PETA KONSEP Medan Magnetik
MEDAN MAGNETIK
INDUKSI MAGNETIK
GAYA MAGNETIK ( GAYA LORENTZ )
APLIKA SI GA APLIKASI GAY YA MAGNETIK DALAM INDUSTRI
Induksi Magnetik Pada Kawat
Kawat Berarus dalam Medan Magnet
Alat-Alat Ukur Listrik
Induksi Magnetik Pada Solenoida
Kawat Sejajar Berarus
Motor Listrik
Induksi Magnetik Pada Toroida
Gaya Lorentz Pada Muatan Bergerak
Medan magnetik
BAHAN AJAR
BAHAN AJAR
Pernahkah ananda melihat bagaimana bentuk serguk besi jika didekatkan ke magnet? Apa yang terpikir jika ananda mendengar medan magnet? Pasti ananda hanya berpikir medan magnet daerah yang dipengaruhi di sekitar magnet. Nah, medan magntik akan kita pelajari pada bab ini.
1
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
BAHAN AJAR MEDAN MAGNET A. Petunjuk Belajar
Sebelum membaca buku ini berdoa terlebih dahulu
Review daftar isi, lihat materi apa yang akan dipalajari terletak dihalaman berapa
Baca buku dengan seksama
Pahami materi pelajaran dengan baik
Buat catatan kecil untuk inti materi yang telah dibaca
Kerjakan contoh soal-soal latihan serta pembahansannya dengan baik dan benar.
B. Kompetensi Inti KD 1.1
Menyadari kebesaran Tuhan yang yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
KD 2.1
Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan, melaporkan, dan berdiskusi
KD 3.4 Menganalisis induksi magnet dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi. KD 4.4 Melaksanakan pengamatan induksi magnet dan gaya magnetik di sekitar kawat berarus listrik.
2
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
C. Indikator Pencapaian Kompetensi*) KI 3
3.4.1
Menjelaskan konsep medan magnet dan induksi magnet.
3.4.2
Menjelaskan konsep medan magnet di sekitar kawat lurus panjang.
3.4.3
Menentukan garis gaya magnetik yang dihasilkan kawat berarus
3.4.4
Menentukan arah induksi magnet disekitar kawat berarus
3.4.5
Menghitung besar induksi magnet sekitar kawat be rarus
3.4.6
Menjelaskan gaya magnetik (gaya Lorentz).
3.4.7
Menentukan arah gaya magnetik (gaya Lorentz) pada penghantar berarus dalam medan magnet.
3.4.8
Menentukan besar gaya magnetik (gaya Lorentz) pada penghantar berarus dalam medan magnet .
3.4.9
Menentukan arah gaya magnetik (gaya Lorentz) antara dua penghantar lurus sejajar berarus.
3.4.10 Menentukan besar gaya magnetik (gaya Lorentz) antara dua penghantar lurus sejajar berarus. 3.4.11 Menentukan momen kopel pada simpal penghantar berarus 3.4.12 Menentukan besar gaya magnetik (gaya Lorentz) pada muatan yang bergerak dalam medan magnetik. 3.4.13 Menjelaskan prinsip dari induksi magnetik dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi. 3.4.14 Menerapkan prinsip dari induksi magnetik dan gaya magnetik pada berbagai produk produk teknologi. 3.4.15 Menganalisis prinsip kerja dari aplikasi gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi. KI 4
4.4.1
Melakukan percobaan induksi magnet dan gaya magnetik di sekitar kawat berarus listrik.
4.4.2
Melakukan pengamatan induksi magnet dan gaya magnetik di sekitar kawat berarus listrik.
3
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
MATERI PEMBELAJARAN
BAHAN AJAR
Di SMP kelas IX anda telah mempelajari tentang medan magnet dan juga telah mengetahui bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Medan magnet adalah ruang disekitar suatu magnet dimana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi oleh magnet akan mengalami gaya magnetik jika di letakkan dalam ruang tersebut.
