Medan Magnet Adalah Gaya Partikel Bermuatan, Ketahui Rumus, Arah dan Penggunaannya

Liputan6.com, Jakarta Medan magnet adalah fenomena yang ditemukan pada benda-benda, dengan muatan listrik yang bergerak atau mengalir. Medan magnet dapat dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir melalui kawat, atau oleh magnet permanen. Medan magnet memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, termasuk dalam teknologi elektronik dan kelistrikan.

Medan magnet adalah medan vektor yang didefinisikan sebagai gaya partikel bermuatan, yang bergerak dalam medan magnet. Medan magnet dapat dinyatakan dalam tesla (T) atau gauss (G), di mana 1 T = 10^4 G. Medan magnet juga dapat dinyatakan dalam ampere per meter (A/m).

Medan magnet diciptakan oleh arus listrik yang mengalir melalui kawat atau konduktor lainnya. Arus listrik yang mengalir melalui kawat, akan menghasilkan medan magnet yang berputar di sekitar kawat. Medan magnet ini memiliki arah yang sejajar dengan arah arus listrik yang mengalir melalui kawat, dan arah putarannya dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Selain itu, medan magnet adalah bidang yang dihasilkan oleh magnet permanen, yaitu benda yang memiliki sifat magnetik, dan dapat menarik atau menolak benda lain yang juga bermuatan. Magnet permanen memiliki medan magnet yang berasal dari momen magnetik yang dimilikinya.

Berikut ini rumus dan arah medan magnet yang Liputan6.com rangkum dari berbagai sumber, Rabu (12/4/2023).

Seorang bocah 13 tahun menjalani operasi karena memasukkan 29 bola magnet ke alat kelaminnya. Bermula dari rasa penasaran, anak ini bereksperimen hingga akhirnya ia sulit buang air kecil.

2 dari 4 halaman

Rumus dan Arah Medan Magnet

Ilustrasi Magnet — Ilustrasi magnet. (Gambar oleh OpenClipart-Vectors dari Pixabay)

Rumus medan magnet adalah sebagai berikut:

B = μ₀(I / 2r) x

di mana:

B adalah medan magnet (dalam tesla, T)
μ₀ adalah permeabilitas ruang hampa (4π x 10^-7 Tm/A)
I adalah arus listrik yang mengalir melalui kawat (dalam ampere, A)
r adalah jarak dari kawat (dalam meter, m)x adalah vektor satuan yang sejajar dengan arah arus listrik.

Sedangkan arah medan magnet dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan. Caranya adalah dengan menggenggam kawat menggunakan tangan kanan sedemikian rupa, sehingga ibu jari menunjuk arah arus listrik dan jari-jari lain menunjuk arah putaran kawat. Arah medan magnet akan sejajar dengan jari-jari yang melingkar di sekitar kawat.

Jika medan magnet berasal dari magnet permanen, arah medan magnet akan sejajar dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Arah medan magnet akan terus berputar dari kutub utara ke kutub selatan tanpa ada titik awal atau akhir yang jelas.

Arah medan magnet dapat ditentukan menggunakan aturan tangan kanan, yang mengasosiasikan arah arus listrik dengan arah medan magnet.

Langkah-langkah untuk menentukan arah medan magnet dengan aturan tangan kanan adalah sebagai berikut:

Tentukan arah arus listrik yang mengalir melalui kawat atau konduktor.
Letakkan jari tangan kanan sejajar dengan arah arus listrik.
Putar jari tangan kanan sejajar dengan kawat atau konduktor, sehingga jari menunjuk arah putaran arus listrik.
Arah ibu jari tangan kanan menunjukkan arah medan magnet.

Secara visual, cara ini bisa diilustrasikan dengan menggenggam kawat dengan tangan kanan sehingga ibu jari menunjuk arah arus listrik dan jari-jari lainnya akan menunjuk arah putaran kawat. Arah medan magnet akan sejajar dengan jari-jari tersebut.

3 dari 4 halaman

Penggunaannya medan magnet dalam Kehidupan

Pengaplikasian pada Motor Listrik

Medan magnet sangat penting dalam prinsip kerja motor listrik, yaitu dengan menggunakan interaksi antara medan magnet dengan arus listrik. Medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen, atau kumparan medan pada motor listrik mendorong rotor untuk bergerak, menghasilkan energi listrik yang dibutuhkan untuk menggerakkan mesin atau peralatan. Beberapa contoh peralatan yang menggunakan motor listrik meliputi mesin cuci, kipas angin, mesin penggiling kopi, dan pompa air.

