Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas hukum Ampere pada kasus solenoida dan toroida. Solenoida adalah koil kawat yang membentuk lingkaran sempurna, dengan medan magnetik hanya terdapat di dalamnya. Sedangkan toroida adalah koil lingkaran yang membentuk donat, dengan analisis medan magnetik yang juga terbatas di dalamnya. Perbandingan antara jumlah kawat dan panjang kawat mempengaruhi besar medan magnetik yang dihasilkan. Dengan menggunakan hukum Ampere, kita dapat menghitung medan magnetik yang dihasilkan oleh solenoida dan toroida.

Kita sudah menghitung medan magnetik dari sumber kawat berarus, kawatnya baik itu lurus maupun kawat lengkung.

Kawat lengkung pun bisa kita extend pembahasannya untuk kawat yang melingkar.

Artinya kawat lengkung tapi sudut bukaannya adalah 360 derajat atau 2 pi radian.

Lalu kita sudah mempelajari juga tentang hukum amper di mana medan magnetik loop yang mengelingi suatu sumber kawat sebanding dengan besar arus sumber kawat tersebut.

Nah sekarang kita akan coba bahas fenomena yang lebih besar lagi bagaimana kalau sumber arus kita adalah sebuah koil kawat atau kita sebut dengan solenoida.

Kalau kita bicara soal koil kawat maka kita bicara solenoida.

Soal sebuah kawat yang dililitkan pada suatu medium tertentu atau mungkin tidak ada medium tapi ketika dia dililitkan dia membentuk koil atau lingkaran-lingkaran.

Yang jika dibuat secara ideal maka lingkarannya akan membentuk lingkaran sempurna dengan jari-jari yang sama dengan jari-jari jarak atau jari-jari pada medium.

Dan dia tidak memiliki jarak antara kawat satu dan kawat yang lain.

Jadi kita bisa bicara kawatnya itu menempel sehingga ketika ada arus lewat kita bisa ilustrasikan arusnya lewat seperti ini.

Kita juga bisa meninjau arus yang arahnya berlawanan tapi kita tinjau seperti ini.

Sehingga kalau kita gambarkan dari penampang lintang dari si solenoida kita bisa melihatnya seperti ini.

Karena X itu masuk ke bidang, masuk ke dalam, titik itu berarti keluar bidang.

Jadi artinya ini seperti masuk, dia keluar, masuk, dia keluar, masuk seperti pelitan kawat yang ada di atas.

Dengan menggunakan aturan tahan kanan maka setiap kawat ini bisa kita tinjau arah medan magnet yang ditimbulkan.

Jadi kalau kita pakai aturan tahan kanan ketika dia masuk ke bidang kertas maka arah medan magnetik yang terbentuk itu adalah sirkular.

Yang arahnya searah jerem jam, begitu pula sebelahnya juga, setengah arah jerem jam, begitu pula sebelahnya, begitu pula sebelahnya, begitu pula sebelahnya.

Atau secara total Anda bisa lihat ini seperti medan magnetik yang di dalam dia masuk ke arah kanan.

Di sisi lain kalau kita tinjau yang di atas juga ketika dia masuk.

Ini berarti keluar ya, maka motornya juga sama, tapi dia berlawanan arah jerem jam.

Atau secara total juga ini seperti arah medan magnetiknya, arahnya seperti ini.

Kalau kita bicara soal solenoida ideal, maka seperti yang saya sudah sampaikan tadi, lingkarannya sempurna, menempel dan di sini jarak antar ini jauh lebih besar, lebih kecil dibandingkan dengan panjang solenoida ke sebelah kanan.

Artinya kalau kita bicara soal solenoida ideal, maka seolah-olah ya, nilai...

Dari medan magnetik yang ada di luar, ini kan kumparannya ada di sini ya, di luar kumparan itu akan saling meniadakan.

Karena kalau Anda bisa lihat, ketika yang di bawah nilai medan magnetiknya ke arah kanan, tapi ketika dari atas, yang di atas ini, itu arah medan magnetiknya ke sebelah kiri.

Jadi karena saking idealnya, maka medan magnetik yang muncul dari kawat yang di bawah itu saling meniadakan dengan medan magnetik yang di atas.

