√ Hukum Biot-Savart : Pengertian, Contoh dan Penjelasannya

Diposting pada
4.7/5 - (16 votes)

Pendahuluan

Hukum Biot Savart – Secara teoritis, Lorentz telah menyatakan besar kuat medan magnetik atau induksi magnetik di sekitar arus listrik. Menurut teori Lorentz, besarnya induksi magnetik yang disebabkan oleh elemen arus adalah berbanding lurus dengan kuat arus listrik, berbanding lurus dengan panjang kawat, berbanding terbalik dengan kuadrat jarak titik yang diamati ke kawat dan arah induksi magnetiknya tegak lurus terhadap bidang yang melalui elemen arus dan titik yang diamati.

Pada 1820, setahun setelah Oersted mencetuskan teorinya,dau orang ilmuwan Prancis bernama Jean Baptise Biot (1774-1862) dan Felix Savart (1791-1841), mengemukakan perhitungan lebihlanjut tentang induksi magnetic oleh elemen arus.

Coba Anda perhatikan gambar di atas, sepotong elemen kawat dl dilalui arus listrik (i). Arus listrik menimbulkan induksi magnetic di P sebesar dB . Jarak titik P ke kawat dl adalah r, dengan arah arus i dan jarak membentuk sudut ꝕ Besarnya induksi magnetic di titik P karena pengaruh elemen kawat yang berarus listrik menurut Biot-Savart adalah

Untuk nilai l yang sangat panjang sehingga nilai batasnya ditentukan:

  • Batas-batas menjadi dan
  • Batas-batas menjadi 0 dan Dengan mempergunakan gambar di atas akan diperoleh:

Untuk menentukan nilai induksi magnet (B) pada persamaan di atas maka persamaan itu perlu diitegrasikan sehingga akan diperoleh:

Setelah penemuan Oersted ini, lalu Biot-Savart menjelaskan tentang induksi magnetic di sekitar kawat berarus listrik, serta Ampere menemukan hubungan antara kuat arus listrik dan induksi magnetic di sekitar kawat berarus listrik. Hasil perhitungan yang ditunjukkan Ampere jauh lebih sederhana dibandingkan dengan perhitungan yang telah diberikan Oersted serta Biot-Savart. Ampere mendapatkannya dengan menggunakan Hukum Gauss, berbeda dengan Oersted dan Biot-Savart yang menggunakan pendelatan Hukum Coulomb.

Menurut Ampere,

Jadi, persamaan yang diperoleh Ampere sama dengan hasil penemuan Biot-Savart, tetapi untuk mendapatan persamaan tersebut jauh lebih sederhana.

  1. Medan Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik

Jika pada kawat lurus panjang kita dapat menentukan induksi magnetik pada sembarang titik di sekitar kawat tersebut. Maka, pada kawat yang bentuknya melingkar, medan magnetic yang akan ditentukan dibatasi pada sumbu kawat saja, termasuk pada pusat lingkaran kawat. Karena induksi magnetik pada sembarang titik di sekitar arus melingkar sangat kompleks. Coba Anda perhatikan gambar berikut, sebuah kawat membentuk lingkaran dengan jari-jari a dialiri arus listrik i. Jarak titik P ke keliling lingkaran adalah r dan sudut yang dibentuk oleh r dan sumbu pusat lingkaran adalah A . Untuk menentukan arah medan magnet pada sumbu lingkaran, coba Anda gunakan aturan tangan kanan berikut ini.

Induksi magnetik di P oleh elemen kawat yang dilalui arus i adalah sebagai berikut.

Coba Anda perhatikan, vektor dapat diuraikan menjadi dua komponen, yaitu yang sejajar dengan sumbu lingkaran adalah dan yang tegak lurus sumbu lingkaran adalah . Komponen akan saling menghilangkan dengan komponen yang berasal dari elemen lain yang berseberangan sehingga hanya komponen saja yang masih tersisa.

Induksi magnetik di titik P dari seluruh bagian lingkaran yang kelilingnya sama dengan panjang seluruh kawat adalah

Jika P digeser sehingga menjadi titik pusat lingkaran, r = a dan = 90o . Induksi magnetik di titik pusat lingkaran menjadi

Jadi, persamaan di atas digunakan untuk menentukan induksi magnetik di titik pusat lingkaran kawat dengan jari-jari a dan arus listrik i. Untuk suatu kumparan tipis dengan N buah lilitan, induksi magnetic di titik pusat lingkaran menjadi

Untuk menentukan induksi magnetik di titik P yang terletak pada sumbu lingkaran akan diperoleh

Persamaan di atas digunakan untuk menentukan induksi magnetik pada sebuah titik sumbu lingkaran yang memiliki jari-jari a.

Medan Magnetik Solenoida

Kumparan panjang yang terdiri dari banyak lilitan kawat penghantar, yang menyerupai sebuah lilitas pegas disebut dengan solenoida. Gambar berikut ini ditunjukkan sebuah solenoida.

demikianlah artikel dari dosenmpia.com mengenai Hukum Biot-Savart, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.

  1. Pengertian Biot Savart
  2. Contoh Biot Savart
  3. Penjelasannya