Induksi magnetik Gaya magnetik (gaya lorentz) Aplikasi gaya magnetik dalam kehidupan sehari-hari
Maka pada bahan ajar ini kita akan membahas lebih dalam lagi dari medan magnet yaitu tentang induksi magnetik dan gaya magnetik. A.
INDUKSI MAGNETIK Hans Christian Oersted pada tahun 1820 menemukan bahwa arus listrik dalam sebuah kawat penghantar dapat menghasilkan efek magnetik. Efek magnetik yang ditimbulkan oleh arus tersebut dapat membelokkan arah jarum kompas
4
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Gambar 1. Percobaan Induksi Magnetik
5
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa penyimpangan jarum kompas ternyata disebabkan oleh medan magnetik yang magnetik yang ditimbulkan saat penghantar dialiri arus listrik. Medan magnetik yang timbul akibat adanya arus listrik inilah yang disebut induksi magnetik. Induksi magnetik disimbolkan dengan huruf B dengan satuan ⁄ atau Tesla. Induksi magnetik merupakan besaran vektor. Arah induksi magnetik dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan sesuai dengan bentuk kawat. Hukum Biot-Savart
Pada saat Hans Christian Oersted mengadakan percobaan untuk mengamati hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, ia belum sampai menghitung besarnya kuatmedan magnet di suatu titik di sekitar kawat berarus. Perhitungan secara matematik baru dikemukakan oleh ilmuwan dari Prancis yaitu Jean Bastiste Biot dan Felix Savart . Berdasarkan hasil eksperimennya tentang pengamatan medan magnet di suatu titik P yang dipengaruhi oleh suatu kawat penghantar dl, yang dialiri arus listrik I listrik I diperoleh kesimpulan bahwa besarnya kuat medan magnet (yang kemudian disebut induksi magnet yang diberi lambang B) di titik P: a. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik (I). b. Berbanding lurus dengan panjang kawat (dl). c. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P ke elemen kawat penghantar (r) (r).. d. Sebanding dengan sinus sudut apit antara arah arus dengan garis hubung antara titik P ke elemen kawat penghantar.
Gambar 2. Induksi magnetik dB akibat elemen penghantar dl berarus listrik I
6
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum Biot-Savart yang secara matematik dapat dinyatakan dalam persamaan :
…….. (1)
dengan : dB
= Induksi magnet di titik P (Wb/m2 atau Tesla)
I
= kuat arus listrik (A)
d l
= panjang elemen kawat berarus (m)
= sudut antara arah arah I I dengan garis hubung P ke dl
k
=
r
= jarak dari P ke d l (m)
-7
-1
-1
= bilangan konstanta = 10 Wb A m
1. Induksi Magnetik Pada Kawat
Gambar 3. Kaidah tangan kanan pada kawat lurus berarus
Cara menentukan arah induksi magnetik dengan menggunakan kaidah tangan kanan pada kawat lurus berarus adalah genggam kawat lurus dengan tangan kanan sedemikian hingga ibu jari menunjukkan arah kuat arus, maka arah putaran keempat jari yang dirapatkan akan menyatakan arah lingkaran garis-garis medan magnetik. Dari gambar dapat terlihat bahwa untuk kawat lurus panjang berarus, garis-garis medan magnetiknya berbentuk lingkaran-lingkaran yang berpusat (konsentris). Makin jauh dari kawat 7
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
lurus, makin kecil induksi magnetik disekitar kawat lurus berarus. Besar induksi magnetik untuk kawat lurus berarus adalah sebagai berikut :
Dengan : 2
B
: Induksi magnetik (Wb/m = T)
i
: Kuat arus listrik (A)
a
: Jarak antara kawat dengan titik acuan (m)
0
: Permeabilitas vakum/udara (4 x 10 Wb/A m )
-7
-1
-1
Contoh soal
Arus listrik 1 A mengalir sepanjang suatu kawat lurus sangat panjang. Tentukan induksi magnetik yang dihasilkan pada suatu titik yang berjarak 1 cm dari kawat! Jawab :
Untuk menentukan arah induksi magnetik pada kawat melingkar juga dapat digunakan kaidah tangan kanan.
