Elektromagnetisme
Dalam artikel tentang kemagnetan kita melihat secara singkat bagaimana magnet permanen menghasilkan medan magnet di sekelilingnya dari kutub utara ke kutub selatann.
Sementara magnet permanen menghasilkan medan magnet statis yang baik dan terkadang sangat kuat, dalam beberapa aplikasi kekuatan medan magnet ini masih terlalu lemah atau kita perlu untuk dapat mengontrol jumlah fluks magnet yang ada. Jadi untuk menghasilkan medan magnet yang lebih kuat dan lebih terkendali, kita perlu menggunakan listrik.
Dengan menggunakan gulungan kawat yang dililitkan atau dililitkan di sekitar bahan magnet lunak seperti inti besi, kita dapat menghasilkan elektromagnet yang sangat kuat untuk digunakan dalam berbagai jenis aplikasi listrik. Penggunaan gulungan kawat ini menghasilkan hubungan antara listrik dan magnet yang memberi kita bentuk magnet lain yang disebut Elektromagnetisme atau Tentang Kemagnetan Listrik.
Elektromagnetisme dihasilkan ketika arus listrik mengalir melalui konduktor sederhana seperti kawat atau kabel, dan ketika arus melewati seluruh konduktor maka medan magnet dibuat di sepanjang konduktor. Medan magnet kecil yang dibuat di sekitar konduktor memiliki arah yang pasti dengan kutub "Utara" dan "Selatan" yang dihasilkan ditentukan oleh arah arus listrik yang mengalir melalui konduktor.
Oleh karena itu, perlu dibuat hubungan antara arus yang mengalir melalui konduktor dan medan magnet resultan yang dihasilkan di sekitarnya oleh aliran arus ini sehingga memungkinkan kita untuk menentukan hubungan yang ada antara Listrik dan Magnet dalam bentuk Elektromagnetisme.
Ketika arus listrik mengalir melalui konduktor, medan elektromagnetik melingkar dihasilkan di sekitarnya dengan garis fluks magnet membentuk loop lengkap yang tidak melintasi seluruh panjang konduktor.
Arah rotasi medan magnet ini diatur oleh arah arus yang mengalir melalui konduktor dengan medan magnet yang sesuai dihasilkan menjadi lebih kuat di dekat pusat konduktor pembawa arus. Ini karena panjang lintasan loop semakin besar semakin jauh dari konduktor sehingga menghasilkan garis fluks yang lebih lemah seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Medan Magnet di sekitar Konduktor
Cara sederhana untuk menentukan arah medan magnet di sekitar konduktor adalah seperti ketika memasang sekrup kayu biasa ke dalam selembar kertas. Saat sekrup diputar menggunakan obeng dengan arah: searah dengan putaran jarum jam, maka sekrup kayu itu akan bergerak maju memasuki kertas, dan pada saat memutar baut kayu itu yang kita lihat adalah kepala dari baut tersebut yang menyerupai tanda (+). Kepala sekrup kayu kadang juga disebut Baut Cacing.
Jika sekrup kayu adalah desain kepala tipe silang di kepala (+) akan terlihat dan silang inilah yang digunakan untuk menunjukkan arus yang mengalir "menuju" kertas dan menjauh dari pembaca.
Demikian juga, tindakan melepas sekrup adalah kebalikannya, berlawanan arah jarum jam. Karena arus masuk dari atas maka akan meninggalkan bagian bawah kertas dan satu-satunya bagian dari sekrup kayu yang terlihat dari bawah adalah ujung atau titik sekrup dan titik inilah yang digunakan untuk menunjukkan arus yang mengalir keluar. dari kertas dan menuju pembaca.
Kemudian tindakan fisik sekrup kayu masuk dan keluar dari kertas menunjukkan arah arus di konduktor dan oleh karena itu, arah rotasi medan elektromagnetik di sekitarnya seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Konsep ini umumnya dikenal sebagai Kaidah Tangan Kanan.
Tindakan Sekrup Tangan Kanan
Medan magnet menyiratkan keberadaan dua kutub, utara dan selatan. Polaritas konduktor pembawa arus dapat ditentukan dengan menggambar huruf kapital S dan N dan kemudian menambahkan kepala panah ke ujung bebas huruf seperti yang ditunjukkan di atas untuk memberikan representasi visual dari arah medan magnet.
Konsep lain yang lebih dikenal yang menentukan arah aliran arus dan arah fluks magnet yang dihasilkan di sekitar konduktor disebut "Aturan Tangan Kiri" atau "Kaidah Tangan Kiri".
Arah medan magnet yang dikenali adalah dari kutub utara ke kutub selatan. Arah ini dapat disimpulkan dengan memegang konduktor pembawa arus di tangan kiri Anda dengan ibu jari terulur mengarah ke arah aliran elektron dari negatif ke positif.
Posisi jari-jari yang diletakkan di sekitar konduktor sekarang akan mengarah ke arah garis gaya magnet yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan.
Jika arah aliran elektron melalui konduktor dibalik, tangan kiri harus diletakkan di sisi lain konduktor dengan ibu jari menunjuk ke arah baru aliran arus elektron.
Begitu pula arus dibalik, arah medan magnet yang dihasilkan di sekitar konduktor juga akan dibalik karena seperti yang telah kita katakan sebelumnya, arah medan magnet bergantung pada arah aliran arus.
"Aturan Tangan Kiri" ini juga dapat digunakan untuk menentukan arah magnet dari kutub dalam kumparan elektromagnetik. Kali ini, jari-jari menunjuk ke arah aliran elektron dari negatif ke positif sedangkan ibu jari yang terulur menunjukkan arah kutub utara. Ada variasi pada aturan ini yang disebut “aturan tangan kanan” yang didasarkan pada apa yang disebut aliran arus konvensional, (positif ke negatif).
Pertimbangkan ketika satu bagian kawat lurus ditekuk menjadi bentuk satu lingkaran seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Meskipun arus listrik mengalir ke arah yang sama melalui seluruh panjang konduktor kawat, arus listrik akan mengalir ke arah yang berlawanan melalui kertas. Hal ini karena arus meninggalkan kertas di satu sisi dan masuk ke kertas di sisi lain oleh karena itu bidang searah jarum jam dan bidang berlawanan arah jarum jam diproduksi bersebelahan di selembar kertas.
Ruang yang dihasilkan antara kedua konduktor ini menjadi medan magnet yang "diperkuat" dengan garis-garis gaya yang menyebar sedemikian rupa sehingga membentuk magnet batang yang menghasilkan kutub utara dan selatan yang khas pada titik persimpangan.
Medan Elektromagnet di sekitar Penghantar Melingkar
Arus yang mengalir melalui dua konduktor paralel dari loop berada dalam arah yang berlawanan karena arus yang melalui loop keluar dari sisi kiri dan kembali ke sisi kanan. Hal ini menyebabkan medan magnet di sekitar setiap konduktor di dalam loop berada dalam arah yang "SAMA" satu sama lain.
Garis2 Gaya Magnet di sekitar Penghantar yang Melingkar
Garis gaya yang dihasilkan yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melalui loop berlawanan satu sama lain di ruang antara dua konduktor di mana dua kutub yang sama bertemu sehingga membentuk garis-garis gaya di sekitar setiap konduktor seperti yang ditunjukkan di atas.
Namun, distorsi fluks magnet di antara kedua konduktor mengakibatkan intensitas medan magnet di persimpangan tengah adalah garis-garis gaya menjadi lebih rapat. Interaksi yang dihasilkan antara dua bidang serupa menghasilkan gaya mekanis antara dua konduktor saat keduanya mencoba untuk menolak satu sama lain. Dalam mesin listrik, penolak dua medan magnet ini menghasilkan gerakan.
