5. hukum biot-savart
DESCRIPTION
5. Hukum Biot-Savart. Tahun 1819 Hans Christian Oersted mengamati bahwa jarum kompas dapat menyimpang di atas kawat berarus Arus listrik sebagai sumber medan magnet. ^. r. Pada tahun 1920-an Jean-Baptiste Biot dan Felix Savart melakukan eksperimen menentukan - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
5. Hukum Biot-Savart5. Hukum Biot-Savart
• Tahun 1819 Hans Christian Oersted mengamati
bahwa jarum kompas dapat menyimpang di atas
kawat berarus
• Arus listrik sebagai sumber medan magnet.
Pada tahun 1920-an Jean-Baptiste Biot dan Felix Savart melakukan eksperimen menentukanmedan magnet di sekitar kawat berarus :
2
ˆ
r
rsIdkBd m
mAWbkm /104
70
0 - permeabilitas ruang hampa
I
r̂
r
ds
Penggunaan Hukum Biot-Savart
• B = dB1+dB2+…+dBi
• B =dB
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
r1
ds1
dB1
r2
ds2
dsi
dBi
ri
dB2
2
0 ˆ
4i
iiIr
rdsB
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
r1
ds1
dB1 dB1
r1
ds
r
dB
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
dB1
r1 Analog :
20 ||4
1||
rE
Q
3. Medan magnet pada pusat arus melingkar 3. Medan magnet pada pusat arus melingkar
Medan magnet dari loop kawat berarusMedan magnet dari loop kawat berarus 20 ˆ
4 r
rdsB
Id
dsr
B keluar bidang gambar
Direction:
ds
r
dB
20
ˆ
4 r
rdsB
I
d
Magnitude:
ds selalu terhadap r
ds
20
4 R
I
dsΒB
20
4 R
Id
ds
20
4 R
I
RR
I
24 2
0
R
I
20
Gerak muatan dalam medan magnetGerak muatan dalam medan magnet
• Muatan positif yang masuk ke dalam medan magnet akan dibelokan (orbit melingkar)
qvBFr
vm
2
qB
mvr
Frekuensi Siklotron:
m
qB
r
v
r
v
B
SiklotronSiklotron• Siklotron: alat untuk mempercepat partikel
(proton,detron dll)• Terdiri dari dua ruang semisilinder yang
ditempatkan dalam medan magnet• Di antara kedua semisilinder diberi potensial
listrik bolak-balik (104 volt)• Ion dalam semisilinder akan mengalami gaya
magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar). B
E
p+
Selektor kecepatan
Pemilih Kecepatan
• Gaya Lorentz
• Ketika F = O dan
maka B
EBvqEqF
BEv
B
Ev
p+
Selektor kecepatan & Gaya Lorentz
BvF qB
-ve
+ve
+
EF qE
FE
EBvF qq
FB
Gaya magnetik
Gaya listrik
Gaya Total Gaya Lorentz
Velocity Selector
v
FB
+
Berkas partikel bermuatan dalam
medan B
BvF qB
+
v
-ve
+ve
+ EF qE FE
Gaya magnetik
Gaya listrik
Velocity Selector (selektor kecepatan)
-ve
+ve
+
FE
+
v
EB FF
EB FF
EB FF FB
FB
V e l o c i t y S e l e c t o r
- v e
+ v e
+
F E
+
v
EB FF
EB FF
EB FF F B
F B
Velocity Selector
EFBvF qq EB
EF qE
BvF qB
EBv qq
Magnetic Force
Electric Force
Equating the magnitudes
Since the velocity & Magnetic Field are perpendicular
BvBv thus
BEv Finally Since E & B are fixed we have selected a single velocity
Efek Hall• Gaya magnet pada partikel
pembawa muatan dalam konduktor berarus akan menimbulkan beda potensial (efek hall) ++++
V
HqEqvB vBEH
nqvAI nqdt
I
nqA
Iv
Potensial Hall:t
IBRvBddEV H
HH
Koefisien Hall: nq
IRH
t
dA=dt
Spektrometer Massa
• Alat yang digunakan untuk menentukan massa atau perbandingan massa terhadap muatan:
p+
E BB
1
2
R
mvqvB
2
2
v
RB
q
m 21B
Ev ;
E
RBB
q
m 21Jadi
Contoh soal
• Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.
Tugas :