Dokumen tersebut membahas tentang medan elektromagnet yang mencakup gejala kemagnetan, gaya magnet akibat muatan bergerak, hukum Biot-Savart, dan hukum Ampere. Dokumen ini juga memberikan contoh soal dan penyelesaian untuk menerapkan hukum-hukum tersebut dalam menghitung besaran medan magnet dan gaya elektromagnet.

1. Fisika Dasar II

2. MEDAN
ELEKTROMAGNET
KELOMPOK 3
Rizka Nurul Zakiyah
Nati Kurniati
Rella Hikmah Rizkiawati
Sinta Hodijah
PENDIDIKAN KIMIA B

3. MEDAN
ELEKTROMAGNET
GEJALA
KEMAGNETAN
GAYA MAGNET
AKIBAT MUATAN
BERGERAK
GAYA ANTARA DUA
KONDUKTOR
BERARUS
HUKUM BIOT-
SAVART
HUKUM AMPERE

4. 1. Gejala Kemagnetan
Kemagnetan dapat diartikan sebagai tarikan sebuah magnet
pada bahan-bahan magnetik. Benda magnetik adalah benda
yang dapat ditarik oleh magnet. Benda magnetik biasanya
terbuat dari besi, baja, kobalt, dan nikel. Benda-benda yang
tidak dapat ditarik magnet dinamakan benda nonmagnetik
atau benda bukan magnetik. Magnet terdiri atas beberapa
jenis. Berdasarkan bentuknya, magnet dibedakan atas
magnet batang, magnet silinder, magnet U, magnet ladam,
dan magnet jarum. Magnet mempunyai dua buah kutub yang
disebut kutub magnet. Kutub-kutub ini dinamakan kutub
utara (berwarna merah) dan kutub selatan (berwarna
hitam).

5. 2. Gaya Magnet akibat Muatan Bergerak
Pengertian Gaya Lorentz
Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau
oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet (B). Arah gaya ini akan
mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke
arah medan magnet (B), seperti yang terlihat dalam rumus berikut:
Keterangan:
F = gaya (Newton)
B = medan magnet (Tesla)
q = muatan listrik ( Coulomb)
v = arah kecepatan muatan (m/t)

6. Jika besar muatan q bergerak dengan kecepatan v, dan I = q/t maka persamaan gaya adalah:
FL = I . ℓ . B sin θ
= q/t . ℓ . B sin θ
= q . ℓ/t . B sin θ
= q . v . B sin θ
*Karena ℓ/t = v
Sehingga besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang bergerak dalam daerah
medan magnet dapat dicari dengan menggunakan rumus :
F = q . v . B sin θ
Keterangan:
F = gaya Lorentz dalam newton ( N )
q = besarnya muatan yang bergerak dalam coulomb ( C )
v = kecepatan muatan dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
θ = sudut antara arah v dan B

7. Contoh soal
Sebuah proton dengan laju 5,0 x 10 6m/det pada medan
magnet merasaka gaya sebesar 8,0 x 10-14 bergerak
horisontal ke arah utara, ia merasakan gaya nol. Berapa
besar dan arah medan dan magnet di daerah ini? (muatan
pada proton adalah q= +e=1,6x10-19 C).

8. Hukum Biot-Savart
Hukum Biot-Savart merupakan hukum yang umum yang
digunakan untuk menghitung kuat medan magnet yang
dihasilkan oleh arus listrik. Apapun bentuk konduktor yang
dialiri arus, dan berapa pun arus yang mengalir, maka kuat
medan magnet di sekitar arus tersebut selalu memenuhi hukum
Biot-Savart.
Bunyi Hukum Biot Savart
“Sebuah kawat apabila dialiri oleh arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang garis-garis gayanya berupa
lingkaran-lingkaran yang berada di sekitar kawat tersebut. Arah
dari garis-garis gaya magnet ditentukan dengan kaidah tangan
kanan (apabila kita menggenggam tangan kanan ibu jari sebagai
arah arus listrik sedang keempat jari yang lain merupakan arah
medan magnet)”

9. Secara matematis untuk menentukan besarnya medan magnet disekitar kawat berarus listrik
digunakan metode kalkulus. Hukum Biot Savart tentang medan magnet disekitar kawat berarus
listrik adalah:
dB= k i dl sin Ɵ
r2
KETERANGAN:
dB = perubahan medan magnet dalam tesla ( T )
k = μo/2π
μo = permeabilitas ruang hampa =
i = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
dl = perubahan elemen panjang dalam meter (m)
θ = Sudut antara elemen berarus dengan jarak ke titik yang ditentukan besar medan
magnetiknya
r = Jarak titik P ke elemen panjang dalam meter (m)

10. Aplikasi hukum biot-savart
 Kawat konduktor panjang lurus
 Kawat konduktor melingkar

11. Contoh soal
1. Sebuah kawat konduktor dengan panjang tak berhingga sejajar dengan sumbu
z dan dialiri oleh arus DC sebesar 50 A berada pada udara bebas
Hitung vektor rapat fluks magnet B pada jarak 10 cm dari kawat tersebut!
PENYELESAIAN:
B = µ0H
= 4 x 10-7 x (I/2xπxρ) aφ , ρ adalah jarak dari konduktor ke titik
pengamatan
= 4 x 10-7 x (50/2xπx0.1) aφ
= 0.318 x 10-4 aφ T (Tesla)

12. HUKUM AMPERE
Hukum Ampere
Metode lain untuk menghitung induksi magnetik yang dihasilkan oleh arus listrik adalah dengan menggunakan hukum
Ampere, yang menyatakan bahwa :
“Untuk semua bentuk lintasan tertutup yang mengelilingi penghantar berarus I di dalam vakum, medan magnetik yang
ditimbulkan selalu memenuhi hubungan”
Hukum ampere adalah hasil kali panjang setiap segmen ∆l atau ds dengan komponen medan magnet B yang pararel
terhadap segmen tersebut . Hal ini sama dengan dikalikan arus total atau I yang melewati permukaan yang dilingkupi
lintasan tersebut.
Memiliki persamaan sebagai berikut:
∑BII∆l=µ0I
Hukum ampere
hukum ini bisa dipakai untuk menghitung kuat medan magnet disekitar konduktor yang berarus listrik dan juga
mencari sebaran arus listrik pada sebuah konduktor. Untuk kawat lurus berarus listrik I sehingga memberikan kuat
medan magnet B pada jarak r dari kawat, dengan mengacu persamaan :
B=µ0 x I
2µ r

13. Aplikasi Hukum Ampere
hukum ampere diterapkan pada berbagai kasus:

16. Contoh soal:
Solenoid tipis dengan panjang 10 cm memiliki 400 lilitan kawat dan membawa arus 2 A .
Hitunglah besar medan di dalam dekat pusat?
Penyelesaian:
B= µ0nl
= (12,57x10-7)(2x10-3)(2)=1x10-2= 1x10-2r

19. Contoh soal
Dua kawat pada kabel alat yang panjangnya 2,0m berjarak
3,0mm dan bawa arus dc 8,0A. Hitung gaya antara kedua
kawat ini.