Make your own free website on Tripod.com
   


 

 
 

  SMULAB (SMU KRISTEN SATYA WACANA) SALATIGA

 
PAK | PPKn | B. Indonesia | B. Inggris | B. Jepang | Matematika | Fisika | Biologi | Kimia | Sejarah | Geografi | Sosiologi | Ekonomi | Antropologi | Seni
Medan Magnet
Arus Listrik Menimbulkan Medan Magnet
Medan magnet adalah ruang disekitar magnet dimana tempat benda-benda tertentu mengalami gaya magnet. Hans Christian Oersted (1777-1851 orang Denmark) merupakan orang pertama yang menemukan adanya medan magnet disekitar arus listrik. Gambar di samping tampak jarum kompas diletakkan di bawah kawat penghantar. Saat saklar terbuka, pada kawat tidak ada arus listrik yang mengalir dan jarum kompas pada posisi sejajar dengan kawat. Apabila saklar ditutup sehingga arus mengalir pada kawat penghantar, maka jarum kompas menyimpang. Simpangan jarum kompas tergantung arah arus pada kawat dan letaknya..
Dari percobaan yang pernah dilakukan, Oersted menyimpulkan bahwa "disekitar penghantar berarus listrik timbul medan magnet".

Bentuk Medan Magnet Disekitar Penghantar Berarus

A. Penghantar Lurus

Untuk mengamati bentuk medan magnet di sekitar penghantar lurus, lewatkan penghantar itu pada sehelai karton yang disekitarnya ditaburi serbuk besi. Apabila kertas diketuk, ternyata serbuk besi akan membentuk pola lingkaran sepusat dengan penghantar itu sebagai pusatnya. Hal ini menunjukkan bahwa medan magnet disekitar penghantar lurus berarus listrik berbentuk lingkaran sepusat dengan penghantar itu sebagai pusatnya.
Arah medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik dapat dilihat pada gambar di samping.

Cara untuk menentukan arah medan magnet disekitar penghantar berarus digunakan :

1. Kaidah tangan kanan, dengan ketentuan :
- ) arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik.
- ) arah lipatan jari yang lain menunjukkan arah medan magnet
2. Kaidah sekrup putar kanan, dengan ketentuan :
- ) arah putaran sekrup menunjukkan arah medan magnet.

- ) arah maju/mundurnya sekrup menunjukkan arah arus listrik

B. Penghantar Berbentuk Lingkaran
Apabila kawat dilengkungkan seperti gambar di samping pola medan magnetnya dapat dilihat pada gambar. Kaidah tangan juga berlaku pada kawat melengkung.

 

C. Kumparan (Solenoida)
Bila suatu kumparan diberi arus listrik, setiap bagian kumparan ini menimbulkan medan magnet disekitarnya. Medan magnet yang timbul merupakan gabungan medan magnet dari tiap bagian itu. Garis-garis medan magnet didalam selenoida (kumparan) saling sejajar satu dengan lainnya, yang dinamakan medan magnet homogen. Untuk menentukan arah medan magnet dalam selenoida digunakan aturan tangan kanan seperti pada penghantar melingkar

Gaya Magnetik (Gaya Lorentz)

Pada rangkaian di samping, apabila saklar ditutup maka arus listrik mengalir dari A ke B. Pada saat itu alumunium foil akan melengkung ke atas. Kemudian bila kutub sumber dibalik (arus mengalir dari B ke A), ternyata alumunium foil melengkung ke bawah. Yang menyebabkan alumunium foil melengkung ke atas atau ke bawah tidak lain adalah suatu gaya yang dikenal sebagai gaya magnetik (gaya Lorentz). Jadi arus listrik yang berada di dalam medan magnet mengalami gaya magnetik. Arah gaya magnetik ini tergantung pada arah arus dan arah medan magnet.

