4.1 DAYA KE ATAS KONDUKTOR PEMBAWA ARUS DALAM SUATU MEDAN MAGNET

BAB 4
KEELEKTROMAGNETAN

4.1 DAYA KE ATAS KONDUKTOR PEMBAWA
ARUS DALAM SUATU MEDAN MAGNET

BUKU TEKS : 134 - 148

SUE ROSE

4.1
Daya ke atas
Konduktor
Pembawa Arus
dalam suatu
Medan Magnet

Satu kipas
elektrik
digerakkan
oleh motor arus
ulangalik (a.u.).
Bagaimanakah
motor elektrik
berfungsi?



STANDARD
PEMBELAJARAN 1

4.1.1 Menghuraikan
kesan suatu
konduktor
pembawa arus
dalam suatu
medan magnet

IMBAS KEMBALI Medan Magnet daripada Arus
dalam Dawai Lurus

1. Garis medan magnet ialah bulatan-bulatan berpusat pada dawai.

IMBAS KEMBALI Medan Magnet daripada Arus
dalam Dawai Lurus

2. Arah bagi garis medan magnet ditentukan menggunakan Petua Genggaman Tangan Kanan.
(a) Tangan kanan memegang dawai
(b) Ibu jari menunjukkan arah arus
(c) Empat jari lain menunjukkan arah medan magnet

IMBAS KEMBALI Medan Magnet daripada Arus
dalam Dawai Lurus

3. Corak medan magnet daripada arus dalam dawai lurus.

IMBAS KEMBALI Medan Magnet daripada Arus
dalam Dawai Lurus

3. Corak medan magnet daripada arus dalam dawai lurus.

Eksperimen 1 Tujuan : Mengkaji kesan konduktor pembawa arus dalam
medan magnet

Bahan: Bekalan kuasa arus terus voltan rendah, kits eksperimen

Susun radas seperti dalam Rajah.
Hidupkan suis. Perhatikan apa yang
berlaku kepada dawai kuprum pendek.

Eksperimen 1 Tujuan: Mengkaji kesan konduktor pembawa arus dalam medan
magnet

Ke kanan
Ke kiri
Ke kiri

Tidak bergerak Perbincangan

1. Adakah terdapat medan magnet dalam Kawasan di Tidak

sekeliling dawai kuprum pendek sebelum arus mengalir?

2. Namakan dua sumber medan magnet di dalam kawasan
di sekeliling dawai kuprum apabila arus mengalir

Magnet kekal Konduktor berarus

Eksperimen 1 Tujuan: Mengkaji kesan konduktor pembawa arus dalam medan
magnet

3. Daripada pemerhatian anda,
apakah yang menyebabkan dawai
kurpum pendek itu bergerak?

Daya

4. Apakah hukum yang menghubungkan
arah daya, arus dan medan magnet?

Peraturan Tangan Kiri Fleming



5. Apakah hubungan antara arah medan daya
magnet, arus dan daya yang
bertindak pada konduktor? Medan magnet
Arus elektrik
Bersudut tepat

6. Jelaskan mengapa dawai itu tidak
bergerak apabila medan magnet
selari dengan arah pengaliran arus
dalam dawai kuprum pendek.

Arah medan magnet selari dengan arus

7. Apakah perbezaan kepada gerakan dawai jika:

(i) Magnet lebih kuat digunakan? Bergerak lebih jauh

(ii) Arus dalam konduktor meningkat? Bergerak lebih jauh

Kesimpulan:
Apakah syarat supaya satu daya bertindak ke atas konduktor membawa arus?

• Apabila konduktor pembawa arus diletakkan dalam suatu
medan magnet, konduktor tersebut akan mengalami DAYA.

• Medan magnet saling berserenjang dengan arus.
• Arah daya bergantung kepada pada arah arus

dalam konduktor dan arah medan magnet.

magnet
daya

arus

daya U

S +
--
arus

magnet





Medan magnet daripada magnet kekal bergabung dengan medan magnet
daripada konduktor membawa arus. Konduktor akan mengalami daya.

STANDARD
PEMBELAJARAN 2

4.1.2 Melukis corak medan
magnet paduan
(medan lastik) untuk
menentukan arah
tindakan daya pada
konduktor pembawa
arus dalam suatu
medan magnet.

