3-1 Elektromagnet

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

BAB 3 : KEELEKTROMAGNETAN

3.1 Kesan medan magnet pada suatu konduktor pembawa arus

Istilah-istilah ◆ Medan magnet ialah kawasan di sekitar satu magnet atau satu konduktor
yang membawa arus di mana satu daya magnet akan bertindak pada
suatu bahan magnet. Medan magnet terdiri daripada garis magnet atau
fluks magnet.

◆ Arah medan magnet adalah arah daya magnet yang bertindak pada
kutub utara yang bergerak dalam medan magnet itu.

Besi lembut ◆ Teras besi lembut ialah teras besi tulen.

Elektromagnet Elektromagnet adalah magnet yang terhasil apabila satu teras besi lembut
dililitkan dengan gegelung dawai bertebat dan arus mengalir melalui
gegelung dawai bertebat tersebut.

Gegelung dawai Teras besi lembut

Arus Arus

Aktiviti: Mengkaji corak dan arah medan magnet
◆ Apabila arus mengalir melalui suatu konduktor, suatu medan magnet dihasilkan di sekeliling

konduktor itu.

◆ Corak medan magnet yang terhasil bergantung kepada bentuk konduktor. Corak medan
magnet diwakili oleh garis medan magnet.

◆ Semakin rapat garis-garis medan magnet menunjukkan semakin tinggi kekuatan medan
magnet yang terbentuk.

◆ Arah medan magnet bergantung kepada arah arus yang mengalir dalam konduktor itu. Arah
medan magnet yang terhasil ini dapat ditunjukkan oleh arah pesongan jarum kompas yang
diletakkan di sekitar konduktor itu.

◆ Bagi konduktor dawai lurus, arah medan magnet ditentukan menggunakan Petua Genggaman

Tangan Kanan. Arah arus

Petua Genggaman Arah medan

Tangan Kanan magnet

1

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

a. Corak dan arah medan magnet pada dawai lurus

Arah medan Arah Arus, I
magnet, B

Pandangan atas corak medan Dawai lurus membawa arus magnet pada dawai lurus

◆ Corak medan magnet yang terhasil pada dawai lurus yang membawa arus ialah bulatan-

bulatan sepusat.
◆ Arah medan magnet yang terhasil bergantung kepada arah arus yang mengalir. Jika arah arus

disongsangkan, maka arah medan magnet juga disongsangkan.

B

Lukis garis medan magnet dan arah pesongan jarum kompas yang diletakkan di sekeliling dawai
membawa arus di bawah.

Simbol bermaksud konduktor mengalirkan arus masuk ke dalam satah
Simbol kertas.
bermaksud konduktor yang mengalirkan arus keluar daripada satah
kertas

2

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

b. Corak dan arah medan magnet pada gegelung bulat

◆ Corak dan arah medan magnet gegelung bulat ditunjukkan pada rajah di bawah.
◆ Garis medan magnet di bahagian tengah-tengah gegelung merupakan garis lurus.

Gegelung Garis medan
membulat magnet

Pandangan atas corak medan magnet pada
gegelung bulat

Lukis garis medan magnet dan arah medan magnet yang terhasil pada gegelung bulat membawa
arus.

PQ

3

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

c. Corak dan arah medan magnet pada solenoid

Kutub U Garis medan magnet

Kutub S

Corak medan magnet pada solenoid Lengkungan jari mengikut
arah aliran arus
◆ Solenoid ialah satu gegelung dawai yang
dililitkan pada arah yang sama dalam bentuk Kutub Utara
silinder. (Ibu jari)

◆ Corak medan magnet yang dihasilkan oleh Arus keluar Arus masuk
solenoid serupa dengan corak medan magnet
bar.

◆ Kekutuban medan yang dihasilkan oleh
solenoid dapat ditentukan dengan
mengenggam solenoid dengan tangan kanan
supaya jari-jari melengkung mengikut arah
pengaliran arus.

◆ Arah ibu jari menuju ke kutub utara solenoid.

4

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

US Jari kelingking

Ibu jari Kutub S

Kutub U

SU

Ibu jari
Kutub U

Jari kelingking
Kutub S

5

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan medan magnet bagi suatu elektromagnet

i. Bilangan lilitan solenoid
Semakin bertambah bilangan lilitan solenoid, semakin bertambah kekuatan medan magnet
yang dihasilkan

ii. Magnitud arus yang mengalir
Semakin bertambah magnitud arus yang mengalir, semakin bertambah kekuatan medan
magnet yang dihasilkan.

iii. Ketebalan dawai
Semakin bertambah ketebalan dawai solenoid, semakin bertambah kekuatan medan
magnet yang dihasilkan.

iv. Bentuk teras besi
Menggunakan teras besi lembut berbentuk U.

v. Menggunakan teras besi lembut
Kekuatan medan magnet yang dihasilkan akan bertambah apabila solenoid dililitkan pada
suatu teras besi lembut.

