Medan Magnet : Pengertian, Sifat, Rumus & Contoh Soal [ LENGKAP ]

Pohonilmu.com - Magnet dapat menarik beberapa logam, seperti besi dan baja. Zat yang mengandung besi, seperti serbuk besi, akan tertarik pada magnet batang dan berjajar untuk menunjukkan arah garis gaya dari medan magnet tersebut. Untuk lebih jelas mengenai Medan Magnet, simak ulasan berikut ini.

Pengertian Medan Magnet

Di sekitar magnet selalu ada medan magnet. Medan magnet adalah ruang disekitar magnet yang masih dirasakan adanya gaya magnet. Medan magnet dapat digambarkan oleh garis – garis medan magnet. Di sekitar magnet tetap, arah garis – garis medan selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan magnet. Arah medan magnet pada suatu titik didefinisikan sama dengan kutub utara jarum kompas ketika kompas ditempatkan di titik tersebut dan selalu menyinggung garis medan dititik itu.

Sifat-Sifat Medan Magnet

Sifat magnet dapat menarik logam (seperti baja ataupun besi) atau benda sesama magnet.

Sifat magnet memiliki dua kutub yang sudah saya jelaskan di atas. Yaitu kutub utara dan kutub selatan. Magnet selalu berpasangan kutubnya. Jika dipecah-pecah sampai kecil, magnet tetap memiliki dua kutub.

Kutub magnet yang senama atau satu jenis akan tolak menolak. Sedangkan kutub yang tidak sejenis senantiasa akan tarik-menarik. Contohnya adalah jika ujung kutub utara magnet A didekatkan dengan kutub utara magnet B maka kedua magnet tersebut akan tolak-menolak. Akan tetapi jika kutub utara magnet A di dekatkan kutub utara magnet B maka akan tarik-menarik. Hal ini seperti cowok suka sama cewek. Artinya normal bukan?

Magnet memiliki daerah di sekitarnya yang masih dipengaruhi magnet itu sendiri yang disebut dengan medan magnet. Misalnya jika kamu meletakkan sebuah jarum pentul pada dekat magnet, maka jarum pentul tersebut akan ketarik oleh magnet dan menempel.

Medan Magnet

1. Medan Magnet Oleh Arus Listrik

Hubungan kelistrikan dan kemagnetan kali pertama ditemukan oleh Hans Christian Oersted (1777-1851). Oersted menemukan bahwa ketika kompas diletakkan dekat dengan kawat penghantar, jarum kompas segera menyimpang dari arah semula saat kawat dihubungkan dengan baterai dan arus listrik mengalir. Seperti telah anda ketahui, jarum kompas dapat menyimpang ketika berada dalam medan magnet. Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnet.

Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik disebut medan magnet induksi. Garis – garis gaya magnet oleh arus listrik selalu melingkari kawat, dengan kawat sebagai sumbu lingkaran. Arah medan magnet disuatu titik searah dengan orientasi garis – garis gaya dan selalu menyinggung lingkaran garis – garis gaya.

2. Medan Magnet Oleh Arus Listrik Pada Kawat Lurus Panjang

Besarnya medan magnet disekitar kawat lurus panjang berarus listrik disebabkan oleh besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat. Semakin besar kuat arus semakin besar kuat medan magnetnya, maka sebaliknya semakin jauh jaraknya terhadap kawat semakin kecil kuat medan magnetnya. Besar medan magnet induksi pada suatu titik yang berjarak a dari kawat dinyatakan oleh :

B = μ0I/2πa

Keterangan :

B = Besar medan magnet (tesla, T)

o = Permeabilitas ruang hampa / 4 x 10-7 Wb/Am

I = Kuat arus listrik dalam (ampere, A)

a = Jarak titik ke kawat (m)

Satuan medan magnet dalam SI adalah tesla (T)

B = μo.n.Ι/ι

” Untuk Jumlah N lilitan”

Arah gaya magnet bergantung pada arah arus listrik dan arah medan magnet. Arah gaya magnet dapat ditunjukkan oleh kaidah tangan kanan.

Jika telapak tangan kananmu dibuka, keempat jarimu menunjukkan arah medan magnet, ibu jari menunjukkan arah arus listrik, dan arah tegak lurus telapak tangan menunjukkan arah gaya magnet.

Besarnya gaya magnet tergantung pada besar kuat arus listrik, besar medan magnet dan panjang penghantar. Jika kamu ingin memperbesar gaya magnet, kamu dapat melakukannya dengan cara berikut ini :

Memperbesar kuat arus listrik.
Memperbesar medan magnet.
Memperpanjang kawat penghantar.

Kaidah tangan kanan faradai digunakan untuk menentukan arah arus induksi elektromagnetik. Pada tahun 1831, seorang ilmuwan Inggris bernama Michael Faraday menemukan bahwa aliran listrik dapat tercipta pada kumparan kawat ketika dilewatkan atau digerakan dibawah pengaruh medan magnet. Faraday menamakan arus ini arus induksi. Jumlah arus induksi menjadi dua kali lebih banyak jika lilitan

kumparan atau kekuatan medan magnet digandakan. Kaidah tangan kanan faraday digunakan untuk menentukan arah arus induksi. Caranya hampir menyerupai cara menentukan arah gaya Lorentz yaitu :

Ibu jari menunjukkan arah gerakan kawat penghantar
Jari-jari menunjukkan arah medan magnet
Arah arus ditunjukkan oleh arah telapak tangan

Keterangan

Ibu Jari = arah arus listrik

Jari Telunjuk = arah medan magnet

Jari Tengah = arah gaya lorentz

3. Medan Magnet Oleh Arus Listrik Pada Kawat Melingkar

Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat ditentukan dengan rumus :

Keterangan :

BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla (T)

I = kuat arus pada kawat dalam ampere (A)

a = jari-jari kawat melingkar dalam meter (m)

r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter (m)

μo = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalam derajad (°)

x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater (m)

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung dengan :

4. Medan Magnet Oleh Arus Listrik Pada Solenoida Dan Toroida

Solenoida adalah kumparan kawat yang terdiri atas banyak lilitan. Medan magnet di dalam solenoida merupakan resultan medan magnet yang dihasilkan oleh setiap lilitan.

Toroida adalah solenoida yang melingkar.

Medan magnet yang dihasilkan solenoida cukup besar. Solenoida bertindak seperti sebuah magnet. Jika ke dalam solenoida dimasukkan inti besi, medan magnetnya akan menjadi lebih besar. Solenoida dengan inti besi didalamnya disebut elektromagnet. Setiap ujung elektromagnet akan menjadi kutub U dan kutub S. Elektromagnet banyak digunakan dalam peralatan elektrik misalnya bel listrik, relay, telepon dan telegraf.