Medan magnetik yang muncul karena solenoida ideal itu hanya ada pada di dalam solenoida.

Artinya kita akan menemukan sebuah perangkat di mana kita bisa menyimpan atau menyimpan namanya medan magnetik sehingga dia berada di dalam sebuah kumparan.

Nanti kita akan mengenal device tersebut sebagai induktor setelah kita belajar soal induksi.

Solenoida ini jika ideal, maka dia hanya akan menyimpan medan magnetik yang adanya hanya ada di dalam saja.

Sehingga untuk menghitung, untuk kemudian bisa menghitung medan magnetik yang dibentuk oleh solenoida, kita tinjau amperian loop yang meliputi kotak paling bawah.

Karena medan magnetik yang ada arahnya ke kanan.

Saya pilih ds kita, itu arahnya searah dengan arah jerenjang, ds kita ya, lalu b kita itu arahnya kesini.

Sehingga dengan menggunakan hukum Ampere, kita punya b do ds akan sama dengan mu nol kali i n close.

Kita bayangkan hukum amperian loop kita tadi dari 4 fragment.

Yang ini 1, yang ini 2, yang ini 3 dan yang ini 4.

b. ds 1 tambah b. ds 2, b. ds 3, dan b. ds 4.

Yang terlingkupi itu adalah disini kebetulan saya lingkupi 5 kawad dari solenoida.

Atau akan sama dengan misalkan kita lingkupi N solenoida.

Dikali dengan masing-masing harusnya adalah I.

N itu untuk mewakili ya di gambar listas ini saya lingkupi 5.

Tapi kita bisa lingkupi berapapun yang jelas saya melingkupi sepanjang L saja.

Artinya kita bisa definisikan L dengan N nanti sebagai rasio antara ini.

Kita bisa dapatkan disini karena yang fragment 2 dengan 4.

Jadi dia ruas amperian loop yang 2 dan 4.

Artinya tidak akan menghasilkan apa-apa ketika di dot prodakan dengan B.

Fragment dari amperian loopnya tegak lurus dengan B.

Tidak ada medan magnetik atau nilai medan magnetik di luar solenoida sama dengan 0.

Kalau ini tidak ideal maka semestinya ada ya.

Karena ada berarti nanti akan ada yang mengurangi.

Tapi itu dipandang atau kita tinjau ketika kita membahasnya lebih detail.

Nah kita mulai dengan pembahasan untuk solenoida yang ideal dulu.

Medan magnet yang ada di dalam solenoida itu akan sebanding dengan mu 0.

Di mana panjang sigma ds itu pasti akan sama dengan panjang ds yaitu L.

Sehingga medan magnet yang dihasilkan atau di dalam solenoida akan sebanding dengan mu 0.

Atau kita punya definisi baru untuk perbandingan antara banyak.

Panjang banyak kawat ya jumlah kawat dibagi dengan L yaitu rasio panjang kawat dengan L atau n kecil.

Semakin besar arusnya semakin besar medan magnetnya tentu saja.

Semakin besar perbandingan n dengan L artinya banyaknya kawat pada panjang yang sama.

Itu akan menyebabkan medan magnet yang sama lebih besar.

Makanya ketika kita bicara soal solenoida semakin rapat ya solenoidanya.

Dari solenoida dengan lebih banyak jumlah kawat ya makanya dia akan lebih banyak ini kita bicara soal solenoida.

Kita ada sebaiknya catat tentang ini kita akan pakai lagi untuk pada saat kita membahas soal induktor ini disclaimer.

Nah selain solenoida ada satu device lagi ya yang kita sebut sebagai toroida.

Nah sekarang bayangkan solenoida seperti ini kita hubungkan antara ujung depan dengan ujung belakangnya.

Kita bikin seperti ini sebuah donat seperti ini jadi kalau kita ambil arusnya ya ini arus masuk ini arus keluar dan seterusnya ya.

Jadi bentuknya toroida itu koil tapi dia bentuknya lingkaran seperti ini.

Sama halnya dengan ini kita pakai analisis yang sama dengan solenoida hanya ada di dalam saja.