Fisika Kelas 12 | Konsep Medan Magnet dan Hukum Biot-Savart

Hari ini, kita kembali membahas salah satu pelajaran favorit saya (saking favoritnya sampai saya ulang terus ujiannya alias remedial hehe). Namun, kita kembali dengan materi terbaru yaitu Medan Magnet. Langsung saja bahas kuy.

1. Kemagnetan dan Kutub Magnet

Jadi, apakah kalian punya kompas di rumah, atau punya temen atau punya tetangga gitu?

Pernahkah kalian memainkannya atau menggunakannya?

Kompas selalu menunjukkan arah utara dan selatan. Bahkan saat kita berusaha untuk memutar arah jarumnya, pasti akan kembali menunjukkan arah utara dan selatan. Kira-kira kenapa ya? *sokmikir*

Hal ini tentu berkaitan dengan sifat kedua kutub ketika didekatkan. Seperti yang kita ketahui, magnet punya dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kedua kutub yang sama jika didekatkan akan saling tolak menolak, sementara itu kedua kutub yang berbeda jika didekatkan akan saling tarik menarik. Bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet berada di kutub selatan bumi, sementara itu kutub selatan magnet berada di kutub utara bumi. Alhasil, jarum kompas yang menunjukkan arah utara akan tertarik oleh kutub selatan magnet di kutub utara bumi, dan di arah selatan akan tertarik oleh kutub utara magnet di kutub selatan bumi.

source : annhaannisa.blogspot.com

Tapi, kenapa enggak lurus ya ke arah utaranya?

Karena ada sudut deklinasi. Sumbu magnet bumi tidak persis sejajar dengan sumbu rotasi bumi sehingga pembacaan kompas agak menyimpang dari arah utara geografis.

Lalu, bagaimana jika jarum kompas didekatkan pada kawat berarus listrik? Mengapa jarumnya tidak lagi menunjukkan arah utara dan selatan? Jawabannya ada di nomor dua.

2. Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Seorang Ilmuwan bernama Hans Christian Oersted melakukan percobaan dengan jarum kompas dan kawat berarus listrik pada tahun 1819. Ternyata, dari percobaan tersebut dapat dilihat bahwa jarum kompas tersebut mengalami pembelokan arah. Rupanya, ada hubungan antara medan magnetik dan muatan listrik.

Namun, sebelumnya apa itu medan magnetik?

Medan magnetik adalah daerah di sekitar magnet yang dapat menyebabkan benda atau magnet lain mengalami gaya magnetik.

Medan magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik sendiri disebut induksi magnetik. Sebenarnya, tidak ada perbedaan di antara medan magnetik dan induksi magnetik. So, don’t be confused.

3. Hukum Biot-Savart

Ternyata, penemuan Oersted yang tadi itu ditindaklanjuti oleh dua fisikawan Perancis yaitu Jean Baptise Biot dan Felix Savart. Keduanya mampu menemukan hal baru lebih lanjut mengenai medan magnet oleh arus listrik. Pemenuannya yaitu berhasil menentukan bentuk medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang stabil.

Kedua ilmuan Perancis ini berhasil mengamati kontribusi elemen / bagian kecil induksi magnetik dB  pada suatu titik P yang ditimbulkan oleh elemen penghantar dl yang dialiri arus listrik. 

Besarnya kuat medan magnet/induksi magnet (B) di titik P :

source : ilmufisika.com

1) Berbanding lurus dengan I (kuat arus)

2) Berbanding lurus dengan (dl) (panjang kawat)

3) Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik P ke elemen kawat penghantar (r)

4) Sebanding dengan sinus sudut apit antara arah arus dengan garis hubung antara titik P ke elemen kawat penghantar

Rumusnya :

dB = k. I dl sin (sudut)/r²

Sekian dulu dari Red Cherry, sampai ketemu lagi! :)

Sumber :

1. Pelajaran fisika kemarin.

2. Ruwanto, Bambang. 2017. Fisika SMA Kelas XII. Jakarta : Yudhistira.

3. http://www.ilmufisika.com/2018/03/medan-magnet-di-sekitar-arus-listrik.html (Author : Ragil Priya).