LISTRIK MAGNET

1   Magnetisme
Setiap magnet memiliki kutub magnet yang saling berlawanan, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S), yang keduanya memiliki daya untuk menarik sekeping besi atau semacamnya. Sama halnya dengan muatan listrik, kutub yang senama saling tolak-menolak dan kutub yang berlawanan saling tarik-menarik. Daerah di antara kutub utara dan kutub selatan disebut medan magnet. Medan magnet memiliki daya untuk menarik sekeping logam atau semacamnya.     Medan magnet tersusun dari garis-garis yang keluar dari kutub utara menuju  kutub selatan, yang disebut garis-garis gaya magnet (ggm). Dengan demikian arah medan magnet juga dari kutub utara ke kutub selatan. Semakin kuat kemagnetan, semakin banyak jumlah garis gaya magnetnya. Jumlah garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara suatu magnet disebut fluks  magnet (magnetic flux), yang dinyatakan dengan simbol  Π (phi).  Satuan internasional untuk fluks magnet adalah Weber (Wb). Satu Weber sama dengan 108 garis gaya magnet. Satuan cgs untuk fluks magnet adalah Maxwell. Satu Maxwell sama dengan 10-8 Weber.

2   Kerapatan fluks magnet
Kerapatan fluks magnet (magnetic flux density) adalah fluks magnet per satuan luas pada bidang yang tegak lurus dengan fluks magnet tersebut. Kerapatan fluks magnet sering disebut juga dengan induksi magnet (magnetic induction). Kerapatan fluks magnet dapat dinyatakan dengan:


………………..     (1)
degan  
B  =   kerapatan fluks magnet dalam Weber/m2 (Wb/ m2) atau  Tesla (T)
Φ  =   fluks magnet dalam Weber (Wb)
A  =   luas penampang dalam meter persegi (m2)
Dalam satuan cgs, kerapatan fluks magnet dinyatakan dengan Maxwell/cm2 atau gauss. Dengan menggunakan metode konversi didapatkan 1 Maxwell/cm2 = 10-6 Wb/m2.

3   Permeabilitas
Permeabilitas (permeability) adalah kemampuan suatu benda untuk dilewati garis gaya magnet. Permeabilitas dinyatakan dengan simbul  m (mu). Benda yang mudah dilewati garis gaya magnet disebut memiliki permeabilitas tinggi. Pemeabilitas udara dan ruang hampa dianggap sama dengan satu. Untuk benda-benda yang lain, besarnya permeabilitas ditentukan  dengan perbandingan terhadap udara atau ruang hampa, didapatkan permeabilitas relatif (relative permeability). Nilai permeabilitas untuk udara adalah mo = 4p x 10-7 atau 1,26 x 10-6. Untuk menghitung m, nilai permeabilitas relatif mr harus dikalikan dengan permeabilitas udara mo, sebagaimana rumus di bawah ini.


  ……. (2)

dengan:
µ    =   permeabilitas  suatu benda
µr =   permeabilitas relatif
µo = permeabilitas udara


 4   Elektromagnetisme
     Pada tahun 1819 seorang ilmuwan bernama Oersted menemukan hubungan antara magnetisme dan elektromagnetisme.  Dia menemukan bahwa arus listrik yasng mengalir di dalam konduktor menimbulkan medan magnet di sekitar konduktor tersebut.  Kuat medan magnet tergantung pada besar arus yang mengalir pada konduktor tersebut.  Semakin besar arusnya, semakin kuat medan magnetnya.
Untuk menentukan  hubungan antara arus yang mengalir di dalam  konduktor dengan arah medan magnet, digunakan kaidah tangan kanan (right-hand rule).  Kaidah tangan kanan dapat diperagakan seolah-olah telapak tangan kanan memegang konduktor berarus dengan ibu jari yang ditegakkan menunjukkan arah arus.  Maka arah keempat jari yang menggenggam konduktor itu menunjukkan arah medan magnet. Perhatikan Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1  Kaidah Tangan Kanan
Untuk mempermudah menentukan arah medan magnet di sekitar penghantar, dapat digambarkan lingkaran kecil sebagai penampang lintang konduktor dan garis-garis lingkaran di luarnya sebagai garis-garis  gaya magnet dengan anak panah sebagai arah garis gaya magnet. Arah arus pada konduktor dinyatakan dengan tanda silang (x) untuk arus menembus kertas (meninggalkan kita) dan tanda titik (.) untuk menunjukkan bahwa arah arus menuju kita).  Perhatikan Gambar 2  di bawah ini.

Gambar 2 Arah Medan Magnet di Sekitar Konduktor Berarus
 Sesuai dengan hasil percobaan Oersted, bila sebuah kumparan dialiri arus, pada inti kumparan itu timbul  medan magnet.  Semakin besar arus yang mengalir, semakin kuat medan magnetnya. Bila inti kumparan diisi dengan bahan ferromagnetik, kerapatan fluks semakin besar.  Arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan (right-hand rule). Kaidah tangan kanan dapat diperagakan seolah-olah telapak tangan kanan  memegang kumparan. Bila  arus pada kumparan searah dengan jari-jari yang memegang kumparan itu, maka arah ibu jari yang diluruskan menunjukkan arah medan magnet pada inti kumparan. Perhatikan Gambar 3 di bawah ini.

Gambar 3    Medan Magnet pada inti kumparan berarus
Semakin besar arus yang mengalir di dalam suatu kumparan, semakin besar kuat medannya. Begitu juga semakin banyak lilitan kawatnya, semakin banyak dihasilkan garis gaya magnet. Perkalian antara kuat arus dan jumlah lilitan disebut dengan ampere-turns (ampere-lilitan), dikenal dengan istilah magnetomotive force (mmf) atau gaya gerak magnet (ggm), dinyatakan dengan   rumus:
 ……………………………………………….  (3)
degan
F = gaya gerak magnet (ggm)  dalam satuan At  (=Ampere turns)
N = jumlah lilitan
I  = kuat arus pada kawat kumpaaran dalam satuan Ampere
Bila suatu kumparan direnggangkan menjadi dua kali dari panjang aslinya, maka kuat medan magnetnya menjadi setengahnya. Field intensity (kuat medan magnet)  berbanding lurus dengan jumlah lilitan dan besar arus pada kawat kumparan dan berbanding terbalik dengan  panjang kumparan.  Hal ini dinyatakan dengan rumus:


……………………………..    (4)
dengan
H       =   kuat medan magnet dalam satuan ampere-turns per meter (At/m)
NI     =   ampere-turns (lilitan-amlpere), dalam satuan At
l         =   panjang