebawah pada elektron-elektron F = evd B, dimana vd adalah kecepatan alir elektron. Jadi elektron-elektron akan cenderung bergerak lebih dekat kepermukaan S daripada R.
Beda potensial naik terus sehingga medan listrik EII yang dihasilkannya memberikan gaya cEH, pada muatan muatan yang bergerak yang sama dan berlawanan dengan gaya magnet, efek ini disebut efek hall. Efek hall dapat digunakan untuk mengukur kecepatan alir pembawa muatan.
Spectrometer massa
Salah satu cara yang paling akurat untuk mengukur massa atom adalah spectrometer massa. Spectrometer massa dapat digunakan juga untuk memisahkan tidak hanya elemen dan isotop yang berbeda, tetapi juga molekul yang berbeda.
Feromagnetisme domain
Sebuah magnet batang dengan kedua kutubnya yang berlawanan, menyamai dipol listrik(muatan positif dan negative yang besarnya sama dan dipisahkan oleh jarak tertentu).
Penelitian mikroskopis menunjukan bahwa magnet sebenarnya terbuat dari daerah daerah kecil yang disebut domain,yang paling besar memiliki panjang atau lebar 1 mm.
Electromagnet dan Selonoida
Sebuah kumparan kawat panjang yang terdiri dari banyak loop, dinamakan Selonoida.
Electromagnetisme digunakan pada banyak aplikasi praktis dari motor dan generator sampai smenghasilkan medan magnet besar untuk riset. Satu penggunaan yang sederhana dari solenoida adalah bel pintu. Ketika rangkaian ditutup dengan menekan tombol, kumoaran secara efektif menjadi magnet dan memberikan gaya pada batang besi. Batang tersebut ditarik kedalam kumparan dan mengenai bel. Solenoida yang lebih besar digunakan pada starter mobil.
Medan magnet pada bahan magnet histeresis
Medan B0 didalam selonoida dinyatakan dengan :
B0 =μ0 nI
Ini berlaku jika hanya ada udara didalam kumparan. Jika kita masukan sebatang besi atau bahan feromagnet lainnya kedalam selonoida, medan akan meningkat sangat besar, seeringkali ratusan atau ribuan kali.
Magnet tetap
Magnet tetap (permanen) tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).
Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:
a. Magnet neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium,
b. Magnet Samarium-Cobalt: salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.
c. Ceramic magnetik
d. Plastic Magnets
e. Alnico Magnets
2. Magnet tidak tetap
Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.
3. Magnet buatan
Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.
Bentuk magnet buatan antara lain:
a. Magnet U
b. Magnet batang
c. Magnet lingkaran
d. Magnet jarum (kompas

Medan Magnet
Arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling kawat. Medan tersebut terorientasi menurut aturan tangan kanan. Dalam ilmu Fisika, medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik. Inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”). Sebuah medan magnet adalah medan vector, yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.

Sifat-Sifatnya
Hasil kerja Maxwell telah banyak menyatukan listrik statis dengan magnetisme, yang menghasilkan sekumpulan dari empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun, di bawah formula Maxwell, masih ada dua medan yang berbeda yang menjelaskan fenomena berbeda. Einstein lah yang berhasil menunjukan, dengan relativitas khusus, bahwa medan listrik dan medan magnet adalah dua aspek dari hal yang sama (tensor tingkat 2), dan seorang pengamat bisa merasakan gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak hanya merasakan gaya elektrostatik.
Dengan demikian, menggunakan spesial relativitas, gaya magnet adalah manifestasi dari gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan bisa diperkirakan dari pengetahuan tentang gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif terhadap seorang pengamat)

BAB III
Penutup
KESIMPULAN
Arus listrik menghasilkan medan magnet. Sebagai contoh garis garis medan magnet yang disebabkan oleh arus pada kawat lurus membentuk lingkaran disekeliling kawat dan medan memberikan gaya pada magnet. Besar medan magnet pada jarak r dari kawat lurus panjang yang membawa arus I di nyatakan dengan
B = μ0/2π I/r
Gaya yang diberikan pada kawat pembawa arus oleh medan magnet merupakan dasar untuk operasi banyak peralatan, seperti meteran, motor dan pengeras suara.