Wednesday, January 9, 2013

Kesan Magnet Bagi Suatu Konduktor Yang Membawa Arus


Elektromagnet

Elektromagnet (electromagnet) ialah suatu magnet yang medan magnetnya dihasilkan oleh aliran arus elektrik (the flow of electric current).

Kemagnetan suatu elektromagnet adalah sementara (temporary magnet), yang mana ianya boleh dimagnetkan (magnetised) dan dinyahmagnetkan (demagnetised).

Satu elektromagnet ringkas boleh dibentuk dengan melilitkan 20 pusingan dawai kuprum tertebat (insulated) pada teras besi lembut (soft iron core) seperti paku besi (iron nail) lembut.

Paku besi akan menjadi suatu magnet apabila suis dihidupkan.

Elektromagnet ringkas.


Medan magnet akibat daripada arus dalam satu dawai lurus

Medan magnet akibat daripada arus dalam satu dawai lurus boleh dikaji seperti berikut;

Corak medan magnet akibat daripada arus dalam suatu dawai lurus.

Serbuk besi yang ditabur di atas kad akan membentuk bulatan-bulatan sepusat apabila diketuk dengan perlahan.

Sebuah kompas kecil yang diletakkan di atas kad tersebut menunjukkan arah medan magnet.

Jika arus disongsangkan, jarum kompas akan berpusing dan menunjukkan ke arah bertentangan. Walau bagaimanapun, corak medan magnet tetap tidak berubah selagi magnitud arus adalah malar.

Arah medan magnet di sekeliling dawai itu boleh ditentukan dengan menggunakan petua genggaman tangan kanan (right-hand grip rule). 

Petua genggaman tangan kanan untuk dawai lurus.

Menurut petua genggaman tangan kanan, arah jari-jari yang membengkok menunjukkan arah medan magnet apabila ibu jari menunjuk arah arus yag mengalir dalam dawai.

Arah medan magnet juga boleh ditentukan dengan menggunakan peraturan skru Maxwell (Maxwell's screw rule). Menurut peraturan ini, arah putaran skru menunjukkan arah medan magnet jika hujung skru (bahagian tajam) menuju pada arah arus dalam dawai.

Peraturan skru Maxwell.


Medan magnet akibat daripada arus dalam suatu gegelung

Corak medan magnet yang disebabkan oleh gegelung bulat (circular coil) adalah seperti dalam rajah di bawah.

Corak medan magnet akibat daripada arus dalam gegelung bulat.

Di bahagian tengah gegelung, corak medan magnet adalah lurus dan berserenjang (perpendicular) dengan satah gegelung.

Arah medan magnet pada mana-mana titik dapat ditentukan dengan menggunakan petua genggaman tangan kanan.


Medan magnet akibat daripada arus dalam suatu solenoid

Solenoid ialah suatu gegelung dawai yang berbentuk silinder panjang.

Suatu medan magnet terbentuk apabila arus mengalir melalui solenoid.

Corak medan magnet yang terhasil oleh suatu solenoid ditunjukkan seperti dalam rajah di bawah.


Corak medan magnet akibat daripada arus dalam suatu solenoid.

Garis-garis medan magnet di dalam suatu solenoid adalh lurus dan berjarak sekata, menunjukkan bahawa kekuatan medan magnet adalah seragam.

Di luar solenoid, corak medan adalah serupa dengan corak yang dihasilkan oleh magnet bar, dengan satu hujung solenoid bertindak sebagai kutub utara dan satu hujung lagi sebagai kutub selatan.

Kekutuban (polarity) solenoid dapat ditentukan oleh petua genggaman tangan kanan untuk suatu solenoid. Menurut petua ini, jika solenoid digenggam dengan tangan kanan supaya jari-jari membengkok mengikut pengaliran arus dalam solenoid, arah ibu jari menunjuk ke arah kutub utara solenoid.

Petua genggaman tangan kanan untuk suatu solenoid.

Kekutuban solenoid juga boleh ditentukan dengan melihat arah arus di hujung gegelung. 
  1. Jika arus mengalir melawan arah pusingan jam, maka hujung itu merupakan kutub utara (N).
  2. Jika arus mengalir mengikut arah pusingan jam, maka hujung itu merupakan kutub selatan (S).


1 comment: