HUKUM HUKUM KEMAGNETAN
HUKUM HUKUM KEMAGNETAN
Kemagnetan ialah satu kelas fenomena fizikal
yang melibatkan daya-daya yang dikenakan oleh magnet ke
atas magnet lain. Ia berasal daripada arus-arus elektrik dan momen magnet asasi zarah-zarah asas.
Ini menghasilkan medan magnet yang bertindak ke atas momen-momen
dan arus-arus yang lain. Semua bahan dipengaruhi pada tahap tertentu oleh medan
magnet. Kesan yang terkuat adalah pada magnet kekal yang mempunyai momen magnet
berterusan yang disebabkan oleh keferromagnetan. Kebanyakan bahan tidak
mempunyai momen magnet kekal. Sesetengahnya tertarik kepada medan magnet (keparamagnetan);
sesetengah yang lain pula ditolak oleh medan magnet (kediamagnetan);
ada juga yang mempunyai hubungan yang lebih rumit dengan medan magnet yang dikenakan
(perilaku pusing gelas dan keantiferromagnetan).
Bahan-bahan yang mendapat kesan yang sangat kecil daripada medan magnet
dinamakan bahan tidak bermagnet, contohnya tembaga, aluminium, gas-gas dan plastik. Oksigen tulen
memiliki sifat-sifat bermagnet apabila disejukkan sehingga menjadi cecair.
Keadaan
(atau fasa) magnet sesuatu bahan bergantung kepada suhu (dan faktor-faktor lain
seperti tekanan dan medan magnet kenaan), oleh itu sesuatu bahan boleh memiliki
lebih daripada satu bentuk kemagnetan bergantung kepada suhunya, dan lain-lain.
Aristotle menganggap Thales dari Miletus (625 - 545 SM) sebagai orang
pertama yang boleh dikatakan membicarakan secara saintifik berkenaan hal
kemagnetan.[1] Dalam jangka
masa yang sama di India purba, Sushruta, seorang pakar bedah India,
merupakan orang pertama yang menggunakan magnet bagi tujuan pembedahan.[2] Ada bukti yang
menunjukkan bahawa bahan bermagnet pernah digunakan lebih awal dari ini; J. B.
Carlson mencadangkan kaum Olmec mungkin telah menggunakan hematit sebagai magnet sebelum 1000 SM.[3][4]
Di China purba, perihal kemagnetan pertama kali
muncul dalam kesusasteraan pada abad ke-4 SM di dalam buku yang dinamakan
bersempena pengarangnya, "Ketua Lembah Syaitan" (鬼谷子): "Batu lod membuatkan besi datang atau ia
menariknya."[5] Sebutan terawal
berkenaan tarikan terhadap jarum didapati dalam satu karya yang ditulis antara
20 dan 100 M (Louen-heng): "Batu lod menarik jarum."[6] Ahli sains China, Shen Kuo (1031-1095) merupakan orang
pertama yang menulis berkenaan kompas jarum magnet dan berkenaan kebolehannya
meningkatkan ketepatan navigasi dengan menggunakan konsep utara benar dalam astronomi (Dream Pool Essays, 1088 M), dan
menjelang abad ke-12, orang Cina diketahui menggunakan kompas batu
lod untuk tujuan navigasi. Mereka mengukir sudu berarah daripada batu lod
mengikut bentuk yang tertentu yang membuatkan pemegang sudu itu sentiasa
menghala ke selatan.
Pada tahun 1187, Alexander Neckam merupakan orang
Eropah pertama yang menyebut berkenaan kompas dan kegunaannya untuk navigasi.
Pada tahun 1269, Peter Peregrinus de Maricourtmenulis Epistola
de magnete, karya pertama yang menyebut secara terperinci tentang
sifat-sifat magnet. Pada tahun 1282, sifat-sifat magnet dan kompas kering
dibincangkan oleh Al-Ashraf, seorang ahli fizik, astronomi dan geografi dari Yaman.
SEJARAH KEMAGNETAN
Pada tahun 1600, William Gilbert menerbitkan De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno
Magnete Tellure (Berkenaan Magnet dan Jasad Bermagnet,
dan berkenaan Magnet Agung, Bumi). Dalam karyanya, beliau telah menyebut
tentang banyak eksperimen yang beliau kendalikan dengan model buminya yang
dinamakan terrella.
Daripada uji kaji beliau, beliau merumuskan bahawa Bumi sendiri bersifat magnetik dan
ini menyebabkan kompas-kompas menghala ke arah utara (sebelum ini, ada yang
mempercayai yang bintang utara (Polaris) atau pulau magnet besar di kutub utara yang menarik
jarum kompas).