6

Aplikasi elektromagnet Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5
1 Loceng elektrik
• Apabila suis ditekan, litar dilengkapkan.
2 Suis Geganti Magnetik • Arus mengalir dalam solenoid dan teras besi

Magnetic Relay Switch lembut dimagnetkan.
• Angker besi lembut ditarik oleh teras besi
3 Cuping Telinga Telefon
lembut yang menjadi elektromagnet.
Telephone Earpiece • Pemukul ditarik bersama kemudian memukul

loceng dan menghasilkan bunyi.
• Sentuhan dengan skru pelaras terbuka dan

litar terputus.
• Apabila litar terputus, teras besi hilang

kemagnetan.
• Kepingan spring menarik angker besi kembali,

litar disambung semula.
• Proses ini berulang dan menghasilkan bunyi

loceng tanpa henti.

Geganti magnet bertindak sebagai satu suis yang
menggunakan arus kecil untuk menghidup atau
mematikan satu litar lain yang menggunakan arus
yang besar.
• Apabila suis 1 ditekan, arus mengalir melalui

gegelung solenoid dalam litar input.
• Teras besi lembut dimagnetkan dan menarik

angker besi lembut menyebabkan sesentuh
bersentuhan.
• Litar luar dilengkapkan dan alatan elektrik
pada litar luar dihidupkan.

• Kesan magnet yang terhasil sentiasa menarik
diafragma besi lembut yang dipasang
dihadapan teras besi lembut itu.

• Apabila seseorang bercakap melalui mikrofon
telefon, tenaga bunyi ditukarkan kepada arus
elektrik yang berubah-ubah.

• Apabila arus berubah-ubah itu mengalir
melalui solenoid, arus ini akan menghasilkan
elektromagnet yang berubah-ubah
kekuatannya.

• Diafragma akan bergetar akibat tarikan yang
berubah-ubah oleh medan mangnet dengan
mengikut frekuensi bunyi tertentu.

• Getaran diafragma menyebabkan zarah-zarah
udara dihadapan memampat dan meregang
dan menghasilkan gelombang bunyi.

7

4 Kren Elektromagnet Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

Kutub Utara Kutub Selatan Kren elektromagnet berfungsi untuk mengangkat
objek besi yang berat dari satu lokasi ke lokasi
5 Alat Pemutus Litar yang lain.
• Kutub-kutub yang berbeza pada permukaan
Circuit Breaker
kren akan menghasilkan medan magnet yang
Spring A lebih kuat.
• Teras besi lembut digunakan kerana ia akan
dimagnetkan dan dinyahmagnetkan dengan
cepat.
• Apabila suis dihidupkan, teras besi lembut akan
dimagnetkan dan menjadi elektromagnet yang
sangat kuat.
• Kren menarik besi dan keluli dan membawanya
ke lokasi yang lain.
• Apabila tiba di lokasi baharu, suis dimatikan dan
teras besi lembut dinyahmagnetkan.
• Objek besi dan keluli dijatuhkan.

Alat pemutus litar berfungsi untuk memutuskan
litar elektrik dalam rumah sekiranya berlaku
lonjakan voltan dalam litar.
• Arus mengalir masuk ke dalam rumah melalui

litar sesentuh.
• Apabila berlaku lonjakan voltan, arus akan

meningkat secara tiba-tiba.
• Ini akan menyebabkan kekuatan

elektromagnet meningkat dan menarik angker
besi lembut.
• Apabila angker ditarik, sesentuh atas akan
terlepas dan ditarik oleh spring A.
• Litar terputus.
• Untuk mengembalikan litar kepada keadaan
asal, butang reset akan ditekan, sesentuh atas
dan angker akan kembali kepada kedudukan
asal.
• Kedua-dua sesentuh bersentuhan dan arus
mengalir seperti biasa.

8

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 5

Eksperimen: Mengkaji faktor yang mempengaruhi kekuatan elektromagnet
Inferens
Hipotesis
Tujuan

Pemboleh ubah Pemboleh ubah dimanipulasikan :

Pemboleh ubah bergerak balas :

Pemboleh ubah dimalarkan :

Radas & bahan
Susunan radas

Prosedur
Penjadualan data

Kesimpulan
Langkah berjaga-jaga semasa eksperimen

9