Tabla de Contenidos
Listrik dan magnet adalah fenomena alam yang independen, tetapi ketika mereka berinteraksi mereka menghasilkan gaya yang disebut gaya elektromagnetik dan membentuk elektromagnetisme , disiplin fisika fundamental dalam mempelajari berbagai fenomena alam. Seiring dengan gaya gravitasi , gaya elektromagnetik menjelaskan fenomena makroskopis kehidupan sehari-hari. Mereka bertanggung jawab, misalnya, untuk interaksi antar atom untuk membentuk molekul dan senyawa. Gaya fundamental alam lainnya adalah gaya nuklir , lemah dan kuat , yang mengatur peluruhan radioaktif dan pembentukan inti atom.
Listrik dan magnet adalah fenomena mendasar untuk memahami dunia di sekitar kita; Mari kita lihat deskripsi dasar masing-masing di bawah ini.
Listrik
Listrik adalah fenomena yang berasal dari muatan listrik yang diam atau bergerak . Muatan listrik ini dapat diasosiasikan dengan partikel elementer, elektron (yang bermuatan negatif), proton (yang bermuatan positif), ion, atau benda apa pun yang memiliki ketidakseimbangan muatan positif dan negatif, sehingga memiliki jaring muatan listrik. Muatan positif dan negatif saling menarik (misalnya, proton tertarik pada elektron), sedangkan muatan dengan tanda yang sama saling tolak (misalnya, proton menolak proton lain dan elektron menolak elektron lain).
Contoh listrik yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah petir yang terjadi saat badai, arus listrik dari stopkontak atau baterai, dan listrik statis. Satuan parameter utama yang terkait dengan listrik, yang didefinisikan oleh sistem internasional satuan SI, adalah ampere ( A ) untuk arus listrik, coulomb ( C ) untuk muatan listrik, volt ( V ) untuk beda potensial, ohm atau ohm ( Ω ) untuk hambatan listrik, dan watt ( W ) untuk daya. Muatan titik stasioner menghasilkan medan listrik, tetapi jika muatan bergerak, ia juga menghasilkan medan magnet.
Magnetisme
Magnet didefinisikan sebagai fenomena fisik yang dihasilkan oleh pergerakan muatan listrik. Di sisi lain, medan magnet dapat menginduksi pergerakan partikel bermuatan dengan menghasilkan arus listrik. Gelombang elektromagnetik (seperti cahaya, misalnya) memiliki komponen medan listrik dan komponen medan magnet. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang transversal; dua komponen gelombang bergerak dalam arah yang sama tetapi komponen listrik dan magnetiknya berorientasi tegak lurus terhadap arah gelombang, dan juga tegak lurus satu sama lain.
Seperti listrik, magnetisme menghasilkan daya tarik dan tolakan antar objek. Meskipun fenomena kelistrikan didasarkan pada adanya muatan positif dan negatif, monopole magnetik tidak diketahui. Medan magnet yang dihasilkan oleh partikel atau objek apa pun memiliki dua kutub tarik-menarik, satu disebut kutub utara dan yang lainnya disebut kutub selatan, mengasimilasinya dengan orientasi medan magnet bumi. Seperti kutub medan magnet yang dihasilkan oleh magnet saling tolak (misalnya, kutub utara menolak kutub utara), sedangkan kutub yang berlawanan menarik satu sama lain (kutub utara dan selatan menarik satu sama lain).
Beberapa contoh magnetisme yang sudah dikenal adalah penyelarasan jarum kompas dengan medan magnet bumi, tarikan dan tolakan magnet, dan medan yang diamati di sekitar elektromagnet. Setiap muatan listrik yang bergerak menghasilkan medan magnet, sehingga elektron atom ketika mengorbit di sekitar inti menghasilkan medan magnet. Perpindahan elektron yang terkait dengan arus listrik juga menghasilkan medan magnet di sekitar kabel penghantar. Hard drive penyimpanan data komputer dan pengeras suara juga menggunakan medan magnet untuk beroperasi. Satuan dari beberapa parameter utama yang terkait dengan magnetisme, yang ditentukan oleh sistem satuan SI internasional, adalah tesla ( T) untuk kerapatan fluks magnet, Weber ( Wb ) untuk fluks magnet, dan Henry ( H ) untuk induktansi.
elektromagnetisme
Kata elektromagnetisme berasal dari gabungan kata Yunani elektron yang berarti amber dan magnetis lithos yang berarti batu magnesium yang merupakan bijih besi magnetik. Di Yunani kuno mereka akrab dengan listrik dan magnet, tetapi menganggapnya sebagai fenomena yang terpisah.
Basis teoretis elektromagnetisme diungkapkan oleh James Clerk Maxwell dalam buku A Treatise on Electricity and Magnetism .) diterbitkan pada tahun 1873. Dalam risalahnya, Maxwell memaparkan struktur matematika elektromagnetisme dalam dua puluh persamaan, diringkas menjadi empat persamaan dengan turunan parsial. Teori Maxwell didukung oleh bukti eksperimental. Mengenai muatan listrik, ia mengamati bahwa muatan yang sama saling tolak dan muatan listrik yang berbeda saling tarik-menarik; Gaya tarik atau tolak antara muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Mengenai kutub magnet, mereka selalu ada sebagai pasangan utara-selatan; Kutub sejenis tolak menolak dan kutub sejenis tarik menarik.
Bukti eksperimen yang mendukung teori Maxwell tentang hubungan antara kelistrikan dan magnetisme memiliki dua elemen. Pengamatan pertama menetapkan bahwa arus listrik yang bersirkulasi dalam konduktor menghasilkan medan magnet di sekitar kabel. Arah medan magnet, searah jarum jam ke berlawanan arah jarum jam, bergantung pada arah arus. Ini dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan; Dengan idealnya melingkarkan tangan kanan Anda di sekitar kabel dengan meletakkan ibu jari Anda searah arus, arah medan magnet mengikuti arah jari-jari Anda yang lain. Di sisi lain, pergerakan konduktor listrik tertutup dalam bentuk loop atau loop dalam medan magnet menginduksi arus listrik di kawat. Arah arus tergantung pada arah gerakan.
Sumber
- Berburu, Bruce J. (2005). Keluarga Maxewllian . Cornell: Cornell University Press. halaman 165 dan 166. ISBN 978-0-8014-8234-2.
- Persatuan Kimia Murni dan Terapan Internasional (1993). Kuantitas, Satuan dan Simbol dalam Kimia Fisik , Edisi Kedua, Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8. halaman 14 dan 15.
- Ravaioli, Fawwaz T. Ulaby, Eric Michielssen, Umberto (2010). Dasar-dasar elektromagnetik terapan (edisi keenam). Boston: Prentice Hall. halaman 13. ISBN 978-0-13-213931-1.