 

Untuk menentukan arah gaya magnetik (gaya Lorentz) digunakan aturan tangan kanan sebagai berikut:
- ) arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik ( i )
- ) arah jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet ( B )
- ) dorongan telapak tangan menunjukkan arah gaya Lorentz (F )
Besar gaya magnetik (gaya Lorentz) dipengaruhi:
a. besar kuat arus listruk ( i )
b. besar medan magnet ( B )
c. panjang kawat ( l )
d. sudut antara arah arus dan arah medan magnet

Perlu diketahui bahwa gaya magnetik merupakan reaksi dari gaya Biot Savart, yaitu gaya yang menggerakkan kutub magnet karena pengaruh arus listrik.

Penerapan Gaya Magnetik Pada Motor Listrik dan Meter Listrik

Motor listrik dan meter listrik bekerja dengan prinsip mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dengan memanfaatkan timbulnya gaya magnetik. Gerak yang dimaksudkan disini adalah gerak rotasi. Dalam mekanika, gerak rotasi dipengaruhi oleh koppel, yaitu pasangan dua gaya sejajar tetapi berlawanan arah.

Motor Listrik
Motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik dapat dijumpai pada mobil-mobilan, VCD player, mixer dan masih banyak lagi pada peralatan rumah tangga. Bagian utama dari motor listrik adalah kumparan dan magnet. Pada dasarnya sumbu motor listrik dilengkapi dengan kumparan penghantar yang dialiri arus listrik. Jendela dari kumparan diterobos garis-garis medan listrik seperti gambar di samping.
Pada saat kumparan dialiri arus, QR mendapat gaya Lorentz ( F l ) keatas, sedangkan kumparan PS mendapat gaya Lorentz kebawah. Karena kedua gaya ini membentuk koppel, maka kumparan akan berotasi.
Perlu diketahui bahwa kedudukan antara arus listrik pada QR maupun PS terhadap medan magnet selalu tegak lurus. Sedangkan pada RS dan QP selalu membentuk gaya sama besar, berlawanan arah dan resultannya selalu segaris dengan sumbu putar, sehingga saling meniadakan.
Jika motor listrik memakai arus searah (DC), maka agar motor selalu menghasilkan arah putaran yang tetap, arah arus harus disesuaikan. Dalam hal ini saat kedudukan kumparan akan menghasilkan arah putaran berlawanan dengan semula, maka arus listriknya harus dibalik. Untuk keperluan ini, pada motor listrik dilengkapi dengan cincin belah (komutator). Untuk menghasilkan putaran yang lebih kuat, maka diperlukan jumlah lilitan kumparan yang lebih banyak dan medan magnet yang lebih kuat.

 

Meter Listrik (Galvanometer)

Meter listrik juga mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Meter listrik dapat dijumpai pada peralatan-peralatan ukur listrik seperti amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Pada meter listrik, kumparan dipasang pada dua poros, yaitu poros atas dan bawah. Poros ini masing-masing dilengkapi dengan pegas spiral. Pegas berfungsi untuk mengendalikan putaran jarum penunjuk agar berputar sebanding dengan kuat arus yang mengalir pada kumparan. Pada saat kumparan tidak dialiri arus listrik, pegas mengatur letak jarum hingga menunjuk angka nol. Hal itu terjadi saat bidang kumparan sejajar dengan arah medan magnet. Jika arus listrik dialirkan, kopel gaya Lorentz pada kumparan memutar kumparan ke arah tegak lurus medan, tetapi putaran ini ditahan oleh pegas sehingga sudut putaran jarum sebanding dengan kuat arus.


Latihan Soal-Soal Medan Magnet
   

1)

 

 

 

Gambar di samping jarum kompas diletakkan di bawah kawat penghantar. Arah kompas menunjuk ke Utara-Selatan geografis. Jika arus listrik dialirkan dari Utara ke Selatan, maka kutub Utara magnet kompas menyimpang ke arah …
a. barat
b. timur
c. atas
d. bawah
e. kiri

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

Perhatikan gambar dibawah, untuk medan magnet yang dihasilkan penghantar berarus listrik yang benar adalah nomor …

a. 1, 2 ,3 dan 4
b. 2, 3 dan 4
c. 1 dan 3
d. 2 dan 4
e. 2 saja

 

3)

 

 

 

 

