Dokumen ini membahas tentang gaya magnetik, bahan magnetik, dan induktansi. Terdapat penjelasan tentang gaya pada muatan bergerak di medan magnetik, gaya antara unsur-unsur arus diferensial, sifat magnetik bahan, syarat batas magnetik, rangkaian magnetik, dan induktansi. Juga diberikan contoh soal latihan terkait topik yang dibahas.
1. ME-2-9 1
9. Gaya Magnetik, Bahan
Magnetik dan Induktansi
Dr. Achmad Mauludiyanto
maulud@ee.its.ac.id
Laboratorium Antena & Propagasi
Ruang B-306
2. ME-2-9 2
Pustaka
Elektromagnetika Edisi 7 oleh William H.Hayt
dan John A.Buck, Penerbit Erlangga, 2006
Fundamentals of Applied Electromagnetics
by Fawwaz T. Ulaby, Prentice Hall
International Inc., 2001
Electomagnetics by Joseph A.Edminister,
Schaum’s ouline Series
3. ME-2-9 3
outline
Gaya pd muatan bergerak
Gaya pd unsur arus diferensial
Gaya antara unsur arus diferensial
Gaya dan torka
Magnetisasi
Syarat batas magnetik
Rangkaian magnetik
Induktansi & induktansi bersama
4. ME-2-9 4
Gaya pd partikel
Persamaan Gaya
Lorentz
IdLxBdF
KxBdSdF
JxBdvdF
=
=
=
Gaya pada unsur arus diferensial
•Gaya pada partikel bermuatan bergerak melalui medan magnetik
•dF = dQ v x B
∫=
∫=
∫=
IdLxBF
KxBdSF
JxBdvF
s
vol
5. ME-2-9 5
Arus yg sama dlm arah ke dalam bahan disediakan oleh
(a) Muatan positif
(b) Muatan negatif
12. ME-2-9 12
Gaya antar arus berlawanan
mN
d
I
F /
2
2
0
π
µ
=
Dua utas filamen sejajar
berjarak d yg dialiri arus
sama besar ttp berlawanan
arahgaya total tolak
menolak
13. ME-2-9 13
Torka/Torsi
Atau momen gaya
Arah torka normal terhadap keduanya (gaya F dan
lengan pengumpil R) dan dalam arah maju sekerup
putar kanan
Notasi T, satuan Nm (Newton meter)
m = momen dwikutub magnetik (A.m2
)
S = luas (m2
)
FRT ×=
BmBST ×=×= I
35. ME-2-9 35
Induktansi (induktansi diri)
Hasil bagi pertautan fluks total (Flux Linkage) dengan
arus,
satuan : H (Henry)
N = jumlah lilitan
I
N
L
Φ
=
36. ME-2-9 36
Konduktor sesumbu dengan jari-jari konduktor
dalam a, konduktor luar b<r<c
a
bId
ln
2
0
π
µ
=Φ
a
bd
L ln
2
0
π
µ
=
a
b
L ln
2
0
π
µ
=
•Indukatansi untuk
panjang d
•Induktansi
permeter
38. ME-2-9 38
Contoh : Induktansi-diri dan timbal balik pd 2 buah
solenoida sesumbu berjejari R1 dan R2 (R2>R1) dialiri arus I1
dan I2 dengan n1 dan n2 lilitan/m
)0(
)0(
2222
1111
RaInH
RaInH
z
z
<<=
<<=
ρ
ρ
2
121012
2
111012
RnnM
RIn
πµ
πµ
=
=Φ
12
2
121021
2
122021
MRnnM
RIn
==
=Φ
πµ
πµ
Dg. Cara yg sama 2
212
2
1
121
1
I
n
L
I
n
L
Φ
=
Φ
=
Induktansi :
39. ME-2-9 39
Latihan-1
Rangkaian Magnetik
spt gambar. Anggap
B=0,8 Wb/m2
pada
titik di tengah kaki
kirinya. Hitung (a)
Vm,udara (b)Vm,baja (c)
Arus yang diperlukan
dlm kumparan 1.500
lilitan yang melilit
kaki kirinya
40. ME-2-9 40
Latihan-2
Dua buah kumparan
toroida berpenampang
bujur sangkar spt
gambar. Jika kumparan
dalamnya 500 lilitan
dan kumparan luarnya
4.000 lilitan, tentukan
(a) Ldalam (b) Lluar (c) M
41. ME-2-9 41
Latihan-3
Sebuah Solenoida panjang berjejari 3 cm
dan mempunyai 5.000 lilitan/m, masing-
masing lilitan dialiri arus 0,25 A. Dalam
daerah 0<ρ<a dlm solenoida µR=5,
sedangkan utk a<ρ<3 cm µR=1. Tentukan a
shg (a) terdapat fluks total sebesar 10 µWb
(b) fluks tsb terbagi sama antara kedua
daerah