Pemahaman berkenaan kaitan antara tenaga elektrik dan
kemagnetan bermula pada 1819 dengan karya Hans Christian Oersted,
seorang profesor di Universiti Copenhagen, yang menemui secara tidak sengaja
bahawa arus elektrik boleh mempengaruhi jarum kompas. Eksperimen bersejarah ini
kini dikenali sebagai Eksperimen Oersted. Beberapa uji kaji lain menyusul,
bermula dengan André-Marie Ampère yang telah menemui
perkaitan antara medan magnet yang mengelilingi dalam laluan tertutup dengan
arus yang mengalir melalui perimeter laluan tersebut pada tahun 1820; Carl Friedrich Gauss; Jean-Baptiste Biot dan Félix Savart, yang kedua-dua mereka telah
menghasilkan hukum Biot-Savart pada tahun 1820
yang memberikan persamaan bagi medan magnet daripada wayar yang membawa
arus; Micheal Faraday, yang pada tahun 1831
telah menemui bahawa fluks magnet berubah mengikut masa melalui segulung wayar
mengaruh satu voltan, dan beberapa orang yang lain menemui hubungan lanjut
antara kemagnetan dan tenaga elektrik. James Clerk Maxwell mensintesis dan
mengembangkan pemerhatian-pemerhatian ini dan membentuk persamaan-persamaan Maxwell,
lantas menyatukan tenaga elektrik, kemagnetan dan optikmembentuk
bidang keelektromagnetan. Pada 1905, Albert Einstein menggunakan
hukum-hukum ini sebagai pendorong untuknya menerbitkan teori relativiti khas,[8] yang memerlukan
hukum-hukum ini benar dalam semua rangka rujukan inersia.
Keelektromagnetan terus dibangunkan pada
abad ke-21. Ia diterapkan dalam teori-teori yang lebih asas seperti teori tolok, elektrodinamik kuantum, teori elektrolemah, dan akhirnya, model standard.
Bunyi-Bunyi Hukum Listrik dan Magnet
1. BUNYI HUKUM
COULOMB
“gaya yang dilakukan
oleh suatu muatan pada titik lainnya bekerja sepanjang garis yang menghubungkan
kedua muatantesebut. Besarnya gaya berbanding terbalik kuadrat jaarak keduanya,
berbanding lurus dengan perkalian kedua muatan”.
2.
“jumlah garis-garis
medan listrik (fluks listrik) yang menembus suatu permukaan tertutup sama
dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu dibagi
dengan permitivitas udara ”.
3. BUNYI HUKUM OHM
“Besar arus listrik
yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda
potensial yang diterapkan kepadanya”. Sebuah benda penghantar dikatakan
mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar
dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.
4.
BUNYI HUKUM KIRCHOFF
a. Hukum Kirchoff I
“jumlah kuat arus
yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar
dari titik percabangan”.
b. Hukum Kirchoff II
“dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (E) dan
jumlah penurunan potensial adalah nol”.
6. BUNYI HUKUM BIOT dan SAVART
“Gaya akan dihasilkan
oleh arus listrik yang mengalir pada suattu penghantar yang berada diantara
medan magnetik”.
7. BUNYI HUKUM AMPERE
“Intergral garis
induksi magnetik B melalui lintasan tertutup sama dengan kali jumlah yang
terlingkupi oleh lintasan itu”.
Hal ini juga
merupakan kebalikan dari hukum faraday, dimana faraday memprediksikan bahwa
tegangan induksi akan timbul pada penghantar yang bergerak dan memotong medan
magnetik. Hukum ini diaplikasikan pada mesin-mesin listrik, dan gambar 2 akan
menjelaskan mengenai fenomena tersebut.
8. BUNYI HUKUM FARADAY
“GGL induksi yang
timbul antara ujung-ujung loop suatu penghantar berbanding lurus denngan laju
perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”.
Kedua pernyataan beliau diatas menjadi hukum dasar listrik yang menjelaskan mengenai fenomena induksi elektromagnetik dan hubungan antara perubahan flux dengan tegangan induksi yang ditimbulkan dalam suatu rangkaian, aplikasi dari hukum ini adalah pada generator. Gambar 1 akan menjelaskan mengenai fenomena tersebut.
9.
BUNYI HUKUM LENZ
“Arah arus induksi
pada suatu rangkaian adalah sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnetik
induksi yang menentang perubahan medan magnetik ( arus induksi berusaha
mempertahankan agar fluks magnetik total adalah konstan )”.
Comments
Post a Comment