pengantar-lm2
Post on 17-Oct-2015
68 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
LISTRIK MAGNET IID10C.0502204
Dr. Togar P. Saragi, M.Si
JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PADJADJARAN BANDUNG2008
-
Listrik Magnet II Semester 4, Kelas A
Jadwal Kuliah: Selasa, 10.30 13.00, R.D03JT0204
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 2
-
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 3
Evaluasi:UAS : 35 %, UTS : 35 %TUGAS : 15%, QUIZ : 15 %
Kehadiran 80% (Syarat mengikuti UAS)
Grade:80 100 = A, 68 79 = B, 56 -67 = C,
45 55 = D, 0 44 = E
-
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 4
No Tanggal Keterangan1. 09/02 Pendahuluan, kontrak kuliah, pendalaman konsep
2. 16/02 Gaya magnet oleh partikel (F=q v x B), gaya magnet kawat berarus I (F=Integral I(dlxB), contoh soal
3. 23/02Torque pada sebuah loop arus, Momen dipol , Energi potensial dipol
magnetik, aplikasi: Cyclotorn, velocity selector, spektrometer massa, Efek Hall. FB oleh rapat arus permukaan dan volum, Persamaan kontinuitas,
Hukum Biot-Savart.
4. 02/03 Hukum Biot-Savart (lanjutan) dan soal-soal, .B =0, xB =0J, Hukum Ampere B.dl = 0Ienc
5. 09/03 Hukum Ampere (lanjutan) dan Aplikasi Hukum Ampere, Vektor Potensial (A), B = xA, Ekspansi Multipol vektor potensial6. 16/03 LIBUR
7. 23/03 Hukum Ohm, Daya, Gaya gerak listrik(emf) =IR, emf bergerak (generator) =d/dt dan Hukum Faraday, Hukum Lenz, Induktansi, 8. 30/03 Rapat Energi Medan Magnet
9. 06/04 UTS (bahan: dari No. 2 s/d No 8)
Masa Kuliah : 08 Feb 28 Mei 2009, UTS : 05 April 16 April 2009,UAS: : 07 Juni 18 Juni 2009
Jumlah Tatap Muka = 14, UTS = 1, Libur 1, 80 % = 11 (SYARAT UAS)
Minggu Tenang : 31 Mei 2010 04 Juni 2010
-
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 5
No Tanggal Keterangan
10. 13/04Bahan Magnet (Diamagnet, Paramagnet, Ferromagnet, Antiferromagnet, Ferrimagnet), Torque dan Gaya pada dipol magnet, Efek medan magnet
pada orbit atom, Medan Polarisasi Magnet/Magnetisasi (M)
11. 20/04 Magnetisasi (M) (lanjutan), Medan Magnet H, Rapat Energi Medan Magnet,
12. 27/04 Syarat Batas medan B dan H, Suseptibilitas dan Permeabilitas Magnetik, Persamaan Maxwell (statik)
13. 04/05
Elektrostatik dan Magnetostatik menuju Elektromagnetik:Modifikasi Hukum Ampere (Arus Pergeseran), Persamaan Maxwell
(elektrodinamika/EM), Persamaan Maxwell (EM) dalam bahan, Potensial skalar dan vektor
14. 11/05 Transformasi Gauge (Coulomb Gauge dan Lorentz Gauge), Vektor Poynting (S), Persamaan Gelombang Elektromagnetik
15. 18/05 Potensial Skalar dan Vektor Gelombang Elektromagnet, RadiasiDipol
16. 25/05 Radiasi Dipol Magnet dan listrik, Radiasi distribusi muatan dan arus sembarang, Reaksi radiasi17. 8-18/06 UAS18. NILAI
-
MateriMateri KuliahKuliah1. Medan Magnet Statik dan Gaya Magnet
Medan Magnet (defenisi) Gaya Magnet, Gaya Lorentz dan ArusMuatan bergerak dalam medan B, Cyclotron,
Synchrotron, Spectrometer Massa dll.2. Hukum Biot Savart (steady/stationary current)
Perumusan Medan Magnet3. Divergensi dan Curl B (Hukum Ampere)
Divergensi B Curl B (Hukum Ampere) Aplikasi Hukum Ampere
4. Vektor Potensial Magnetik Vektor Potensial Boundary Condition Magnetostatik Ekspansi Multipol Vektor Potensial
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 6
-
5. Hukum Faraday dan Arus Induksi Hukum Faraday, Hukum Lenz Induktansi Rapat Energi Medan Magnet
6. Bahan Magnetik Diamagnet, Paramagnet dan Ferromagnet Medan Polarisasi Magnet/Magnetisasi (M) Medan Magnet, H Rapat Energi Medan Magnet, Syarat Batas medan B dan H Suseptibilitas dan Permeabilitas Magnetik
7. Persamaan Maxwell dan Gelombang Elektromagnetik Elektrostatik dan Magnetostatik menuju Elektromagnetik
(Arus Pergeseran) Potensial Skalar dan Vektor Gelombang Elektromagnet Persamaan Gelombang Elektromagnetik
8. Radiasi Elektromagnet Radiasi Dipol Magnet dan listrik, Radiasi distribusi muatan dan
arus sembarang, Reaksi radiasiDr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 7