Gambar 4. Arah medan magnetik pada kawat penghantar berbentuk lingkaran 8
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Besar induksi magnetik di pusat kawat melingkar berarus adalah sebagai berikut :
Besar induksi magnetik pada kumparan kawat melingkar dengan N lilitan adalah sebagai berikut :
Dengan : N : Jumlah lilitan
2.
Induksi Magnetik Pada Solenoida
Selenoida adalah seutas kawat panjang yang dililitkan mengitari sebuah penampang berbentuk silinder.
Gambar 4. Induksi magnetik pada solenoida
Cara menentukan arah induksi magnetik dengan menggunakan kaidah tangan kanan pada solenoida adalah : “Genggam solenoida dengan tangan kanan sedemikian hingga arah putaran keempat jari menunjukkan arah putaran arus, maka arah ibu jari akan menyatakan arah medan magnetik”. magnetik”.
9
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Ketika sebuah selenoida dialiri arus listrik maka garis-garis medan magnetik yang dihasilkan yaitu keluar dari satu ujung (kutub utara) dan masuk ke ujung lain (kutub selatan). Besar induksi magnetik di tengah solenoida adalah sebagai berikut :
Besar induksi magnetik di ujung solenoida adalah sebagai berikut :
Dengan : L : panjang selenoida (m)
3. Induksi Magnetik Pada Toroida
Toroida adalah kawat yang digulung di gulung disekitar suatu inti berbentuk donat, seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 5. Induksi magnetik pada toroida
Besar induksi magnetik pada sumbu toroida adalah sebagai berikut :
10
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik B.
BAHAN AJAR
GAYA MAGNETIK (GAYA LORENTZ) SEKILAS INFO !
1. Kawat Berarus dalam Medan Magnet
Kawat berarus yang diletakkan memotong garis-garis medan magnetik yang dihasilkan oleh pasangan kutub utara dan selatan suatu magnet tetap akan mengalami gaya magnetik yang disebut gaya Lorentz. Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan sebagai berikut :
Kata magnet berasal dari Magnesia, nama suatu kota di kawasan Asia. Di kota inilah orang-orang Yunani sekitar tahun 600 SM menemukan sifat magnetik dari mineral magnetik. Secara umum, pengertian magnet adalah kemampuan suatu benda untuk menarik benda-benda lain yang berada disekitarnya. Magnet dapat dibuat dari bahan besi, baja, dan campuran logam lainnya. Di perkirakan orang Cina adalah yang pertama kali memanfaatkan batu magnet ini sebagai kompas, baik di darat maupun di laut. Hingga saat ini, magnet banyak dimanfaatkan dimanfaatkan untuk perangkat elektronik, seperti bel listrik, telepon, dan
Gambar 6. Kai dah tangan kanan un tuk menentu menentu kan ar ah gaya L orentz
Cara menentukan gaya Lorentz dengan menggunakan kaidah tangan kanan pada adalah : “Buka telapak tangan kanan dengan keempat ibu jari dirapatkan. Arahkan keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah induksi magnetik B dan arah kan ibu jari hingga sesuai dengan arah kuat arus listrik i, maka arah gaya Lorentz Fyang dialami konduktor akan sesuai dengan arah dorongan telapak tangan” Berikut contoh penggunaan kaidah tangan kanan pada gaya Lorentz :
11
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Gambar 7. Penggun Penggun aan kaidah tangan kan an pada gaya gaya Lor entz
Dari gambar diatas dapat terlihat bahwa kawat memben gkok keatas. Hal ini menunjukkan bahwa gaya Lorentz F berarah vertikal keatas seperti yang ditunjukkan oleh kaidah tangan kanan.Adapun besar gaya Lorentz dinyatakan oleh :
Dengan : F
: Gaya Lorentz (N) 2
B : Induksi magnetik (Wb/m = T) L : Panjang konduktor (m) i
: Kuat arus listrik (A)
θ
: sudut sudut apit rekecil antara arah arus i dengan induksi magnet B
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah sekrup putar kanan seperti ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 8. Ar ah gaya gaya L orentz dengan dengan menggunakan k aidah sekr sekr up putar kanan
12
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Coba perhatikan sebuah kumparan berarus yang berada dalam medan magnetik berikut ini !
