Gaya pada kawat berarus
Telah dikemukakan bahwa muatan yang bergerak di dalam medan magnet akan mengalami gaya magnetik. Muatan yang bergerak berarti sebuah arus listrik, maka kawat berarus yang berada di dalam medan magnet juga akan mengalami gaya magnetik. Misalkan arus mengalir di dalam konduktor berbentuk silinder dan berada di dalam medan magnet B !
Arus yang mengalir di dalam konduktor tersebut I, arus ini berkaitan dengan partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan (drift velocity) konstan v, yang melewati penampang lintang konduktor setiap detik. Sekarang misalkan muatan tiap partikel q, rapat partikel di dalam konduktor n, dan luas penampang lintang A.
Andaikan pada saat t, partikel berada pada permukaan bagian kiri, maka pada t + dt partikel tersebut berada di permukaan bagian kanan. Ini berarti jumlah partikel yang melewati permukaan kiri dalam waktu dt sebanding dengan volume dari silinder.
Q = A L n q ……………………………..…………...……(pers-6)
Gaya magnetik yang dialami seluruh muatan adalah
F = Q v x B
= (A q v dt n) v x B
= (A q v n) (vdt) x B
= I L x B …………………………………………………(pers-7)
Dimana v = dL/dt, I = dQ/dt = Aqvn. Jika kawat tidak lurus atau B tidak sama, maka pers-7 hanya berlaku untuk elemen kecil saja
dF = I dL x B …………………………………...…………(pers-8)
Jadi gaya untuk seluruh kawat adalah
F = ∫I dL x B ……………………………...……………….(pers-9)
Contoh soal : Sebuah kawat lurus 5,0 cm dialiri arus listrik 3,0 A. Kawat tersebut berada di dalam medan magnet sebesar 10-3 weber/m2 yang memiliki arah
Jawab:
dF = I dL x B
Hasil integrasi persamaan di atas adalah F = I L x B (B konstan), jadi besarnya gaya magnetik yang bekerja pada kawat :
F = I L B sin θ = 3,0 . 0,05 . 10-3 sin 30o = 7,5 x 10-5 N
Arah dari gaya tersebut masuk ke dalam bidang kertas ini.
Telah dikemukakan bahwa muatan yang bergerak di dalam medan magnet akan mengalami gaya magnetik. Muatan yang bergerak berarti sebuah arus listrik, maka kawat berarus yang berada di dalam medan magnet juga akan mengalami gaya magnetik. Misalkan arus mengalir di dalam konduktor berbentuk silinder dan berada di dalam medan magnet B !
Arus yang mengalir di dalam konduktor tersebut I, arus ini berkaitan dengan partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan (drift velocity) konstan v, yang melewati penampang lintang konduktor setiap detik. Sekarang misalkan muatan tiap partikel q, rapat partikel di dalam konduktor n, dan luas penampang lintang A.
Andaikan pada saat t, partikel berada pada permukaan bagian kiri, maka pada t + dt partikel tersebut berada di permukaan bagian kanan. Ini berarti jumlah partikel yang melewati permukaan kiri dalam waktu dt sebanding dengan volume dari silinder.
Q = A L n q ……………………………..…………...……(pers-6)
Gaya magnetik yang dialami seluruh muatan adalah
F = Q v x B
= (A q v dt n) v x B
= (A q v n) (vdt) x B
= I L x B …………………………………………………(pers-7)
Dimana v = dL/dt, I = dQ/dt = Aqvn. Jika kawat tidak lurus atau B tidak sama, maka pers-7 hanya berlaku untuk elemen kecil saja
dF = I dL x B …………………………………...…………(pers-8)
Jadi gaya untuk seluruh kawat adalah
F = ∫I dL x B ……………………………...……………….(pers-9)
Contoh soal : Sebuah kawat lurus 5,0 cm dialiri arus listrik 3,0 A. Kawat tersebut berada di dalam medan magnet sebesar 10-3 weber/m2 yang memiliki arah
Jawab:
dF = I dL x B
Hasil integrasi persamaan di atas adalah F = I L x B (B konstan), jadi besarnya gaya magnetik yang bekerja pada kawat :
F = I L B sin θ = 3,0 . 0,05 . 10-3 sin 30o = 7,5 x 10-5 N
Arah dari gaya tersebut masuk ke dalam bidang kertas ini.
0 komentar:
Posting Komentar