Perkara Medan Magnetik: Rumusan, Contoh Masalah dan Penjelasan

medan magnet adalah

Medan magnet adalah ilustrasi yang bertujuan untuk menggambarkan dan memvisualisasikan bagaimana daya magnet diedarkan antara objek magnet atau di sekitar objek magnet itu sendiri.

Seperti yang telah kita ketahui bahawa magnet mempunyai dua kutub yang disebut kutub utara dan kutub selatan.

Sekiranya magnet dibawa dekat dengan magnet lain yang kutubnya mempunyai jenis yang sama, kedua magnet tersebut akan mengalami tolakan.

Lainlah jika kedua magnet tersebut didekatkan dengan tiang yang berlainan, hasilnya akan saling menarik.

Visualisasi Medan Magnetik

Medan magnet dapat divisualisasikan dengan dua cara, iaitu:

  • Digambarkan secara matematik sebagai vektor. Setiap vektor pada setiap titik dalam bentuk anak panah mempunyai arah dan magnitud bergantung pada besarnya daya magnet pada titik itu.
medan magnet adalah
  • Mengilustrasikan menggunakan garis. Setiap vektor dihubungkan oleh garis berterusan dan sebilangan talian boleh dibuat sebanyak mungkin. Kaedah ini paling kerap digunakan untuk menggambarkan medan magnet.
medan magnet adalah

Ciri-ciri Garisan Medan Magnetik

Garis medan magnet mempunyai ciri-ciri yang berguna untuk analisis, iaitu:

  • Setiap baris tidak pernah saling bersilang

  • Garisan akan menjadi lebih ketat di kawasan di mana medan magnet semakin besar. Ini menunjukkan bahawa semakin padat garis medan magnet, semakin besar daya magnet di rantau ini.

  • Garis-garis ini tidak bermula atau berhenti dari mana-mana sahaja, tetapi garis membentuk bulatan tertutup dan tetap bersambung dalam bahan magnet.

  • Arah medan magnet diwakili oleh anak panah pada garis. Kadang-kadang, anak panah tidak dilukis pada garis medan magnet, tetapi medan magnet akan selalu mempunyai arah dari kutub Utara (Utara) ke kutub Selatan (Selatan).

  • Garis-garis ini dapat dilihat secara nyata. Kaedah yang paling mudah adalah menyebarkan serbuk kikir besi di sekitar magnet dan ia akan menghasilkan ciri yang sama dengan garis medan magnet.
medan magnet adalah

Rumus Pengukuran dan Medan Magnetik

Medan magnet adalah kuantiti vektor, jadi ada dua aspek untuk mengukur medan magnet, iaitu magnitud dan arahnya.

Untuk mengukur arah, kita boleh menggunakan kompas magnet. Sekiranya kompas magnet diletakkan di sekitar medan magnet, jarum kompas akan mengikut arah medan magnet pada titik itu juga.

Baca juga: Definisi & Perbezaan Homonim, Homofon dan Homograf

Dalam formula medan magnet, besaran medan magnet ditulis dengan simbol B. Sesuai dengan sistem Antarabangsa, jumlahnya mempunyai unit dalam tesla (T) yang diambil dari nama Nikola Tesla.

Tesla ditakrifkan sebagai kekuatan daya medan magnet. Sebagai contoh, peti sejuk kecil menghasilkan medan magnet 0.001 T.

Terdapat satu cara untuk membuat medan magnet tanpa menggunakan magnet, iaitu dengan mengalirkan arus elektrik.

Apabila kita mengalirkan arus elektrik melalui kabel (contohnya dengan menyambungkannya ke bateri), maka kita akan mengalami dua fenomena. Semakin besar arus yang mengalir di kabel, semakin besar medan magnet yang dihasilkan. Begitu juga sebaliknya.

Sesuai dengan hukum Ampere, medan magnet diterapkan dalam banyak cara sehingga beberapa persamaannya adalah seperti berikut:

Formula Magnitud untuk Medan Magnetik

B = μ I / 2 π r

Maklumat:

  • B = magnitud medan magnet (T)
  • μ = pemalar kebolehtelapan (4π 10-7 Tm / A)
  • I = arus elektrik (A)
  • r = jarak dari kabel (m)

Formula untuk jumlah arus elektrik

I = B 2πr / μ

Maklumat:

  • B = magnitud medan magnet (T)
  • μ = pemalar kebolehtelapan (4π 10-7 Tm / A)
  • I = arus elektrik (A)
  • r = jarak dari kabel (m)

Menentukan Tiang Magnetik dengan Tangan Kanan

Untuk mengetahui arahnya, kita dapat menggunakan prinsip tangan kanan. Ibu jari adalah arah aliran elektrik dan jari-jari lain menunjukkan arah medan magnet di sekitar wayar.

formula medan magnet adalahformula medan magnet adalah

Arah ibu jari menunjuk ke atas menunjukkan arah aliran elektrik dengan simbol i. Sementara arah empat jari lain mewakili arah medan megnet dengan simbol B. Gambar di atas berada dalam kedudukan mendatar dan menegak.

Contoh Masalah Medan Magnetik dan Penjelasannya

Masalah 1

formula medan magnet adalah

Kawat elektrik i = 4 A seperti yang ditunjukkan di bawah!

Nyatakan:

  • Kekuatan medan magnet pada titik A.
  • Kekuatan medan magnet pada titik B
  • Arah medan magnet pada titik A.
  • Arah medan magnet pada titik B

Perbincangan:

Dikenali

  • I = 4 A
  • r A = 2m
  • r B = 1m

Penyelesaian

  • B = μI / 2 π r A
  • = 4 π 10 - 7 4/2 π 2
  • = 4 10-7 T

Jadi medan magnet pada titik A ialah 4 10-7 T

  • B = μI / 2 π r B
  • B = 4 π 10 - 7 4/2 π 1
  • B = 8 10-7 T

Jadi medan magnet pada titik B ialah 8 10-7 T

Dalam masalah meminta arah, kita boleh menggunakan peraturan tangan kanan, di mana ibu jari dianggap sebagai arus dan empat jari lain adalah medan magnet sambil mencengkam wayar pada titik A.

Baca juga: 24+ Gaya Bahasa (Jenis Majas) bersama dengan Pemahaman dan Contoh Lengkap

Sehingga arah medan magnet pada titik A ke arah luar atau ke arah pembaca.

Dalam masalah meminta arah, kita boleh menggunakan peraturan tangan kanan, di mana ibu jari dianggap sebagai arus dan empat jari yang lain adalah medan magnet sambil mencengkam wayar pada titik B.

Sehingga arah medan magnet pada titik B berada atau jauh dari pembaca

Masalah 2

Lihat gambar berikut!

formula medan magnet adalah

Tentukan magnitud dan arah medan magnet pada titik P!

Perbincangan

Arus A akan menghasilkan medan magnet pada titik P dengan arah memasuki medan, sementara arus B menghasilkan medan magnet dengan arah di luar medan.

Arah mengikut B a memasuki lapangan.

Masalah 3

Lihat gambar di atas, wayar dengan arus elektrik diletakkan berhampiran kompas magnet. Berapa banyak arus elektrik (dan arah) yang diperlukan untuk membatalkan medan magnet bumi terhadap kompas supaya kompas tidak berfungsi?

Medan magnet bumi dianggap

Perbincangan

Menggunakan formula medan magnet:

Anda dapat mengetahui jumlah arus elektrik, iaitu:

Anda tahu bahawa jarak r dari kompas ke kabel adalah 0.05 m. kemudian memperoleh:

Dengan menggunakan peraturan tangan kanan, kita mesti meletakkan ibu jari ke bawah sehingga jari-jari lain berada di arah yang bertentangan dengan medan magnet kompas. Sehingga arah arus mesti menembus ke arah kertas / skrin, jauh dari kita.

Masalah 4

Wayar A dan B berjarak 1 m dan diberi tenaga masing-masing oleh 1 A dan 2 A mengikut arah yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Tentukan lokasi titik C di mana kekuatan medan magnet adalah ZERO!

Perbincangan

medan magnet adalah

Agar kekuatan medan menjadi sifar, kekuatan medan yang dihasilkan oleh wayar A dan wayar B mestilah bertentangan dan sama. Kedudukan yang mungkin adalah di sebelah kiri wayar A atau di sebelah kanan wayar B. Yang mana yang perlu diambil, ambil titik lebih dekat dengan kekuatan arus yang lebih kecil. Sehingga kedudukannya di sebelah kiri wayar A, sebutkan jaraknya sebagai x.

Ini adalah penjelasan mengenai bahan medan magnet dan contoh masalahnya. Semoga bermanfaat.

Rujukan:

  • Perkara Medan Magnetik
  • Memahami Medan Magnetik
  • Medan Magnetik - Formula, Definisi, Perkara Lengkap, Masalah Contoh
  • Medan Magnetik: Definisi, Jenis, Rumus, Contoh Masalah