Gambar 9. Gaya L orentz pada pada se sebuah kum paran
Sebuah kumparan abcd dengan panjang p panjang p dan lebar l dalam medan magnetik B magnetik B dialiri arus searah anak panah. Pada sisi ab akan timbul gaya Lorentz F Lorentz F 1 ke bawah dan pada sisi cd akan timbul gaya Lorentz F 2 dengan arah ke atas. Kedua gaya ini menyebabkan momen gaya terhadap O. Akibat momen gaya inilah maka kumparan akan menyimpang terhadap keadaan mendatar sehingga dapat berputar. Besarnya momen gaya yang timbul pada kumparan dapat dirumuskan sebagai berikut.
……… (9) Jika kumparan terdiri atas N atas N lilitan maka besarnya momen gaya pada kumparan tersebut adalah :
Keterangan : A = Luas penampang kumparan
13
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
2. Kawat Sejajar Berarus
Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet.Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.
…. (11) Bagaimanakah arahnya ? Kawat sejajar yang diberi arus searah akan tarik menarik dan diberi arus berlawanan akan tolak menolak. Perhatikan gambar di bawah berikut. berikut. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Tentukan dengan menggunakan kaedah tangan kanan.
Gambar 10. Gaya L orentz Pada Pada Kawat Sejaj Sejaj ar
14
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
3. Gaya Lorentz Pada Muatan Bergerak
Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik. Berarti saat ada muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul gaya ga ya Lorentz. Arus listrik adalah muatan yang bergerak dan muatan yang dimaksud adalah muatan positif. Gaya Lorentz yang dirasakan muatan positif dapat ditentukan dengan kaedah tangan kanan. Perhatikan gambar di bawah berikut. Ibu jari menunjukKan arah v, 4 jari lain menjadi arah B dan telapak arah gaya Lorentz. Bagaimana dengan muatan negatif ? Coba kalian pikirkan!
Gambar 11 a. Pengaru Pengaru h gaya gaya L orentz pada
gambar gambar 11b. Kaedah Kaedah tangan kanan
muatan ber ber ger ger ak
Gaya Lorentz yang dirasakan oleh muatan bergerak tersebut memenuhi persamaan berikut.
dengan : F = gaya Lorentz (N) q = muatan (C) v = kecepatan muatan (m/s) 2
B = induksi magnet (wb/m ) θ = sudut antara v dan B
15
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Contoh soal
Sebuah penghantar lurus panjang dialiri arus listrik listrik sebesar 1,5 A. Sebuah elektron bergerak 4
dengan kecepatan 5 x 10 m/s searah arus dalam penghantar pada jarak 0,1 m dari penghantar itu. -19
Jika muatan elektron itu -1,6 x 10 C, tentukanlah besar gaya pada elektron oleh arus dalam penghantar tersebut ! Jawab : Besar kuat medan
Besar gaya magnetik
C. APLIKASI GAYA MAGNETIK DALAM INDUSTRI
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan peralatan-peralatan listrik yang didukung oleh motor listrik, antara lain pompa air, mesin cuci, kipas angin, mesin jahit,dan sebangainya. Sedangkan untuk mengukur arus listrik digunakan amperemeter, untuk mengukur tegangan listrik digunakan voltmeter. Motor listrik, ampermeter, dan voltmeter adalah suatu alat listrik yang bekerja menggunakan prinsip gaya Lorentz. Prinsip kerja alat tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Motor Listrik
Motor listrik adalah alat listrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau energi gerak. Pada prinsipnya sebuah motor listrik terdiri atas dua bagian, yaitu bagian stator dan bagian rotor . Bagian stator yaitu bagian dari motor listrik yang tidak bergerak, pada umumnya terdiri atas magnet tetap. Bagian rotor yaitu
16
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
bagian motor listrik yang bergerak, pada umumnya terdiri atas kumparan kawat yang dibelitkan pada jangkar. Pada prinsipnya sebuah motor listrik memiliki kumparan yang berada dalam medan magnet tetap. Apabila pada kumparan tersebut dialiri arus listrik, maka pada kumparan tersebut akan bekerja gaya magnetik (gaya Lorentz). Arah gaya magnet pada sisi kumparan antara kanan dan kiri mempunyai arah yang berbeda sehingga membentuk momen gaya (torsi). Dengan demikian akan menyebabkan kumparan tersebut berputar. Lihat pada gambar berikut ini.
