Torsi Magnetik
-
Upload
nurul-dwi-anggraeni -
Category
Documents
-
view
80 -
download
13
description
Transcript of Torsi Magnetik
Torsi Magnetik
Torsi magnetic akan bekerja pada sebuah dipol magnet yang berada didalam medan magnet. Torsi magnetic adalah besaran vektor yang memegang peranan penting di dalam teknik kelistrikan. Misalkan sebuah loop berbentuk persegi panjang diletakkan di dalam medan magnet yang serba sama B searah dengan sumbu z. posisi loop tersebut terhadap arah medan magnet digambarkan oleh gambar 1
Gambar 1Dua gaya yang masing masing bekerja pada dua sisi yang panjangnya a besarnya sama, arahnya berlawanan (saling menjauh), dan posisinya pada satu garis kerja sehingga saling meniadakan ( resultannya nol) dan tidak menimbulkan torsi. Sedangkan dua gaya yang masing masing bekerja pada sisi yang panjangnya b besarnya juga sama dan arahnya berlawanan, tetapi lokasinya tidak pada satu garis kerja sehingga kedua gaya tersebut menghasilkan torsi ( Gambar 1.b), besar torsinya adalah
Besarnya gaya yang bekerja pada sisi b adalah
Sehingga besarnya torsi menjadi
Atau
Dimana m = I ab adalah besarnya momen dipol dari loop. Persamaan diatas menyatakan torsi yang bekerja pada dipole yang berada di dalam medan magnet serba sama. Torsi tersebut menyebabkan momen dipol berotasi sehingga sejajar dan searah dengan arah medan magnet. Persamaan diatas juga berlaku untuk dipole di dalam medan magnet yang tidak serba sama, jika ukuran dipolenya sangat kecil. Mekanisme tersebut dapat digunakan untuk menjelaskan proses magnetisasi pada bahan paramagnetic, yaitu proses pensejajaran (penyearahan) momen dipole dari spin electron dengan arah medan magnet luar. Didalam medan magnet serba sama, resultan gaya yang bekerja pada loop berarus listrik adalah nol. Secara matematik dinyatakan sebagai
Sebagai tambahan pembahasan bahwa didalam medan magnet yang tidak serba sama persamaan tersebut tidak berlaku. Sebagai contoh, sebuah kawat berbentuk lingkaran berjari jari R dan berarus listrik I diletakkan di dalam medan magnet di ujung selenoida (Gambar 2).
Gambar 2
Di daerah tersebut, medan magnet B memiliki komponen arah radial, sehingga resultan gaya yang bekerja pada kawat lingkaran tersebut memiliki komponen pada arah vertical ke bawah yang besarnya
Untuk loop yang sangat kecil dari suatu momen dipole m didalam medan magnet B, gayanya adalah
Dengan menggunakan aturan
Gaya tersebut dapat dijabarkan menjadi
Sesuai hukum Ampere persamaan diatas dapat dirubah menjadi
Karena B adalah medan magnet luar yang dihasilkan oleh suatu rapat arus J yang berada diluar dipole ( berarti didalam dipole J tersebut nol), maka gaya yang bekerja pada dipole m adalah