Perhatikan pernyataan berikut ini:
1. Arus listrik makin besar, medan magnet yang ditimbulkan makin besar.
2. Sumber tegangan diperbesar, medan magnet yang timbul makin kecil.
3. Jarak antara suatu titik terhadap penghantar bermuatan diperbesar, medan magnet makin besar.
4. Besar medan magnet tergantung pada jaraknya.
Pernyataan yang benar pada medan magnet adalah ....
a. 1, 2 ,3 dan 4
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 2 dan 3
e. 1 dan 4

 

4)

 

 

Pada penghantar melingkar diberi arus searah putaran jarum jam, maka arah medan magnet di pusat lingkaran penghantar adalah …
a. berlawanan arah putaran jarum jam
b. meninggalkan bidang gambar
c. searah putaran jarum jam
d. melingkar sepusat
e. masuk bidang gambar

 

5)

 

 

 

 

Perhatikan gambar di samping
1. Di ujung A medan magnet menuju solenoida
2. Di titik A merupakan kutub Utara magnet
3. Di titik B medan magnet meninggalkan solenoida
4. Di titik B merupakan kutub Selatan magnet.
Pernyataan yang tidak benar adalah nomor …
a. 1, 2 dan 3
b. 1 dan 3
c. 2 dan 4
d. 2, 3 dan 4
e. 1, 2, 3 dan 4

 

 

 

6)

 

 

Pada gambar di samping, magnet jarum akan …
a. ditarik
b. ditolak
c. menyimpang ke kiri
d. menyimpang ke kanan
e. diam saja

 

 

7)

 

 

 

 

Diantara pernyataan berikut ini:
1. Kuat arus listrik
2. Besar medan magnet
3. Besar sumber tegangan
4. Arah arus listrik dan arah medan magnet
Pernyataan di atas yang mempengaruhi besar gaya Lorentz adalah nomor …
a. 1 dan 2
b. 2 dan 3
c. 1 dan 3
d. 1, 2 dan 4
e. 1, 2, 3 dan 4


8)

 

 

Arah arus pada gambar di samping adalah …
a. ke atas
b. keluar bidang gambar
c. ke bawah
d. ke kiri
e. masuk bidang gambar

 

 

9)

 

 

 

 

Perhatikan pernyataan berikut:
1. mengubah energi listrik menjadi energi kinetik
2. cincin belah berfungsi mengubah polaritas arus listrik
3. untuk memperbesar kemampuan kerjanya dapat dilakukan dengan memperbanyak lilitan kumparan
4. untuk menghasilkan medan magnet dapat digunakan magnet permanen
Pernyataan di atas yang benar untuk motor listrik adalah nomor …
a. 1, 3 dan 4
b. 2, 3 dan 4
c. 1, 2 dan 4
d. 1, 2 dan 3
e. 1, 2 ,3 dan 4

 

10)

 

 

 

Pada gambar di samping terlihat sebuah kawat penghantar lurus dialiri arus listrik I dengan arah ke luar bidang gambar yang berada diantara 2 kumparan. Jika saklar ditutup, maka kawat akan mengalami gaya magnetik dengan arah …
a. ke kanan
b. ke atas
c. ke kiri
d. masuk bidang gambar
e. ke bawah

 

 

11)

 

 

Dua alat berikut yang cara kerjanya berdasarkan prinsip gaya magnetik adalah …
a. dinamo dan galvanometer
b. motor listrik dan dinamo
c. motor listrik dan galvanometer
d. kompas dan galvanometer
e. dinamo dan kompas

 

12)

 

 

Arah medan magnet pada titik di tengah-tengah kawat berarus berbentuk lingkaran seperti pada gambar adalah …
a. ke atas
b. ke bawah
c. ke kiri
d. masuk bidang gambar
e. keluar bidang gambar

 

 

   
   
   
   
   
   
   
   
   

 

 

 

 



 
   
  Sejarah Singkat | Visi dan Misi | Fungsi-Tujuan-Tugas | Moto dan Lambang | Fasilitas Sekollah | Profil Pengajar | Profil Administrasi | Program Internasional | Kesiswaan | Media Pembelajaran | Kontak