MateriIPA.com

Mungkin banyak orang tidak menyadari jika keberadaan medan magnet sangatlah penting bagi keberlangsungan hidup makhluk hidup. Meskipun begitu masih banyak yang kurang mengetahui apa sebenarnya medan magnet ini. Dan untuk mengetahuinya lebih lanjut, berikut penjelasan mengenai medan magnet beserta sifatnya.

Pengertian Medan Magnet

Medan magnet merupakan suatu ruang yang keberadaannya mengelilingi magnet terutama bagi magnet yang masih mempunyai efek. Besarnya kekuatan dari medan magnet sangat bervariasi oleh karena dipengaruhi jarak. Sehingga medan magnet akan berbanding terbalik dengan jarak magnet.

Medan magnet diibaratan sebagai garis-garis fluks imajiner yang berasal dari partikel bermuatan listrik, bergerak atau berputar. Medan magnet juga dapat diartikan sebagai suatu ruang yang berada di sekitar kutub magnet, gaya tarik atau tolaknya masih dapat dirasakan oleh magnet lainnya.

Sebuah medan magnet merupakan medan vektor yakni berhubungan dengan setiap titik di dalam ruang vektor dan dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan magnet dapat diketahui dari arah jarum kompas yang diletakkan dalam medan, sebab keduanya seimbang.

Jenis-Jenis Medan Magnet

Adapun jenis-jenis dari medan magnet antara lain:

Medan Magnet Kawat Lurus

Bentuk dari garis medan magnet yang terdapat pada kawat lurus dan telah dialiri oleh arus listrik, memiliki bentuk lingkaran konsentris yang mengelilingi kawat. Arah medan magnet tegak lurus terhadap kawat serta searah dengan jari-jari tangan kanan yang ditekuk, dan arah arusnya disesuaikan dengan arah ibu jari.

Medan Magnet Pada Magnet Batang

Medan magnet yang terdapat pada magnet batang berbentuk garis tertutup. Melalui hasil konvensi, arah medan magnet akan keluar dari kutub utara (U) menuju kutub selatan (S).

Medan Magnet Pada Kawat Loop

Bentuk medan magnet pada kawat berbentuk loop menghasilkan arus medan magnet yang terpusat di bagian tengah jika dibandingkan pada bagian luar loop.

Medan Magnet Pada Solenoid

Solenoid merupakan kawat yang memiliki arus listrik berbentuk loop. Umumnya dililitkan pada inti besi sehingga menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang sejenis dihasilkan dari pusat solenoid, sedangkan medan magnet yang terbentuk di luar solenoid cendrung lemah dan divergen.

Medan Magnet Planet Bumi

Sekilas bentuk medan magnet yang dimiliki oleh planet Bumi mirip dengan medan magnet batang, namun lokasinya berada di dalam Bumi. Seperti yang diketahui jika Bumi mempunyai kandungan bijih besi yang berada di bawah permukaan bumi, akan tetapi karena suhu yang amat tinggi dari inti bumi mencegah sifat kemagnetisasi permanen.

Para ilmuwan berpendapat jika sumber medan magnet bumi berasal dari arus konveksi yang berasal dari inti bumi. Hal ini disebabkan karena peredaran ion atau elektron yang terdapat pada besi cair inti bumi.

Sehingga arah medan magnet akan serupa dengan arah medan magnet yang terdapat pada kawat berbentuk loop.

Sifat Medan Magnet

Einstein berhasil menunjukkan bahwa medan listrik dan medan magnet memiliki dua aspek yang sama dengan menggunakan relativitas khusus. Dan dari sini diketahui jika seorang pengamat dapat merasakan gaya magnet apabila seorang pengamat bergerak hanya merasakan gaya elektrostatik.

Sehingga dengan menggunakan relativitas khusus, gaya magnet merupakan wujud gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak. Hal ini dapat diprakirakan dari pengetahuan mengenai gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut.

Medan magnet diilustrasikan dalam bentuk garis. Dan dari sini dapat diketahui bagaimana sifat dari medan magnet yakni:

1. Setiap garis tidak pernah saling berpotongan antara satu dengan lainnya.
2. Garis akan semakin rapat pada wilayah dengan medan magnet yang besar.
3. Garis medan magnet tidak dimulai atau berhenti di manapun, namun garis tersebut membentuk suatu lingkaran tertutup dan tetap.
4. Arah medan magnet direpresentasikan menggunakan panah untuk garis-garisnya.

Rumus Medan Magnet

Perlu diketahui jika medan magnet merupakan besaran vektor sehingga terdapat dua aspek untuk dapat mengukur medan magnet yakni besar dan arah. Untuk mengukur arah, dapat menggunakan kompas magne, sehingga apabila kompas magnet diletakkan di sekitar medan magnet maka jarum kompas akan mengikuti arah dari medan magnet.

Besarnya medan magnet dapat ditulis dengan menggunakan simbol B dengan satuan tesla (T). Membuat medan magnet tanpa menggunakan magnet hanya dapat dilakukan dengan satu cara yakni mengalirkannya dengan arus listrik.

Apabila mengalirkan listrik melalui kabel, maka akan ada dua fenomena. Semakin besar arus listrik yang mengalir, maka semakin besar pula medan magnet yang dihasilkan, begitupun sebaliknya.

Berdasarkan hukum Ampere, besarnya medan magnet dapati diketahui dengan rumus:

Medan magnet juga dapat ditemukan pada kawat melingkar. Besarnya medan magnet pada kawat melingkat dapat diketahui dengan menggunakan rumus:

Untuk mengetahui arahnya, dapat menggunakan prinsip tangan kanan. Jari-jari menunjukkan arah medan magnet yang berada di sekitar kabel, sedangkan ibu jari merupakan arah aliran listrik.

Contoh Soal

Soal 1

Terdapat seutas kawat yang dialiri arus listrik sebesar 6 A. Tentukanlah besar medan magnet yang berjarak 4 cm dari kawat tersebut.

Diketahui:

Ditanya:

B = ?

Jawab:

Soal 2

Sebuah kawat melingkar memiliki jari-jari 12 cm dialiri arus sebesar 6 A dengan banyak lilitan kawat 12 lilitan. Berapakah besarnya medan magnet kawat tersebut?

Diketahui:

Ditanya:

B = ?

Jawab: