Download - 5. Hukum Biot-Savart
![Page 1: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/1.jpg)
5. Hukum Biot-Savart5. Hukum Biot-Savart
![Page 2: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/2.jpg)
• Tahun 1819 Hans Christian Oersted mengamati
bahwa jarum kompas dapat menyimpang di atas
kawat berarus
• Arus listrik sebagai sumber medan magnet.
![Page 3: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/3.jpg)
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
![Page 4: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/4.jpg)
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
![Page 5: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/5.jpg)
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
r1
ds1
dB1 dB1
r1
ds
r
dB
![Page 6: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/6.jpg)
20 ˆ
4 r
rdsB
Id
dB1
r1 Analog :
20 ||4
1||
rE
Q
![Page 7: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/7.jpg)
3. Medan magnet pada pusat arus melingkar 3. Medan magnet pada pusat arus melingkar
![Page 8: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/9.jpg)
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
![Page 10: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/10.jpg)
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+
![Page 11: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/11.jpg)
Selektor kecepatan
![Page 12: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/12.jpg)
Pemilih Kecepatan
• Gaya Lorentz
• Ketika F = O dan
maka B
EBvqEqF
BEv
B
Ev
p+
![Page 13: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/13.jpg)
Selektor kecepatan & Gaya Lorentz
BvF qB
-ve
+ve
+
EF qE
FE
EBvF qq
FB
Gaya magnetik
Gaya listrik
Gaya Total Gaya Lorentz
![Page 14: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/14.jpg)
Velocity Selector
v
FB
+
Berkas partikel bermuatan dalam
medan B
BvF qB
+
v
-ve
+ve
+ EF qE FE
Gaya magnetik
Gaya listrik
![Page 15: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/15.jpg)
Velocity Selector (selektor kecepatan)
-ve
+ve
+
FE
+
v
EB FF
EB FF
EB FF FB
FB
![Page 16: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/16.jpg)
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
![Page 17: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/17.jpg)
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
![Page 18: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/18.jpg)
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
![Page 19: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/19.jpg)
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.
![Page 20: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/20.jpg)
Tugas :
![Page 21: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: 5. Hukum Biot-Savart](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081415/56815848550346895dc59de9/html5/thumbnails/22.jpg)