percobaan elektro magnetik


Percobaan yang kamu lakukan ini mirip dengan yang dilakukan Hans Christian Oersted, seorang guru fisika berkebangsaan Denmark pada tahun 1820. Percobaannya menghasilkan hubungan antara arus listrik dengan kemagnetan. Hubungan itu kemudian disebut elektromagnetik.

1. Penemuan Oersted

Selama bertahun-tahun Oersted percaya ada hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun ia tidak dapat membuktikannya. Pada tahun 1829 akhirnya ia menemukan buktinya. Oersted mengamati, saat jarum kompas didekatkan pada kawat berarus, jarum kompas tersebut menyimpang dari kedudukan semula. Jika arah arus dibalik, maka jarum kompas menyimpang ke arah sebaliknya. Jika arus ditiadakan, maka jarum kompas kembali menunjuk arah utara selatan. Karena jarum kompas hanya dapat disimpangkan oleh medan magnet, Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Arus listrik yang mengalir pada kawat menghasilkan medan magnet yang arahnya bergantung pada arah arus.

2. Medan Magnet dari Solenoida

Jika kawat berarus dibuat melingkar-lingkar membentuk kumparan, medan magnet yang dihasilkan oleh tiap-tiap lingkaran kawat saling memperkuat. Sebagai hasilnya, di dalam kumparan dan di kedua ujungnya terdapat medan magnet yang kuat. Kumparan kawat yang panjang dan terdiri atas banyak lilitan disebut solenoida.

Solenoida berlaku sebagai magnet pada saat ada arus listrik. Kutub utara dan selatan magnet pada solenoida berubah jika arah arus berubah. Seperti yang telah kamu amati dalam kegiatan Lab Saku di samping, medan magnet pada solenoid dapat diperbesar dengan cara menambah jumlah lilitannya.

Medan magnet tersebut juga dapat diperbesar dengan memperbesar arus yang mengalir pada kawat solenoida. Selain kedua cara di atas, medan magnet pada solenoida dapat diperkuat dengan menempatkan besi di dalam solenoida. Medan magnet solenoida akan membuat magnet-magnet elementer besi tersebut searah. Sebagai hasilnya, medan magnet yang terjadi merupakan gabungan dari medan magnet kumparan dan medan magnet besi. Peningkatan medan magnet dengan memberikan inti besi pada solenoida ini bisa ratusan hingga ribuan kali daripada  tanpa menggunakan inti besi. Gejala yang terjadi pada solenoid dengan bahan magnetik (misalnya besi) sebagai inti di dalamnya merupakan salah satu bentuk elektromagnet.

3. Gaya magnetik pada arus listrik

Kamu telah mengamati dan mempelajari bahwa arus listrik dapat mengerjakan gaya pada magnet, misalnya kompas. Ingatlah pula bahwa gaya selalu berpasangan. Berdasarkan kenyataan ini, dapatkah medan magnet menghasilkan gaya pada arus listrik?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut. Kawat diletakkan pada medan magnet di antara kutub-kutub magnet ladam. Jika arus listrik dilewatkan pada kawat, ternyata kawat tersebut seperti tertarik ke atas. Jika arah arus dibalik, kawat tertarik ke bawah.

Jadi, kesimpulannya medan magnet dapat menghasilkan gaya pada arus listrik. Gaya ini disebut gaya Lorentz. Besar dan arah gaya Lorentz yang bekerja pada sebuah penghantar dalam suatu medan magnet ditentukan oleh kuat medan magnet (B) yang mempengaruhi, kuat arus (l) yang dibawa oleh penghantar, panjang penghantar (l), serta sudut arah arus dan medan magnet yang mempengaruhi (α ).

Secara matematis, besarnya gaya Lorentz dapat dituliskan sebagai berikut.

FL = B I l sin α

dengan FL = besar gaya Lorentz …………………… Newton (N)

B = kuat medan magnet …………………. Tesla (T)

I = kuat arus………………………………….. Ampere (A)

l = panjang penghantar ………………… meter (m)

α = sudut antara arah arus dan arah medan magnet

Dengan demikian, gaya Lorentz yang bekerja pada sebuah penghantar dalam suatu medan magnet akan maksimum jika arus dan medan magnet saling tegak lurus (α = 90°). Pada keadaan ini, besarnya gaya Lorentz dapat dituliskan sebagai berikut.

FL = B I l

Bagaimana menentuan arah gaya Lorentz? Menentukan arah gaya Lorentz dapat dilakukan dengan menggunakan aturan kaidah tangan kanan.

Jika tangan kanan kita terbuka, maka arah gaya Lorentz sesuai gaya arah telapak tangan. Arah arus pada penghantar ditunjukkan oleh ibu jari, sedangkan arah medan magnet yang mempengaruhi sesuai dengan keempat jari yang lain.

About these ads

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: