“Medan Magnit Statis” part II

“Medan Magnit Statis” yang anda ketahui, yang terdiri dari :

1. Hukum Biot Savart

2. Hukum Integral Ampere

3. Teorema Stokes

4. Fluks magnetic

5. Potensial magnetik Skalar &dan Vektor 

Medan Magnet Statis

Medan magnet, dalam ilmu Fisika, adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik; inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet "permanen"). Sebuah medan magnet adalah medan vektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompasyang diletakkan di dalam medan tersebut.

1. Hukum Biot Savart  

Secara singkat, hukum ini berisi tentang besar induksi magnetic pada satu titik di sekitar element arus sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.

Pada umumnya, Hukum Biot Savart ini digunakan dalam perhitungan respon magnetic atau bahkan mengenai atom dan molecular. Hukum ini juga membuktikan bahwa massa jenis aliran bisa diperoleh dengan perhitungan mekanika kuantum atau teorinya.

Perlu anda ketahui bahwa pada dasarnya Hukum Biot Savart ini juga digunakan dalam aerodinamik. Hukum ini juga memberikan nilai gaya yang dihasilkan berdasarkan interaksi antara medan magnet dan arus yang mengalir pada konduktor.

Untuk mendapatkan besarnya gaya elektromagnetik, bisa kita peroleh dari :

fo = Bli sin ? newton…..

dimana B merupakan kerapatan fluks, I adalah panjang konduktor, i merupakan arus yang mengalir pada konduktor dan a merupakan sudut antara arah arus dengan arah medan magnet. Arah gaya yang dihasilkan juga tegak lurus dengan arah arus medan magnet.

2. Hukum Integral Ampere

 Hukum ampere bersama dengan beberapa persamaan lain membentuk persamaan maxwell; menyatakan bahwa integral keliling kuat medan magnet berbanding lurus dengan besar arus listrik yang terkurung oleh integral keliling itu.
dimana dA = unsur luas
Dalam proses konversi energi yang menyangkut mesin dengan elemen bergerak (berputar) seperti transduser atau motor, pada inti besinya (core) akan terdapat celah udara. Melalui celah udara ini dapat berlangsung proses konversi dari energi listrik ke energi mekanik atau sebaliknya.

3. Teorema Stokes
Teorema Stokes mengatakan bahwa : 

Tangensial komponen dari vektor A sekeliling lengkungan tertutup C sama dengan integral luas dari komponen normal dari rotasi/curl F dikenakan pada permukaan S yang dibatasi oleh C.

Misalkan S adalah permukaan berarah dalam ruang dengan batas-batasnya adalah kurva C yang tertutup, dan misalkan A(x, y, z) adalah fungsi vektor kontinu yang mempunyai turunan parsial pertama yang kontinu dalam domain yang memuat S.

4. Fluks magnetic

Fluks Magnet adalah ukuran magnetisme yang ditunjukkan oleh sebuah benda pada penampang dua dimensi. Fluks Magnet juga disebut sebagai elektromagnetisme dan digunakan untuk menghitung kerapatan medan magnet.
Sebagian besar peralatan elektronik yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari kita, bekerja pada prinsip fluks magnetik.

5. Potensial magnetik Skalar & Vektor 

medan (potensial) vektor A bersifat invarian terhadap TRANSFORMASI GAUGE berbentukA = A + konstanta. karena secara fisis yang penting adalah selisih antara dua potensial sehingga tidak dipengaruhi oleh suatu translasi konstanta. Selanjutnya kita dapat memilih beberapa bentuk untuk medan A kita dalam hal ini bentuk non curl yang tetap menghasilkan observabel yang sama (hukum Maxwell yang sama) atau dengan kata lain eksperimen tidak dapat membedakan pemilihan transformasi atau invariansi GAUGE dari suatu medan penyusun observabel fisis.

“Medan Listrik Statis” part I

“Medan Listrik Statis” yang anda ketahui, Yang terdiri dari :

1. Electrical charges

2. Hukum coulomb

3. Medan elektronika

4. Hukum Gauss

5. Energi potensial

1.      Electrical charges (Muatan listrik )

Muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya mengalami gaya pada benda lain yang berdekatan dan juga memiliki muatan listrik. Simbol Q sering digunakan untuk menggambarkan muatan. Sistem Satuan Internasional dari satuan Q adalah coulomb, yang merupakan 6.24 x 10¹⁸ muatan dasar. Q adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan Q dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan).

2.      Hukum Coulomb

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya. Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi. Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik.

3.      Medan Elektronika ( Elektromagnetik  )

Dalam fisika elektromagnetisme, sebuah medan elektromagnetik adalah sebuah medan terdiri dari dua medan vektor yang berhubungan: medan listrik dan medan magnet. Ketika dibilang medan elektromagnetik, medan tersebut dibayangkan mencakup seluruh ruang; biasanya medan elektromagnetik hanya terbatas di sebuah daerah kecil di sekitar objek dalam ruang.

Vektor (E dan B) yang merupakan karakter medan masing-masing memiliki sebuah nilai yang didefinisikan pada setiap titik ruang dan waktu. Bila hanya medan listrik (E) bukan nol, dan konstan dalam waktu, medan ini dikatak sebuah medan elektrostatik. E dan B (medan magnet) dihubungkan dengan persamaan Maxwell.

Medan elektromagnetik dapat dijelaskan dengan sebuah dasar kuantum oleh elektrodinamika kuantum.

4.      Hukum Gauss

Hukum Gauss adalah hukum yang menentukan besarnya sebuah fluks listrik yang melalui sebuah bidang. Hukum gauss menyatakan bahwa besar dari fluks listrik yang melalui sebuah bidang akan berbanding lurus dengan kuat medan listrik yang menembus bidang, berbanding lurus dengan area bidang dan berbanding lurus dengan cosinus sudut yang dibentuk fluks listrik terhadap garis normal.

 Hukum ini dirumuskan oleh Carl Friedrich Gauss (1777-1855). Beliau adalah salah seorang matematikawan terbesar sepanjang masa. Banyak bidang hukum matematika yang dipengaruhinya dan dia membuat kontribusi yang sama pentingnya untuk fisika teoritis.

Hukum Gauss berbunyi "bahwa fluks listrik total yang melalui sembarang permukaan tertutup (sebuah permukaan yang mencakup volume tertentu) sebanding dengan muatan lisfiik (netto) total di dalam permukaan itu".

5.      Energi potensial

Energi potensial adalah energi yang memperngaruhi benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut yang mana kecenderungan tersebut menuju tak terhingga dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Satuan SI untuk mengukur usaha dan energi adalah Joule (simbol J).