Gambar 12. Susunan Susunan dasar dasar motor li str ik
1.
Alat-Alat Ukur Listrik
Gambar Gamb ar 13. Bagian-bag Bagian-bagian ian alat u kur li stri k
17
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Pada prinsipnya cara kerja antara alat ukur listrik dengan motor listrik sama, yaitu pemanfaatan dari gaya magnet.Perbedaannya pada ampermeter dan voltmeter, jangkar tempat kumparan dibelitkan ditaruh sebuah pegas yang berfungsi untuk meredam putaran dari kumparan, sehingga kumparan hanya akan terpuntir saja, di mana sudut puntiran kumparan akan sebanding dengan besarnya kuat arus yang mengalir pada kumparan tersebut. Besarnya sudut puntiran inilah yang dikalibrasikan untuk menentukan besaran yang akan diukur yang kemudian dibuatkan jarum penunjuk dan skala untuk hasil pengukuran.
Pilihan anda
1.
Besaran yang menyatakan medan magnetik disekitar kawat berarus listrik disebut a. Kuat medan listrik b. Ferromagnetik c. Induksi magnetic d. Gaya magnet e. Garis-garis gaya magnetik
2.
Disekitar sebuah magnet tersebar serpihan kayu, paku, kertas, serbuk besi, pensil kayu dan peniti. Benda-benda yang di tarik magnet yaitu a. Serpihan kayu, kertas, dan pensil kayu b. Paku, kertas dan peniti c. Serbuk besi, pensil kayu dan peniti d. Paku, serbuk besi dan peniti e. Serpihan kayu, paku dan pensil kayu
3.
Garis-garis gaya yang benar dari gambar berikut adalah
18
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
4.
5.
6.
BAHAN AJAR
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi medan magnetik yakni… a.
Arah kuat arus listrik listrik dan jarak titik tinjauan terhadap terhadap kawat.
b.
Besar kuat arus listrik dan arah kuat arus listrik
c.
Jarak titik tinjauan terhadap pusat bumi.
d.
Besarnya kuat arus listrik Jarak titik tinjauan terhadap pusat bumi.
e.
Besarnya kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap kawat
Arah induksi magnet dari gambar kawat lurus berarus pada titik P berikut adalah
a.
Ke arah kiri
b.
Ke arah atas
c.
Arah Keluar kertas
d.
Ke arah bawah
e.
Arah masuk ke dalam kertas
Arus listrik mengalir sepanjang kawat listrik tegangan tinggi dari utara keselatan. Arah induksi magnet yang diakibatkan arus listrik di timur kawat ad alah ke a. 19
Selatan BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
7.
b.
Utara
c.
Barat
d.
Atas
e.
