Jabarkan apa saja rumus medan magnet?

Menyelami Rumus Medan Magnet: Dari Dawai ke Bumi

Medan magnet, suatu daya yang tidak terlihat namun berpengaruh besar, memainkan peranan penting dalam pelbagai fenomena, dari operasi motor elektrik hinggalah navigasi burung. Kekuatan dan arah medan ini boleh dihitung menggunakan pelbagai rumus, bergantung kepada sumber yang menghasilkannya. Artikel ini akan mengupas beberapa rumus penting untuk mengira medan magnet, merangkumi dawai berarus, gelung, dan juga medan magnet Bumi.

1. Dawai Lurus Berarus:

Bayangkan arus elektrik mengalir melalui seutas dawai lurus yang panjang. Medan magnet yang terhasil mengelilingi dawai tersebut dalam bentuk bulatan sepusat. Kekuatan medan magnet (B) pada jarak tertentu (r) dari dawai boleh dikira menggunakan Hukum Biot-Savart, yang diringkaskan kepada rumus berikut:

B = (μ₀I) / (2πr)

di mana:

• B ialah kekuatan medan magnet (dalam Tesla)
• μ₀ ialah ketelapan ruang kosong (4π x 10⁻⁷ T⋅m/A)
• I ialah arus elektrik yang mengalir dalam dawai (dalam Ampere)
• r ialah jarak dari dawai (dalam meter)

2. Dawai Melingkar (Gelung) Berarus:

Apabila dawai dibengkokkan menjadi gelung, medan magnet yang terhasil menjadi lebih tertumpu di pusat gelung. Bagi gelung bulat dengan N lilitan, kekuatan medan magnet di pusatnya diberikan oleh:

B = (μ₀NI) / (2R)

di mana:

• R ialah jejari gelung (dalam meter)
• N ialah bilangan lilitan

3. Solenoid:

Solenoid, iaitu gegelung dawai yang panjang, menghasilkan medan magnet yang hampir seragam di dalamnya. Kekuatan medan magnet di dalam solenoid diberikan oleh:

B = μ₀nI

di mana:

• n ialah bilangan lilitan per unit panjang (lilitan/meter).

4. Magnet Batang:

Magnet batang mempunyai kutub utara dan selatan, dan menghasilkan medan magnet di sekelilingnya. Medan magnet di sepanjang paksi magnet, pada jarak r yang jauh lebih besar daripada panjang magnet (r >> l), boleh dianggarkan dengan:

B = (μ₀/4π) * (2m/r³)

di mana:

• m ialah momen magnet batang (A⋅m²)

5. Medan Magnet Bumi:

Bumi sendiri bertindak seperti sebuah magnet gergasi. Medan magnet Bumi boleh dianggarkan di lokasi tertentu menggunakan rumus yang melibatkan momen magnet Bumi (M) dan jejari Bumi (RE):

B = (μ₀/4π) * (2M/RE³) * √(1 + 3sin²λ)

di mana:

• λ ialah latitud geografi.

Rumus-rumus di atas hanyalah sebahagian daripada persamaan yang digunakan untuk mengira medan magnet. Terdapat rumus yang lebih kompleks untuk situasi yang lebih rumit, seperti pengagihan arus yang tidak seragam. Pemahaman tentang rumus-rumus ini membolehkan kita mengira dan meramalkan tingkah laku medan magnet dalam pelbagai aplikasi teknologi dan saintifik.

#Fizik Magnet#Medan Magnet#Rumus Medan