Apa itu Momen magnetik? — Fisika

Definisi 28.13 Fisika Universitas — Tahun 1 · Bab 28 — Magnetostatika: Medan, Gaya, dan Dipol

Sebuah lilitan datar berluas $S$ yang mengalirkan $I$ , berarah menurut aturan tangan kanan (normal $\vect n$ menyusuri ibu jari ketika jari-jari lain mengikuti $I$ ), memiliki momen magnetik $\vect m = IS\,\vect n$ ( $\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}$ ); bagi $N$ lilitan, $NIS\,\vect n$ . Dilihat dari jarak $r \gg \sqrt S$ lilitannya adalah sebuah dipol magnetik: medannya berbentuk persis seperti medan dipol listrik dengan $\vect p/\varepsilon_0 \to \mu_0\vect m$ :

B_r = \frac{\mu_0}{4\pi}\,\frac{2m\cos\theta}{r^3}, \qquad B_\theta = \frac{\mu_0}{4\pi}\,\frac{m\sin\theta}{r^3} .

Sebuah magnet batang, sebuah atom, Bumi adalah dipol magnetik: momen Bumi $8 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}$ , momen sebuah elektron $9.3 \times 10^{-24}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}$ (yaitu magneton Bohr).

Kiri: sebuah lilitan arus dalam medan seragam, dilihat menyusuri sumbu putarnya — gaya Laplace pada kedua sisinya membentuk kopel yang menyearahkan momennya dengan medannya. Kanan: garis medan sebuah magnet batang adalah garis sebuah dipol magnetik, serupa bentuknya dengan garis dipol listrik, meninggalkan muka utaranya dan kembali ke muka selatannya.

Contoh

Contoh 28.15 (Kompas dan Bumi)

Sebuah jarum kompas adalah magnet kecil bermomen $m \sim 0.1\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}$ ; dalam komponen mendatar medan Bumi, $B_h \approx 2 \times 10^{-5}\,\mathrm{T}$ , momen gaya $mB_h\sin\theta$ memutarnya ke utara, dan ia berosilasi terhadap utara dengan periode $2\pi\sqrt{J/mB_h} \sim 1\,\mathrm{s}$ (Latihan 28.9). Dipol Bumi sendiri, $8 \times 10^{22}\,\mathrm{A}\,\mathrm{m}^{2}$ , setara dengan arus beberapa miliar ampere yang melingkar dalam teras besi cairnya; medan yang dibuatnya di permukaan adalah yang terlemah dalam bab ini dan yang pertama dipakai orang.

Baca dalam konteks →

Contoh

Istilah terkait