-
Pustaka
1. J. R. Reitz, Foundations of Electromagnetic Theory, Addison-Wesley Publ., 1993
2. D. J. Griffith, Introduction to Electrodynamics, Prentice-Hall Inc.,1989.
3. J. D. Jackson, Classical Electrodynamic, John Wiley & Sons. Inc., 1991.
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 8
-
STANDAR KOMPETENSI1. Medan Magnet Statik dan Gaya Magnet
Mendefenisikan medan magnet, gaya magnet dan gaya Lorentz, muatan bergerakdalam B seperti Cyclotron, Synchrotron, Spectrometer Massa dan Cloud Chamber
2. Hukum Biot Savart (steady/stationary current)Memahami medan magnet bersumber dari arus listrik, menerapkan analisa vektoruntuk perumusan hukum Biot-Savart secara differensial dan menentukan medanmagnet B oleh kawat berarus listrik
3. Divergensi dan Curl B (Hukum Ampere)Menurunkan hukum divergensi nol, integral hukum Ampere dan aplikasinya
4. Vektor POTENSIAL MagnetikMerumuskan: vektor potensial, medan magnet B dalam vektor potensial A, syaratbatas dalam magnetostatik (div A = 0 dan curl A = B) dan ekspansi multipolevektor potensial (momen dipol magnetik)
5. Hukum Faraday dan Arus InduksiMerumuskan hukum Faraday tentang perubahan fluks magnet dan medan listriktak konservatif serta mendeskripsikan pembangkit arus lisrik induksi secaramekanik dan sebaliknya
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 9
-
6. Bahan MagnetikMendefenisikan medan polarisasi magnet M, intensitas medan magnet H, sertamerumuskan ulang hukum Ampere dalam medan H. Mendeskripsikanhubungan antara M dan H dan mendefensikan tetapan susceptibilitas magnet dan permeabilitas relatif dari bahan magnet
7. Persamaan Maxwell dan Gelombang ElektromagnetikMemahami ketidaktaat-azasan hukum Ampere dengan persamaan kontinuitasarus listrik atau hukum kekekalan muatan listrik, sehingga diperlukanperumusan arus pergeseran Maxwell dengan memperluas rumusan hukumAmpere. Merangkumkan keempat hukum dasar listrik-magnet: Gauss untuk D, divergensi nol untuk B, hukum Ampere yang diperluas dan hukum Faraday kedalam Persamaan Maxwell. Menurunkan persamaan gelombangelektromagnetik dari persamaan Maxwell, Menyatakan medan listrik E dan Bdalam medan potensial skalar V dan A, dan memanfaatkan sifat simetri gauge untuk menerapkan syarat Lorentz
8. Radiasi ElektromagnetMendeskripsikan medan potensial retardasi, dan menerapkannya pada kasusradiasi dipol, mendeskripsikan vektor Poynting serta menghitung daya radiasiditerapkan pada kasus radiasi dipol.
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 10
-
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 11
SilabusRingkas(Pokok
Bahasan)
Materi(Sub Pokok Bahasan)
Rincian Materi(Masuk dalam SAP)
MK lainyang
memerlukan
Medan Magnet
Hukum Biot-Savart dan Medan Magnet Statik
Perumusan vektor elemen/diferensial arus listrik I dl, hukumm Biot-Savart secara diferensial, diferensial medan magnet B.
Perumusan dan perhitungan integral medan B oleh kawat berarus listrik, lurus, lengkung dan lingkaran.
Dipol Magnet,
Gaya Lorentz dan Hk. Ampere
Momen Dipole MagnetGaya Lorentz
Perumusan momen dipole magnet, interaksinya dengan medan magnet.
Deskripsi arus listrik secara mikroskopik sebagai akibat dari gerak muatan listrik.
Perumuan gaya Lorentz pada muatan listrik bergerak dalam medan magnet.
Fisika Kuantum
Peng. Fisika Inti
Hukum Ampere Perumusan hukum Ampere dan menerapkannya pada
perhitungan medan magnet oleh cincin arus, solenoida dan toroida.
Hk. Faraday dan Arus Induksi
Hk. Faraday dan Arus Induksi
Deskripsi dan perumusan hukum Faraday dan memahami medan listrik induksi bersifat takkonservatif.
Penerapan hukum Faraday untuk menghitung arus induksi.
BahanMagnet
Medan Polarisai Magnet M
Medan Magnet H
Deskripsi model arus cincin mikroskopik untuk sifat magnetik bahan.
Pengertian medan polarisasi magnet M dan kaitannya dengan rapat momen dipole magnet atom per volume.
Deskripsi hubungan medan M dengan rapat arus permukaan dan volume.
Pengertian intensitas medan magnet H dan menggunakannya untuk merumuskan hokum Ampere dalam bahan magnet.
Deskripsi hubungan antara M dan H serta mencirikan tetapan siseptibilats magnet dan permeabilitas relatif.
Optik
Rapat Energi Medan Magnet dan Syarat Batas
Perumusan rapat energi medan magnet. Perumusan syaraat batas untuk medan B dan H pada batas
dua bahan magnet berbeda.
-
Dr.Togar Saragi,Listrik Magnet2 12
PersamaanMaxwell
Persamaan MaxwellGelombang
elektromagnet
Deskripsi hukum Ampere dengan persamaan kontinuitas arus listrik atau hukum kekekalan muatan.
Defenisi arus pergeseran Maxwell dan merumuskan perluasan hukum Ampere.
Rangkuman keempat hokum dasar listrik-magnet: Gauss untuk D, divergensi nol untuk B, hukum Ampere diperluas dan hukumm Faraday, ke dalam persamaan Maxwell.
Optik
Radiasielektromagnet
Potensial skalar dan vektor gelombang
elektromagnet
Ungkapan medan B dalam potensial vektor A, dan medan E dalam potensial skalar V dan vektor A.
Perumusan sifat simetri pers.Maxwell terhdptransformasi gauge dari medan potensial V dan A.
Perumusan syarat Lorentz untuk medan potensial V dan A.
Penurunan persamaan gelombang untuk medan potensial V dan A.
Deskripsi potensial retardasi dari V dan A.
Optik
Geofisika
Radiasi dipol
Deskripsi kasus radiasi dipol dan menghitung medan potensial radiasinya serta medan Bdan E-nya.
Deskripsi vektor Poynting dan menghitung daya radiasi untuk kasus radiasi dipol.
-
Elektrostatik(Electricity)
Magnetostatik(Magnetism)
James Clerck Maxwell (Classical ED):Elektrostatik+Magnetostatik dan Interaksinya yang disebabkan oleh distribusi makroskopik
muatan listrik dan arus. Makroskopik: distribusi muatan dan arus yang terlokalisasi
dalam volume ruang kecil yang tak berhingga. Optik: sub bagian dari teori PM.
Maxwell II Pers. 0
Gauss) (Hukum
Maxwell I Pers. 0
Ex
E
Ampere) (Hukum Maxwell IV Pers. J
Maxwell III Pers. 0
0
Bx
B
Ampere) Hukum i(Modifikas
Bx (4).
Faraday) (Hukum (3).
0 ).2(
Gauss) (Hukum ).1(
000
0
tEJ
tBEx
B
E
Dr.Togar Saragi.Listrik Magnet 2 13
Bahan Listrik, Bahan Magnet, Aplikasi (Elektronika), Gelombang, Radiasi.
-
Dr.Togar Saragi.Listrik Magnet 2 14
12312
21)( rrQQkQF e
volume
e
e
rrdk
rrQQk
QE
3
12312
21
),,,(
volume
e
e
dEdr
k
rQk
QV
.),,,(
(W) Usaha(C) iCapasitans
V Bayangan Metode 2.Variabel Separasi 1.
(W) Usaha(C) iCapasitans
nVVE
0 ;
ELECTRICITY
Batasyarat ),D,P(
DielektrikBahan
e S
-
Dr.Togar Saragi.Listrik Magnet 2 15
dBxJBxdIFIBxvEQFBxvQF
EQFF magLorentz
mag
el
)( : )( ArusOleh ),(
)(
d
rrxJ
rrxdI
B
4
4
:Savart)-Biot(
20
20
AB
x
MAGNETISM
Bayangan MetodeBatasyarat Variable Separasi
B
),H,M(Magnet Bahan mS
d
rJ
A
4
:Potensial)Vektor (
0
dIIF 210
2 kawat) dua(
menolak tolak : MenarikTarik :
permukaan luas ,21
m :MagnetMomen
SSIxdrI
W:Energi B x 0, B 0J
-
Dr.Togar Saragi.Listrik Magnet 2 16
SATUAN DAN KONVERSIsatuan cgs Satuan mks
B = H + 4M (material substance)B = H (empty space)
B = oH + M (material substance)B = oH (empty space)
B (G): Rapat fluks magnetik B dalam weber/meter2 (tesla = T)
H (Oe): Kuat medan magnetik H dalam ampere/meter
M (emu/cm3): Magnetisasi M dalam weber/meter2 (T)
(vacuum) = 1 o (vacuum) = 4 x 10-7 weber/ampere meter
cgs ke mks mks ke cgs
B: 1 G = 10-4 T 1 T = 104 G
H: 1 Oe = 79.6 A/m 1 A/m= 12.57 x 10-3 Oe = 4x10-3 Oe
M: 1 emu/cm3 = 12.57 x 10-4 T 1 T = 796 emu/cm3
: 1 maxwell = 10-8 weber 1 weber = 108 maxwell
or
oo
o
1 ,
HM
HB
= Susceptibilitas volum = M/H (Wb/A.m)
= Permeabilitas mutlak = B/H (Wb/A.m)
r = Permebilitas relatif = /o =B/oH
top related