Induksi Magnetik : Medan Magnet Menghasilkan Arus Listrik

1. Induksi Magnetik : Medan Magnet Menghasilkan Arus Listrik Kuat arus listrik dapat menimbulkan medan magnet disekitarnya menurut Hukum Bio-Savart (aturan tangan kanan) Menurut Faraday dan Henry (1830-an), perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik, Fenomena perubahan medan magnet yang menimbulkan arus listrik dinamakan Induksi Magnetis atau Induksi Elektromagnetik Hukum Faraday : Merumuskan GGL Induksi Perubahan (fluks) megnetik akan menimbulkan GGL - dØ €i = -------- dt Artinya : GGL yang dihasilkan adalah sama dengan negatif dari perubahan fluks magnetik terhadap waktu. Untuk kumparan dengan banyak lilitan N, maka GGL Induksinya adalah : - N. dØ € = -------------- dengan Ô = ∫ B, dA = ∫ B cos Ø dA = B cos Ø dt A A

2. Ø = adalah sudut antara vektor medan magnet B dengan luas permukaan A yang ditembus oleh medan magnetJadi GGL induksi terjadi bukan karena adanya medan magnet (B) atau fluks magnetik, akan tetapi karena perubahan fluks magnetiknya. Persamaan Maxwell : Gelombang Elektromagnetik Pada tahun 1860-an, seorang Fisikawan Skotlandia bernama James Clerk Maxwell, menyusun 4 persamaan bentuk dasarnya telah dirumuskan sebelumnya menjadi sebuah perangkat persamaan utama dalam elektro magnetis, keempat persamaan matematis tersebut adalah : Muatan listrik menghasilkan medan listrik (Hukum Gauss tentang medan listrik) Medan magnet tidak memiliki sumber monopol Perubahan medan magnet menghasilkan listrik (Hukum Faraday) Perubahan medan listrik dan arus listrik menghasilkan medan magnet (modifikasi Hukum Ampere)

3. Jika suatu muatan q yang bergerak dengan kecepatan v, berada dalam pengaruh medan listrik dan medan magnet, maka menurut Hukum Coulumb muatan akan mengalami gaya : F = q . E dan mengalami gaya Lorent sebesar : F = q ( v. B ), dengan demikian muatan akan mengalami gaya total sebesar : F = q ( E + v B ). Menurut Hukum Gauss muatan q yang bergerak dengan kecepatan v menghasilkan medan listrik E dan medan magnet B. Hal ini dirangkum dalam 4 perangkat persamaan Maxwell.

4. Persamaan Maxwell meliputi : 1. Hukum Gauss pada medan listrik (sumber dari sebuah medan magnet adalah muatan listrik) : ∫. E . dA = Qin / €o = Ø. s Menyatakan bahwa : jumlah garis gaya yang keluar dari suatu permukaan tertutup (fluks €) sebanding dengan jumlah muatan listrik yang lingkupi oleh permukaan tertutup itu. 2. Hukum Gauss pada medan magnet : ∫ B . dA = 0 s Hukum Faraday : ∫ E. dI = (- d / dt) ∫ B dA s Hukum Ampere : ∫ B. dI = µo I + µo €o (d/dt) ∫ E. dA L s

5. Kelistrikan dan Kemagnetan Muatan Listrik Elemen Listrik Rangkaian Listrik Medan Magnet Gelombang Elektromagnetik HK. Coulomb Resistor Rangkaian Parerel & Seri Resistor HK. Biot Savart Fenomena Maxwell Medan Listrik Kapasitor HK. Ohm HK. Laurentz HK. Gauss Induktor HK. Kirchof HK. Faraday Solenoida Rangkaian RC HK. Ampere Rangkaian RL HK. Lenz Diagram Keterhubungan Pokok Bahasan Kelistrikan dan Magnetis

6. Persamaan Maxwell I : Hukum Gauss Pada Medan Listrik untuk mengetahui seberapa besar muatan yang ada dari sebuah muatan maka yang dilakukan adalah dengan melingkupi muatan tersebut dengan sebuah permukaan imajiner (permukaan Gauss) kmdu kita hitung berapa fluks listrik yang menembus keluar dari permukaan tersebut : ∫ = E. dA = Qin / €o s Total muatan yang dilingkupi permukaan Gauss Menjumlah (mengintegrasikan) fluks medan listrik yang menembus permukaan A

7. Persamaan Maxwell II : Hukum Gauss Pada Medan Magnet Jika Hukum Gauss diterapkan pada suatu medan magnet, maka jumlah fluks magnetik yang masuk menembus permukaan Gauss akan sama dengan jumlah fluks magnet yang keluar, sehingga total fluks sama dengan nol. ∫ B. dA = 0 s Note : karena pada medan magnet tetap ada dipol Persamaan Maxwell III : Hukum Faraday Perubahan fluks magnetisk terhadap waktu akan menimbulkan arus listrik. - dQ - d ∫ B. dA €i = --------- ∫ B. dI = ----------------- dt L dt Persamaan Maxwell IV : Modifikasi Hukum Ampere ∫ B. dI = = µo I + µo €o (d/dt) ∫ E. dA L s

8. Gelombang Elektromagnetik Persamaan Maxwell adalah persamaan dalam elektromagnetis, dan hal penting lain adalah tentang prediksi keberadaan suatu gelombang yang dinamakan Gelombang Elektromagnetik (EM). Gelombang Elektromagnetis saat ini sudah sangat dikenal dan aplikasinya contohnya : dalam komunikasi radio, televisi, pengiriman informasi, radar, dll. Namun sampai saat ini Gelombang Elektromaknetik masih sebatas konsep matematis, melalui persamaan Gelombang Elektomagnetis, Maxwell memprediksi Kecepatan Gelombang Elektromaknetik, adalah : 1 V = -------------- √ µo €o

9. Secara eksperimen kecepatan Gelombang Elektromagnetis = 3.108 m/s, dalam vakum atau udara, hal ini menunjukkan bahwa cahaya merupakan Gelombang Elektromagnetis (hal baru yang ditemukan oleh Maxwell). Gelombang Elektromagnetis tidak memerlukan medium untuk perjalanannya. Gelombang Mekanik memerlukan medium, contoh : gelombang air (medium air), tali senar (medium tali), suara (medium udara). Cahaya (tampak), gelombang radio, gelombang mikro (microwave), gelombang ultra violet (UV), gelombang inframerah (IR) dll, adalah merupakan salah satu jenis gelombang Gelombang Elektromagnetis yang panjang gelombangnya £ atau frekueansinya berbeda beda sesuai dengan hubungan : . C £ = -------- f Gelombang mikro dipakai untuk memanaskan makanan dalam pemanas mikrowave untuk menghilangkan kandungan airnya hingga makanan menjadi matang