Magnetisme dan Kawat Berarus
Motor listrik: arus + magnet = putaran
- Di dalam setiap motor listrik, kawat yang dialiri arus berada dalam medan magnet—dan didorong.
- Karena arus hanyalah muatan yang bergerak, medan mendorong seluruh kawat secara menyamping.
- Membalik arus setiap setengah putaran membuat dorongan itu menjadi rotasi yang terus-menerus.
- "Efek motor" ini, beserta kebalikannya, menggerakkan hampir semua mesin kita.
Efek motor
- Kawat yang dialiri arus $I$ dan panjang $L$ dalam medan $B$ merasakan gaya $F = BIL$.
- Seperti gaya pada satu muatan, gayanya tegak lurus terhadap arus dan medan.
- Membalik arus atau medan membalikkan arah gaya.
- Arus yang lebih besar, medan yang lebih kuat, atau kawat yang lebih panjang semuanya menghasilkan gaya yang lebih besar.
Gaya pada arus
Ubah medan, arus, dan panjang dan lihat gaya efek motor merespons.
Sebuah $0.5\ \text{m}$ kawat membawa $4\ \text{A}$ melintasi $2\ \text{T}$ medan. Gaya apa yang dirasakan, dalam $\text{N}$?
$F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
Gaya pada kawat pembawa arus dalam medan magnet adalah:
$F = BIL$ — gaya efek motor pada arus.
Membalikkan arus melalui kawat membalikkan arah gaya.
Membalikkan arus (atau medan) membalikkan arah gaya.
Pilih semua perubahan yang meningkatkan gaya efek motor pada kawat.
$F = BIL$ bertambah seiring medan, arus, dan panjang. Arus sejajar memberikan gaya nol.
Aturan tangan kiri Fleming
- Arahkan tangan kiri Anda: jari telunjuk = medan, jari tengah = arus, ibu jari = gaya.
- Pegang ketiganya pada sudut siku-siku dan mereka menunjukkan tiga arah yang saling tegak lurus.
- Ini adalah cara cepat untuk menentukan arah dorongan pada kawat.
- (Gunakan tangan kiri untuk gaya pada arus; tangan kanan digunakan untuk kecepatan muatan positif.)
Aturan tangan mana yang memberikan gaya pada kawat berarus?
Aturan tangan kiri Fleming memberikan gaya pada arus: medan, arus, gaya.
Arus juga menciptakan medannya sendiri
- Kebalikannya juga benar: kawat yang dialiri arus menciptakan medan magnet di sekelilingnya.
- Melilitkan kawat membuat medan-medan tersebut menjumlahkan diri membentuk elektromagnet yang kuat.
- Matikan arus dan medannya hilang—magnet yang dapat dikendalikan.
- Elektromagnet mengangkat mobil scrap, menyalakan bel pintu, dan menggerakkan speaker.
Kumparan kawat berarus bertindak sebagai ____.
Medan magnet kumparan bertambah untuk membentuk elektromagnet kuat yang dapat dinyalakan-dimatikan.
Gunakan tangan kiri (Aturan Tangan Kiri Fleming) untuk gaya pada kawat yang dialiri arus—agar mudah salah memilih tangan. Dan gaya memerlukan arus mengalir melintang terhadap medan: kawat yang dialiri arus sejajar dengan medan tidak merasakan gaya.
Kawat sepanjang $0.5\ \text{m}$ mengalirkan $4\ \text{A}$ melintasi medan $2\ \text{T}$.
- $F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
Gandakan arus menjadi $8\ \text{A}$ dan gayanya menjadi dua kali lipat menjadi $8\ \text{N}$.
Kawat berarus dalam medan magnet mengalami gaya efek motor $F = BIL$, tegak lurus terhadap arah arus dan medan (aturan tangan kiri Fleming). Membalik arus atau medan akan membalikkan arah gaya tersebut. Arus juga menciptakan medan — dasar dari elektromagnet.