Namun, karena konduktor tidak dapat bergerak, kedua medan magnet tersebut saling membantu dengan menghasilkan kutub utara dan selatan di sepanjang garis interaksi ini. Hal ini menyebabkan medan magnet terkuat di tengah-tengah antara dua konduktor. Intensitas medan magnet di sekitar konduktor sebanding dengan jarak dari konduktor dan dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.
Medan magnet yang dihasilkan di sekitar panjang lurus dari kawat pembawa arus sangat lemah bahkan dengan arus tinggi yang melewatinya. Namun, jika beberapa lilitan kawat digabungkan sepanjang sumbu yang sama menghasilkan lilitan kawat, medan magnet yang dihasilkan akan menjadi lebih terkonsentrasi dan lebih kuat daripada hanya satu lilitan. Ini menghasilkan kumparan elektromagnetik yang lebih umum disebut Solenoid.
Kemudian setiap panjang kawat memiliki efek elektromagnetisme di sekelilingnya ketika arus listrik mengalir melaluinya. Arah medan magnet tergantung pada arah aliran arus. Kita dapat meningkatkan kekuatan medan magnet yang dihasilkan dengan membentuk panjang kawat menjadi sebuah kumparan dan kita akan melihat efek ini secara lebih rinci pada artikel berikutnya.
Cara sederhana untuk menentukan arah medan magnet di sekitar konduktor adalah seperti ketika memasang sekrup kayu biasa ke dalam selembar kertas. Saat sekrup diputar menggunakan obeng dengan arah: searah dengan putaran jarum jam, maka sekrup kayu itu akan bergerak maju memasuki kertas, dan pada saat memutar baut kayu itu yang kita lihat adalah kepala dari baut tersebut yang menyerupai tanda (+). Kepala sekrup kayu kadang juga disebut Baut Cacing.
Jika sekrup kayu adalah desain kepala tipe silang di kepala (+) akan terlihat dan silang inilah yang digunakan untuk menunjukkan arus yang mengalir "menuju" kertas dan menjauh dari pembaca.
Demikian juga, tindakan melepas sekrup adalah kebalikannya, berlawanan arah jarum jam. Karena arus masuk dari atas maka akan meninggalkan bagian bawah kertas dan satu-satunya bagian dari sekrup kayu yang terlihat dari bawah adalah ujung atau titik sekrup dan titik inilah yang digunakan untuk menunjukkan arus yang mengalir keluar. dari kertas dan menuju pembaca.
Kemudian tindakan fisik sekrup kayu masuk dan keluar dari kertas menunjukkan arah arus di konduktor dan oleh karena itu, arah rotasi medan elektromagnetik di sekitarnya seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Konsep ini umumnya dikenal sebagai Kaidah Tangan Kanan.
Tindakan Sekrup Tangan Kanan
Medan magnet menyiratkan keberadaan dua kutub, utara dan selatan. Polaritas konduktor pembawa arus dapat ditentukan dengan menggambar huruf kapital S dan N dan kemudian menambahkan kepala panah ke ujung bebas huruf seperti yang ditunjukkan di atas untuk memberikan representasi visual dari arah medan magnet.
Konsep lain yang lebih dikenal yang menentukan arah aliran arus dan arah fluks magnet yang dihasilkan di sekitar konduktor disebut "Aturan Tangan Kiri" atau "Kaidah Tangan Kiri".
Arah medan magnet yang dikenali adalah dari kutub utara ke kutub selatan. Arah ini dapat disimpulkan dengan memegang konduktor pembawa arus di tangan kiri Anda dengan ibu jari terulur mengarah ke arah aliran elektron dari negatif ke positif.
Posisi jari-jari yang diletakkan di sekitar konduktor sekarang akan mengarah ke arah garis gaya magnet yang dihasilkan seperti yang ditunjukkan.
Jika arah aliran elektron melalui konduktor dibalik, tangan kiri harus diletakkan di sisi lain konduktor dengan ibu jari menunjuk ke arah baru aliran arus elektron.
