Kelistrikan dan Kemagnetan

Listrik dan magnet jelas merupakan salah satu topik paling menarik yang akan Anda temui dalam fisika. Melalui artikel ini, kami akan membawa Anda memahami konsep magnetisme dan listrik serta hubungan di antara keduanya. Selain itu, kita juga akan mempelajari konsep-konsep menarik yang terkait dengannya seperti pergerakan elektron, konduktor, semikonduktor dan isolator, medan magnet, dan banyak lagi.

Pengantar Listrik Dan Magnet

Listrik pada dasarnya adalah keberadaan dan gerak partikel bermuatan. Di sisi lain, magnet mengacu pada gaya yang diberikan magnet ketika magnet menarik atau menolak satu sama lain. Jadi, kita melihat betapa berbedanya mereka satu sama lain. Setelah mempelajarinya secara detail, kita dapat memahaminya dengan lebih baik.

Apa itu Listrik?

Kita sering menggambarkan listrik sebagai listrik statis atau dinamis. Perbedaan keduanya hanya didasarkan pada apakah elektron diam (statis) atau bergerak (dinamis). Listrik statis mengacu pada penumpukan muatan listrik pada permukaan suatu benda.

Kami menyebutnya “statis” karena tidak ada arus yang mengalir seperti pada listrik AC atau DC. Listrik statis biasanya terjadi ketika bahan non-konduktif seperti karet, plastik atau kaca digosokkan sehingga menyebabkan perpindahan elektron.

Hal ini mengakibatkan ketidakseimbangan muatan antara kedua bahan tersebut. Apabila terjadi ketidakseimbangan muatan antara kedua bahan maka benda tersebut akan menunjukkan gaya tarik menarik atau tolak menolak.

Pergerakan Elektron

Valensi suatu atom menentukan kemampuannya untuk memperoleh atau kehilangan elektron. Ini pada akhirnya menentukan sifat kimia dan listrik atom.

Sifat-sifat ini dapat kita kategorikan menjadi konduktor, semikonduktor , atau isolator. Hal ini pada dasarnya tergantung pada kapasitas material untuk menghasilkan elektron bebas.

Ketika suatu material memiliki sejumlah besar elektron bebas, arus yang lebih besar dapat dialirkan dalam material tersebut.

Konduktor

Unsur-unsur seperti emas, tembaga, dan perak memiliki banyak elektron bebas dan merupakan konduktor yang baik. Atom-atom dalam bahan-bahan ini memiliki beberapa elektron yang terikat secara longgar pada orbit terluarnya.

Energi berupa panas akan mengakibatkan elektron-elektron pada orbit terluar terlepas dan melayang ke seluruh material. Tembaga dan perak memiliki satu elektron di orbit terluarnya. Jadi, pada suhu kamar, seutas kawat perak akan mengandung miliaran elektron bebas.

isolator

Bahan-bahan ini tidak menghantarkan arus listrik dengan baik atau tidak menghantarkan arus listrik sama sekali. Kaca, keramik, dan plastik adalah contoh bagusnya. Dalam kondisi normal, atom dalam bahan ini tidak menghasilkan elektron bebas.

Jika tidak ada elektron bebas maka arus listrik tidak dapat dialirkan melalui material. Elektron terluar hanya akan terlepas jika material berada dalam medan listrik yang sangat kuat. Kami menyebut tindakan ini sebagai kerusakan dan biasanya menyebabkan kerusakan fisik pada isolator.

Semikonduktor

Bahan ini termasuk dalam karakteristik konduktor dan isolator. Dengan kata lain, mereka tidak pandai menghantarkan atau mengisolasi. Bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah Silikon dan Germanium.

Apa itu Magnetisme?

Magnetisme mengacu pada gaya yang diberikan magnet ketika mereka menarik atau menolak satu sama lain. Pergerakan muatan listrik menyebabkan hal ini terjadi. Sama seperti medan gravitasi, kita tidak dapat melihat atau menyentuh medan magnet.

Tarikan medan gravitasi bumi dapat kita rasakan pada diri kita sendiri dan benda-benda di sekitar kita. Namun, kita tidak merasakan medan magnet secara langsung.

Perbedaan antara Listrik dan Magnet

Ada banyak perbedaan antara listrik dan magnet. Yang utama adalah:

Perbedaan utama di antara keduanya adalah adanya magnetisme.

Listrik dapat hadir dalam muatan statis, sedangkan keberadaan magnet hanya dapat kita rasakan ketika ada muatan bergerak akibat aliran listrik.

Secara keseluruhan, listrik bisa ada tanpa magnet, namun magnet tidak bisa ada tanpa listrik.

FAQ tentang Listrik dan Magnet

Pertanyaan 1: Apa itu semikonduktor?

Jawaban 1: Bahan ini termasuk dalam sifat konduktor dan isolator. Dengan kata lain, mereka tidak pandai menghantarkan atau mengisolasi. Bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan adalah Silikon dan Germanium.

Pertanyaan 2: Apa itu magnetisme?

Jawaban 2: Magnetisme mengacu pada gaya yang diberikan magnet ketika magnet menarik atau menolak satu sama lain. Pergerakan muatan listrik menyebabkan hal ini terjadi. Sama seperti medan gravitasi, kita tidak dapat melihat atau menyentuh medan magnet.

Rumus Besar Medan Magnet
B = μ0 I / 2 π r

Keterangan:

B= besar medan magnet (T)
μ= konstanta permeabilitas (4π 10-7 Tm/A)
I= arus listrik (A)
r= jarak dari kabel (m)

Rumus Besar Arus Listrik
I= B 2πr / μ

Keterangan:

I= arus listrik (A)
B= besar medan magnet (T)
r= jarak dari kabel (m)
μ= konstanta permeabilitas (4π 10-7 Tm/A)

contoh soal:

Tentukan:

a. Kuat medan magnet di titik P
b. Arah medan magnet di titik P
c. Kuat medan magnet di titik Q
d. Arah medan magnet di titik Q

Pembahasan:

a. Kuat medan magnet (B) dari suatu titik yang berjarak a dari suatu kawat lurus panjang yang dialiri arus i adalah:

B = μ0 I / 2 π r

Kuat medan magnet di titik P adalah

Bp= μ0 I / 2 π rp

=4π 10-7x2/2πx2= 2x10-7 T

b. Arah ditentukan dengan tangan kanan, di mana ibu jari mewakili arus dan empat jari sebagai arah medan magnet dengan posisi tangan menggenggam kawat. Jadi, arah kuat medan magnet di titik P adalah keluar bidang baca (mendekati pembaca).

c. Kuat medan magnet di titik Q

Bq= μ0 I / 2 π rq

=4π 10-7x2/2πx1 = 4x10-7 T

d. Arah medan masuk bidang baca atau menjauhi pembaca.

Baca artikel detikedu, "Rumus Medan Magnet, Sifat, Contoh Soal dan Penyelesaiannya" selengkapnya https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-6944385/rumus-medan-magnet-sifat-contoh-soal-dan-penyelesaiannya.

referensi dari: detik.com

Cari Blog Ini

Tugas Fisika Terapan