Pengaplikasian pada Pendeteksi Logam

Detektor logam menggunakan medan magnet, untuk mendeteksi keberadaan logam dalam benda atau tanah. Medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan di dalam detektor logam merespon adanya logam yang berada di dekat permukaan tanah atau objek yang diperiksa. Detektor logam umumnya digunakan dalam kegiatan penambangan, pencarian barang antik, atau dalam keamanan seperti di bandara atau gedung-gedung publik.

Pengaplikasian pada Penyimpanan Data

Penyimpanan data menggunakan medan magnet, yang dihasilkan oleh magnet permanen atau kumparan listrik. Kaset audio, hard drive, kartu kredit, dan komputer tablet adalah beberapa contoh perangkat elektronik yang menggunakan teknologi penyimpanan data berbasis medan magnet. Medan magnet dihasilkan pada permukaan disk atau kaset, dan polarisasi magnetik pada permukaan tersebut dapat membantu menyimpan data yang diinginkan. Ketika data diinginkan, pembacaan medan magnet pada permukaan tersebut dapat digunakan untuk mengembalikan data tersebut.

Pengaplikasian pada Imaging Medis

MRI (Magnetic Resonance Imaging) adalah teknologi medis yang menggunakan medan magnet, di mana akan membuat gambar internal organ dan jaringan tubuh manusia. Selama proses MRI, medan magnet yang kuat digunakan untuk menghasilkan sinyal dari atom hidrogen dalam tubuh manusia. Sinyal ini kemudian diterjemahkan oleh komputer, untuk menciptakan gambaran tiga dimensi dari bagian tubuh yang diimajikan. MRI sangat penting dalam diagnosis penyakit dan pemantauan kesehatan.

4 dari 4 halaman

Sifat Garis Gaya Magnet

1. Garis gaya magnet selalu dimulai dari kutub utara dan berakhir di kutub selatan. Ini disebabkan oleh sifat kutub magnetik, di mana kutub utara dan kutub selatan saling tarik menarik dan menghasilkan medan magnet yang homogen. Oleh karena itu, garis gaya magnet selalu mengarah dari kutub utara ke kutub selatan pada magnet.

2. Garis gaya magnet selalu membentuk lingkaran-lingkaran yang berpusat pada magnet. Ini menunjukkan bahwa medan magnet memiliki sifat simetri, di mana kekuatan medan magnet sama di setiap titik di sekitar magnet. Lingkaran-lingkaran tersebut juga menunjukkan bahwa medan magnet memancar keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan melalui jalur yang simetris.

3. Semakin dekat garis gaya magnet, semakin besar kekuatan medan magnet di sekitar magnet. Ini menunjukkan bahwa medan magnet memiliki kekuatan yang berbeda di setiap titik di sekitar magnet. Garis gaya magnet yang rapat, menunjukkan medan magnet yang lebih kuat, sedangkan garis yang jarang menunjukkan medan magnet yang lebih lemah.

4. Garis gaya magnet adalah garis lengkung tertutup dan tidak memiliki ujung terbuka. Ini menunjukkan bahwa medan magnet adalah medan yang kontinu, dan tidak berhenti pada suatu titik tertentu. Garis gaya magnet pada permukaan magnet selalu tegak lurus dengan arah medan magnet pada titik tersebut. Ini menunjukkan bahwa medan magnet pada permukaan magnet, selalu sejajar dengan kutub magnet pada titik tersebut.

5. Garis gaya magnet tidak terpengaruh oleh medan magnet lain di sekitar mereka. Ini menunjukkan bahwa medan magnet adalah medan yang independen, dan garis gaya magnet dapat digunakan untuk memvisualisasikan medan magnet tanpa terpengaruh oleh medan magnet lain di sekitarnya.

6. Garis gaya magnet akan saling menolak jika benda magnet lain didekatkan, dan akan saling tertarik jika kutub yang berbeda didekatkan. Ini menunjukkan bahwa medan magnet adalah medan yang interaktif, dan dapat mempengaruhi objek magnetik lain di sekitarnya.

7. Dalam pengamatan medan magnet, garis gaya magnet sangat penting karena memungkinkan untuk menggambarkan dan memvisualisasikan medan magnet yang kompleks dengan lebih mudah dan lebih jelas. Garis gaya magnet juga membantu dalam perancangan perangkat teknologi, yang memanfaatkan medan magnet, seperti dalam pembuatan motor listrik, generator listrik, dan perangkat elektronik lainnya.