Begitu pula arus dibalik, arah medan magnet yang dihasilkan di sekitar konduktor juga akan dibalik karena seperti yang telah kita katakan sebelumnya, arah medan magnet bergantung pada arah aliran arus.
"Aturan Tangan Kiri" ini juga dapat digunakan untuk menentukan arah magnet dari kutub dalam kumparan elektromagnetik. Kali ini, jari-jari menunjuk ke arah aliran elektron dari negatif ke positif sedangkan ibu jari yang terulur menunjukkan arah kutub utara. Ada variasi pada aturan ini yang disebut “aturan tangan kanan” yang didasarkan pada apa yang disebut aliran arus konvensional, (positif ke negatif).
Pertimbangkan ketika satu bagian kawat lurus ditekuk menjadi bentuk satu lingkaran seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Meskipun arus listrik mengalir ke arah yang sama melalui seluruh panjang konduktor kawat, arus listrik akan mengalir ke arah yang berlawanan melalui kertas. Hal ini karena arus meninggalkan kertas di satu sisi dan masuk ke kertas di sisi lain oleh karena itu bidang searah jarum jam dan bidang berlawanan arah jarum jam diproduksi bersebelahan di selembar kertas.
Ruang yang dihasilkan antara kedua konduktor ini menjadi medan magnet yang "diperkuat" dengan garis-garis gaya yang menyebar sedemikian rupa sehingga membentuk magnet batang yang menghasilkan kutub utara dan selatan yang khas pada titik persimpangan.
Medan Elektromagnet di sekitar Penghantar Melingkar
Arus yang mengalir melalui dua konduktor paralel dari loop berada dalam arah yang berlawanan karena arus yang melalui loop keluar dari sisi kiri dan kembali ke sisi kanan. Hal ini menyebabkan medan magnet di sekitar setiap konduktor di dalam loop berada dalam arah yang "SAMA" satu sama lain.
Garis2 Gaya Magnet di sekitar Penghantar yang Melingkar
Garis gaya yang dihasilkan yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melalui loop berlawanan satu sama lain di ruang antara dua konduktor di mana dua kutub yang sama bertemu sehingga membentuk garis-garis gaya di sekitar setiap konduktor seperti yang ditunjukkan di atas.
Namun, distorsi fluks magnet di antara kedua konduktor mengakibatkan intensitas medan magnet di persimpangan tengah adalah garis-garis gaya menjadi lebih rapat. Interaksi yang dihasilkan antara dua bidang serupa menghasilkan gaya mekanis antara dua konduktor saat keduanya mencoba untuk menolak satu sama lain. Dalam mesin listrik, penolak dua medan magnet ini menghasilkan gerakan.
Namun, karena konduktor tidak dapat bergerak, kedua medan magnet tersebut saling membantu dengan menghasilkan kutub utara dan selatan di sepanjang garis interaksi ini. Hal ini menyebabkan medan magnet terkuat di tengah-tengah antara dua konduktor. Intensitas medan magnet di sekitar konduktor sebanding dengan jarak dari konduktor dan dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.
Medan magnet yang dihasilkan di sekitar panjang lurus dari kawat pembawa arus sangat lemah bahkan dengan arus tinggi yang melewatinya. Namun, jika beberapa lilitan kawat digabungkan sepanjang sumbu yang sama menghasilkan lilitan kawat, medan magnet yang dihasilkan akan menjadi lebih terkonsentrasi dan lebih kuat daripada hanya satu lilitan. Ini menghasilkan kumparan elektromagnetik yang lebih umum disebut Solenoid.
Kemudian setiap panjang kawat memiliki efek elektromagnetisme di sekelilingnya ketika arus listrik mengalir melaluinya. Arah medan magnet tergantung pada arah aliran arus. Kita dapat meningkatkan kekuatan medan magnet yang dihasilkan dengan membentuk panjang kawat menjadi sebuah kumparan dan kita akan melihat efek ini secara lebih rinci pada artikel berikutnya.
Comments
Post a Comment