Fluks Magnetik
Fluks
magnetik yang melalui bidang tertentu sebanding dengan jumlah medan magnet yang
melalui bidang tersebut. Jumlah ini termasuk pengurangan atas medan magnet yang
berlawanan arah. Jika medan magnet seragam melalui bidang dengan tegak lurus,
nilai fluks magnetik didapat dari perkalian antara medan magnet dan luas bidang yang dilaluinya. Fluks
magnetik yang datang dengan sudut tertentu diperoleh menggunakan perkalian titik antara medan magnet dan vektor luas a.
(B medan magnet seragam melalui bidang datar)
dimana θ adalah sudut datang B
menurut vektor a (vektor a adalah vektor normal, yaitu tegak
lurus dengan bidang).
Umumnya, fluks magnetik yang melalui
bidang S dinyatakan sebagai integral dari medan
magnet atas luas bidang.
dimana
adalah fluks magnetik, B adalah medan magnet, S
adalah luas bidang, tanda "
" menunjukkan operasi perkalian titik, dan dS adalah vektor infinitesimal
(kecil tak berhingga), yang magnitudonya adalah elemen luas diferensial dari S,
yang arahnya adalah tegak lurus bidang.
Fluks
magnetik biasanya diukur dengan fluksmeter. Alat ini berisi kumparan dan
rangkaian yang mampu menghitung fluks magnetik berdasarkan pada perubahan
tegangan yang disebabkan oleh perubahan medan magnet yang melalui kumparan di
dalam alat ini.
- Fluks magnetik yang melalui bidang tertutup
Hukum Gauss untuk magnetisme, yang
merupakan satu dari empat Persamaan Maxwell, menyatakan
bahwa jumlah fluks magnetik yang melalui bidang tertutup sama dengan nol.
("bidang tertutup" adalah bidang yang melingkupi suatu ruang tanpa
celah.)
Dengan kata lain, hukum Gauss untuk
magnetisme menyatakan:
untuk setiap bidang tertutup S.
- Fluks magnetik yang melalui bidang terbuka
Jika fluks
magnetik yang melalui bidang terututp selalu berjumlah nol, fluks magnetik yang
melalui bidang terbuka tidak selalu nol dan nilai ini sangat penting dalam
teori elektromagnetisme. Contohnya, perubahan fluks magnetik yang melalui
kumparan kawat akan menimbulkan Gaya gerak listrik (GGL), yang kemudian menyebabkan
adanya arus listrik, dalam
kumparan. Perhitungannya diberikan melalui Hukum Faraday:
dimana:
Φm adalah fluks yang
melewati bidang terbuka yang dibatasi oleh kurva ∂Σ(t),
∂Σ(t)
adalah kurva tertutup yang berubah sejalan dengan waktu; GGL timbul disekitar
kurva ini, dan merupakan batas bidang dimana Φm berada,
v adalah
kecepatan dalam dℓ,
GGL yang
timbul dalam persamaan diatas ditentukan dengan dua cara: pertama, sebagai
jumlah usaha yang dilakukan tiap satuan muatan untuk melawan Gaya Lorentz supaya
muatan dapat (cenderung) bergerak sepanjang kurva ∂Σ(t),
dan kedua, sebagai fluks magnetik yang melalui bidang terbuka Σ(t).
- Perbandingan dengan fluks listrik
Bertolak
belakang dari fluks magnetik, Hukum Gauss tentang medan listrik, juga
merupakan salah satu dari empat Persamaan Maxwell, adalah:
dimana
S adalah sembarang bidang tertutup,
Perlu
diperhatikan bahwa jumlah fluks listrik yang melalui bidang tertutup tidak
selalu nol; hal ini menandakan adanya monopole kelistrikan, yaitu muatan
listrik dapat bernilai negatif saja atau positif saja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar