Greaters, kali ini kita akan membahas salah satu fenomena fisika yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari yaitu fenomena kemagnetan. Apakah magnet itu? Magnet adalah suatu benda yang mempunyai medan magnet. Medan magnet ini bisa ada secara alami atupun juga dibuat dengan sengaja. Medan magnet secara alami contohnya adalah medan magnet bumi. Sedangkan untuk medan magnet buatan, contohnya adalah medan magnet yang timbul disekitar kawat yang dialiri listrik.

Medan Magnet 

Greaters, sekarang kita bahas tentang medan magnet buatan yang timbul di sekitar kawat yang dialiri listrik. Ada dua keadaan, yang pertama medan magnet di sekitar kawat lurus dan yang kedua medan magnet di sekitar kawat melingkar.

Medan magnet pada kawat lurus

Kawat lurus yang dialiri listrik akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya. Medan magnet ini besarnya tergantung pada seberapa besar arus listrik yang dialirkan pada kawat tersebut dan juga seberapa jauh jarak kawat dengan titik yang ditinjau. Semakin besar arus listrik yang dialirkan maka akan semakin besar pula medan magnet yang ada. Demikian juga semakin dekat titik yang ditinjau dengan kawat maka besar medan magnet akan semakin besar.

Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar ya greaters…

Gambar 1

Kawat lurus yang dialiri arus listrik (I) menimbulkan medan magnet (B) yang arahnya sesuai aturan tangan kanan. Arah B akan selalu mengikuti aturan tangan kanan. Aturan tangan kanan maksudnya dengan menggunakan tangan kanan kita anggap bahwa arah I adalah ibu jari tangan kanan dan jari lain diarahkan melingkar kedalam adalah arah B (coba praktikan aturan ini dan cocokkan dengan gambar).

Besarnya medan magnet dapat dihitung dengan menggunakan hukum Biot Savart yaitu:

Keterangan:

B = Medan magnet dalam tesla ( T )
μo = permeabilitas ruang hampa
I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
a = jarak titik P dari kawat dalam meter (m)

Medan magnet kawat melingkar

Untuk kawat yang melingkar dan dialiri listrik, juga terdapat medan magnet. Arah medan magnet yang dihasilkan dapat dilihat pada gambar:

Gambar 2

Medan magnet yang ada pada kawat melingkar, arahnya juga mengikuti aturan tangan kanan. Ibu jari adalah arah medan magnet dan jari yang di lengkungkan ke dalam adalah arah arus. Biasanya, kawat yang digunakan ada lebih dari satu lilitan. Sehingga, besarmedan magnetpun juga lebih besar sebanding dengan banyaknya lilitan. 

Gambar 3

Medan magnet yang timbul dari kawat yang dialiri listrik sejumlah N lilitan. Besarnya medan magnet dari N lilitan tersebut adalah :

Dengan N adalah jumlah lilitan.

Gaya Magnet

Apabila sebuah kumparan beraliran arus listrik berada dalam medan magnet maka akan timbul gaya magnetik yang mempengaruhinya disebut dengan gaya Lorentz.

Gambar 4

Gaya magnet yang bekerja pada kawat berarus dalam medan listrik. Arah gaya Lorentz juga mengikuti kaidah tangan kanan, dimana ibu jari adalah arah arus, 4 jari lain yang diluruskan adalah arah medan dan telapak tangan adalah arah gaya Lorentz. Besarnya gaya Lorentz ini dirumuskan dengan:

Jika ada dua kawat yang sejajar berada di medan magnet yang sama seperti pada gambar ini:

Gambar 5

Di mana (a) kawat sejajar yang arah arusnya searah (b) kawat sejajar yang arah arus berlawanan.

Maka gaya magnet yang bekerja dirumuskan sebagai:

Demikian greaters, pembahasan singkat mengenai fenomena kemagnetan, semoga bermanfaat.


Sumber gambar utama : mistamajahp

Baca juga Memahami Fluida Statis dan Dinamis, Fisika Kelas 11