Listrik dan magnet terkait erat, yang mengarah pada adopsi istilahelektromagnetikuntuk menggambarkan fenomena yang terkait. Faktanya, sejauh mana hal ini benar sebagian besar tidak diketahui para ilmuwan sampai paruh kedua tahun 1800-an, ketika James Clerk Maxwell, membangun karya fisikawan terhormat sebelum dia, menghasilkan set terkenal dari empat persamaan diferensial (kalkulus) yang mengikat berbagai sifat medan magnet dan medan listrik.
Pemahamanfluks magnet, atau garis-garis medan magnet yang melalui bidang geometri tertentu yang disebut adaerah vektor, mengarah ke beberapa fenomena fisik penting, termasukinduksi elektromagnetik, atau pembangkitan gaya gerak listrik (EMF).
Apa itu Fluks Magnetik?
Fluks magnet total pada dasarnya adalah ukuranberapa banyak garis medan magnet yang melewati luas permukaan tertentu A- yaitu, ukuran kekuatan medan magnet. Lebih formal didefinisikan sebagai:
\Phi_B=B\cdot A=BA\cos{\theta}
di mana adalah sudut antara medan magnet B dantegak lurus Apada wilayah yang ditentukan.
- Medan magnet B, ataukerapatan fluks magnet per satuan luas, diukur dalam tesla (T) dalam satuan SI, sedangkan A adalah luas bidang yang dilewati dalam m2. Satuan SI untuk fluks magnet adalah weber (Wb), di mana Wb = T⋅m2.
Jika B tidak seragam di seluruh permukaan A, definisi kalkulusnya adalah = B⋅dA. Fungsi integral permukaan ini berarti bahwa nilai fluks yang melalui bagian kecil A yang hampir tak terhingga ditentukan secara independen dan dijumlahkan untuk mendapatkan nilai komposit.
Apa Signifikansi Fluks Magnetik?
hukum Gauss: Fluks magnet bersih melalui permukaan tertutup adalah 0. Ini adalah persamaan Maxwell kedua, dan ini konsisten dengan gagasan bahwa tidak ada monopol magnetik.
Tidak peduli seberapa kecil volume yang Anda pilih, medan magnet selalu dapat digambarkan sebagai termasuk dipol, atau magnet batang kecil yang tidak terlihat. Ini kontras dengan medan listrik, yang dihasilkan oleh muatan titik (atau susunan muatan titik yang dapat diisolasi).
Hukum Faraday tentang elektromagnetisme:Diinduksigaya gerak listrik(EMF) dalam sebuah kumparan kawat dengan N lilitan adalah N dikalikan dengan perubahan fluks terhadap waktu:
EMF=N\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
Fluks dapat diubah dalam waktu dengan memvariasikan B, mengubah luas penampang A, atau mengubah sudut antara B dan A dengan memutar kumparan atau sumber medan.
- EMF memiliki satuan tegangan (beda potensial), bukan gaya. Ini disebut "kekuatan" karena tegangan adalah apa yang menyebabkan muatan bergerak, menghasilkan arus, di tempat pertama.
Hukum Lenz:Arus listrik induksi mengalir ke arah yang berlawanan dengan perubahan yang menyebabkannya. Misalnya, Anda memiliki gulungan kawat yang tidak terhubung ke sumber daya apa pun.
Bayangkan memindahkan magnet batang memanjang ke tengah kumparan di sepanjang sumbunya, seperti memasukkan batang tepat di tengah tabung panjang tanpa menyentuh sisi tabung. Peningkatan medan dalam koil ini menginduksi arus mengalir ke arah sedemikian rupa sehingga menghasilkan medan magnet yang menentang peningkatan.
Jika Anda mengulangi prosedur ini setelah menukar ujung kutub selatan dan kutub utara magnet, perubahan yang dihasilkan adalah sama besarnya dan berlawanan arah dibandingkan dengan kasus pertama, dan arus akan mengalir dalam arah yang berlawanan sebagai hasil.