Bawah
BAHAN AJAR
Arah induksi magnet pada pusat lingkaran kawat adalah a. ke arah kiri
d. Ke arah bawah
b. Ke arah atas
e. Arah masuk ke dalam
kertas
i
8.
c. Arah Keluar kertas
Kawat berarus yang diletakkan memotong garis-garis medan magnetik yang dihasilkan oleh pasangan kutub utara-selatan tetap akan mengalami gaya yang disebut gaya a. Listrik b. Ferromagnetik c. Induksi magnetik d. Lorentz e. Biot – Biot – Savart Savart
9.
Sepotong kawat berarus listrik l dengan arah sejajar sumbu Y-, berada diantara dua kutub magnet. Kawat akan mendapat gaya lorentz kearah
a.
Sumbu X+
d. Sumbu Z+
b.
Sumbu Y-
e. Sumbu Z-
c.
Sumbu X-
20
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
10. Suatu alat yang mengandung sebuah elektromagnet yang secara terus menerus berputar karena suatu pertukaran arus listrik adalah sebuah a.
Bel pintu
b.
Selenoida
c.
Galvanometer
d.
Motor listrik
e.
Alarm
Essa
1.
Apakah yang dimaksud dengan medan magnet?
2.
Sebuah magnet diletakkan diatas meja yang telah tersebar paku-paku dan serpihan kertas. Jelaskanlah apa yang akan terjadi pada magnet, paku, dan serpihan kertas tersebut!
3.
Gambarkanlah garis – garis – garis garis gaya magnetik pada gambar dibawah ini!
4.
Dua buah kawat masing – masing – masing masing panjangnya 25 cm, dialiri arus listrik masing-masing 10 A dan 5A. Jika kedua kawat terpisah sejauh 10 cm. Berapakah besar dan arah gaya yang dialami oleh kedua kawat?
5.
Sebuah toroida memiliki jari-jari jari-jari 50 cm dialiri arus sebesar 1 A. Jika toroida tersebut memiliki 60 lilitan, hitunglah besar induksi magnetik pada sumbunya!
6. 21
Jelaskanlah prinsip kerja galvanometer! BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
7.
Apa yang akan akan terjadi jika pegas didalam galvanometer ditiadakan?
8.
Jelaskanlah penerapan induksi magnet dan gaya magnet pada motor listrik!
22
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
Kunci Jawaban
Pilihan ganda
1. C 2. D 3. B 4. E 5. C 6. D 7. E 8. D 9. C 10. D
Essay
1.
Medan magnet adalah ruang disekitar suatu magnet. Medan magnet dapat timbul di sekitar arus listrik. Medan magnet yang timbul karena adan ya arus listrik disebut medan elektromagnet.
2.
Magnet akan menarik paku-paku, serpihan kertas tidak terpengaruh oleh magnet
3.
23
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
Medan magnetik
BAHAN AJAR
-5
4.
F = 2,5 x 10 N
5.
B = 2,4 x 10 T
6.
Dalam mengukur kuat arus listrik, galvanometer bekerja b erdasarkan prinsip bahwa
-5
kumparan yang dialiri arus listrik dapat berputar ketika diletakkan dalam suatu medan listrik. Hal ini dikarenakan adanya induksi magnet dan gaya magnet yang bekerja padanya. 7.
Jika pegas pada galvano meter ditiadakan maka kumparan dan jarum penunjuk akan terus berputar karena tidak adanya batas untuk menghentikannya yaitu pegas. Kumparan dan jarum penunjuk hanya akan berhenti berputar jika kopel magnetik seimbang dengan kopel pegas. Maka akibatnya galvano meter tidak dapat lagi digunakan untuk mengukur kuat arus.
8.
Induksi magnet pada motor listrik yaitu pada kawa t/kumparan yang dialiri arus listrik sehingga terdapatlah medan magnet disekitar kawat berarus dan induksi magnet disekitar kawat tersebut. Karena kumparan berarus tersebut juga berada didalam suatu medan magnet maka terjadilah gaya magnetik atau yang disebut dengan gaya lorentz akibatnya kumparan tersebut menjadi berputar.
24
BAHAN AJAR FISIKA SMA KELAS XII SEMESTER I |
