Medan magnet

Medan magnetataumedan semberanidalam ilmufisika,adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakkanmuatan listrik(arus listrik) yang menyebabkan munculnyagayadi muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaranmekanika kuantumdari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri sepertiarus listrik;inilah yang menyebabkan medan magnet dariferomagnet"permanen" ). Sebuah medan magnet adalah medan vektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarumkompasyang diletakkan di dalam medan tersebut. Ada dua jenis sumber magnet yang menghasilkan medan magnet yakni sumber alamiah dan sumber buatan.^[1]

Medan magnet merupakan medan gaya yang berada di sekitar benda magnetik atau di sekitar bendakonduktorberarus. Medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk kekutub selatanmagnet. Sementara di dalam magnet, garis-garis gaya magnet memiliki arah dari kutub selatan magnet ke kutub utara magnet. Garis-garis tersebut tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan medan magnet. Jika dua buah magnet dengan kutub yang berbeda didekatkan maka akan memiliki medan magnet yang besar. Sementara itu, jika dua buah magnet yang memiliki kutub sejenis didekatkan maka tidak akan terjadi garis-garis gaya magnet yang membentuk medan magnet.^[2]

Sifat

Hasil kerjaMaxwelltelah banyak menyatukan listrik statis dengankemagnetan,yang menghasilkan sekumpulan empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun, berdasarkan rumus Maxwell, masih terdapat dua medan yang berbeda yang menjelaskan gejala yang berbeda.Einsteinlahyang berhasil menunjukkannya denganrelativitas khusus,bahwamedan listrikdan medan magnet adalah dua aspek dari hal yang sama (tensortingkat 2), dan seorang pengamat bisa merasakan gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak hanya merasakan gayaelektrostatik.Jadi, dengan menggunakan relativitas khusus, gaya magnet adalah manifestasi dari gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan bisa diprakirakan dari pengetahuan tentang gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif terhadap seorang pengamat).

Prinsip penggunaan

Medan magnet memiliki empat jenis prinsip yang dapat menjelaskan karakteristiknya penggunaannya. Prinsip pertama bahwa suatu medan magnet hanya menghasilkan arus listrik pada bagian tubuh dari magnet. Prinsip kedua ialah medan magnet yang dapat terpengaruh oleh arus listrik dapat menghasilkan gaya. Prinsip ini digunakan padamotor listrik.Prinsip ketiga ialahtegangan listrikdapat dihasilkan pada medan magnet yang mengalami perpindahanpenghantar listrik.Prinsip ini digunakan padagenerator listrik.Sedangkan prinsip keempat ialah jumlah kumparan penghantar listrik menentukan lamanya waktu yang diperlukan untuk pertukaran suatu medan magnet.^[3]

Medan magnet Bumi

Garis gaya medan magnet Bumi

Medan magnet bumi disebut juga dengan medan geomagnetik. Bumi merupakan magnet batang yang memiliki dua kutub yakni kutub Utara dan Selatan. Medan magnet bumi dihasilkan di inti luar fluida dengan proses dinamo. Sumber medan magnet di bumi berasal dari inti Bumi, kerak Bumi, serta pada bagian ionosfer dan magnetosfer.^[4]

Hukum Biot-Savart

Hukum medan magnet Biot-Savart

Hukum Biot-Savartmengungkapkan hubungan antara arus listrik yang mengalir pada suatu lintasan dengan medan magnet yang muncul di sekitar lintasan tersebut. Hukum Biot-Savart menjelaskan pengaruh medan magnet pada arus lintasan konduktor di ruang hampa terhadap kepadatan fluks magnet.^[5]

Hukum Biot-Savart memiliki persamaan untuk menghitung medan magnet seperti berikut ini.

$\delta \mathrm {B} ={\mu _{0} \over 4\pi }{/\delta /\sin \theta \over r^{2}}$ ^[5]

$\delta \mathrm {B}$ = Induksi magnet (Wb/m²atau Tesla)

$r$ = jarak (m)

$/\delta /$ = panjang elemen kawat berarus (m)

$K$ = ${\frac {\mu _{0}}{4\pi }}$ = bilangan konstanta = 10⁻⁷Wb A⁻¹m⁻¹

$\theta$ = Sudut yang terbentuk antara arus listrik dan medan magnet

Referensi

^Danudwj."Magnetic Field".Blog Staff Telkom University.Diakses tanggal2023-08-01.
^Gianto, Kamajaya (2008).Fisika.Bandung: PT Grafindo Media Pratama. hlm. 154.ISBN 978-979-758-569-3.
^Aswardi dan Yanto, D. T. P. (2019).Mesin Arus Searah.Purwokerto: CV IRDH. hlm. 8–9.ISBN 978-623-7343-12-7.
^"An Overview of the Earth's Magnetic Field".geomag.bgs.ac.uk.Diakses tanggal2021-01-28.
^^a ^bBeeteson, John Stuart (2001).Visualising Magnetic Fields: Numerical Equation Solvers in Action(dalam bahasa Inggris). Academic Press. hlm. 9–10.ISBN 978-0-12-084731-0.

[1] Danudwj."Magnetic Field".Blog Staff Telkom University.Diakses tanggal2023-08-01.

[2] Gianto, Kamajaya (2008).Fisika.Bandung: PT Grafindo Media Pratama. hlm. 154.ISBN 978-979-758-569-3.

[3] Aswardi dan Yanto, D. T. P. (2019).Mesin Arus Searah.Purwokerto: CV IRDH. hlm. 8–9.ISBN 978-623-7343-12-7.

[4] "An Overview of the Earth's Magnetic Field".geomag.bgs.ac.uk.Diakses tanggal2021-01-28.

[:0-5] Beeteson, John Stuart (2001).Visualising Magnetic Fields: Numerical Equation Solvers in Action(dalam bahasa Inggris). Academic Press. hlm. 9–10.ISBN 978-0-12-084731-0.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]