Sebatang konduktor pembawa arus terletak dalam medan magnet yang
dihasilkan oleh sepasang magnet magnadur.

Apakah arah daya yang bertindak pada konduktor itu?

Daya pada konduktor pembawa arus dalam medan magnet
dihasilkan oleh interaksi di antara dua medan magnet.

Medan magnet + Medan magnet
arus elektrik magnet kekal

dalam konduktor

Medan magnet Medan magnet MEDAN LASTIK
arus elektrik magnet kekal Medan magnet

+dalam konduktor paduan

DAYA PADUAN

Medan Lastik : MEDAN LASTIK

Medan magnet paduan yang dihasilkan oleh interaksi antara medan magnet

daripada konduktor pembawa arus dengan medan magnet daripada

magnet kekal.

IMBAS KEMBALI

Aktiviti 2 Tujuan : Huraikan bagaimana konduktor membawa arus dalam
medan magnet mengalami satu daya
B
FI Rajah menunjukkan satu
susunan untuk mengkaji kesan
medan magnet ke atas rod
kuprum yang membawa arus.

1. Pada Rajah, tanda dan
labelkan dengan B arah
medan magnet.

2. Apabila suis ditutup, rod kuprum bergerak
di sepanjang landasan kuprum.
• Tanda dan label arah arus, I mengalir
melalui rod kuprum
• Tanda dan label, F arah gerakan rod.

Aktiviti 2 Tujuan: Huraikan bagaimana konduktor membawa arus dalam
medan magnet mengalami satu daya

3. Lukis pada rajah di bawah, medan magnet yang dihasilkan oleh:

Magnet kekal Konduktor pembawa arus

4. Lukis kombinasi dua medan magnet. (b) Tanda dan labelkan Kawasan di
mana dua medan magnet
(a) Tanda dan labelkan Kawasan di mana dua medan bergabung pada arah yang
magnet bergabung pada arah yang sama. bertentangan

(c) Apa yang boleh (i) Medan magnet bergabung
dikatakan tentang pada arah yang sama
kekuatan medan magnet
jika: (ii) Medan magnet bergabung
pada arah bertentangan.
Arah medan magnet
bertentangan Arah medan
magnet sama
Medan magnet
lemah Medan magnet kuat

(d) Tanda dan labelkan (e) Tanda dan labelkan
kawasan medan magnet kawasan medan magnet
yang kuat. yang lemah



5. Apa itu medan lastik? N

Medan magnet paduan yang
tidak seragam

6. Lukis medan lastik pada Rajah

Daya paduan, F

7. Satu daya paduan, F bertindak S
daripada Kawasan medan kuat
ke Kawasan medan lemah.
Tunjukkan arah daya paduan, F.

8. Namakan hukum untuk Peraturan tangan kiri
menentukan arah daya F. Fleming

9. Apa yang berlaku pada gerakan rod
kuprum dan terangkan jawapan anda

(a). Laraskan rheostat sehingga
rintangan berkurang.

Bila rintangan berkurang, arus
bertambah. Daya paduan lebih besar.
Rod kuprum bergerak lebih jauh.

(b). Bateri digantikan dengan bekalan a.u.

Arus ulang alik sentiasa berubah
arah, maka daya juga akan bertukar
arah. Rod kuprum bergetar atau
tidak bergerak.

1. Kesimpulan: Terangkan bagaimana gerakan rod kuprum
dapat dihasilkan.

(a)Apabila suis ditutup, …a…ru…s…… mengalir melalui dawai

kuprum pendek.

(b) kInotnedraukkstoi ran…btea…rraa…rm…ues…dadnamn amgendeatndimhaasginlkeatnddaarirpipaaddaamagnet
……ke…k…al….. akan berlaku.

(c) Interaksi antara dua medan magnet ini menghasilkan

…da…y…a …pa…d.uan

(d) Rod kuprum pendek akan …be…rg…e…ra…k

11. Lukis medan magnet kekal dan konduktor berarus.

Dengan menggunakan Hukum
Tangan Kiri Fleming, tentukan
arah daya. Lukis medan lastik
dan tunjukkan arah gerakan
konduktor.

11. Lukis medan magnet kekal dan konduktor berarus.

Dengan menggunakan Hukum
Tangan Kiri Fleming, tentukan arah
daya. Lukis medan lastik dan
tunjukkan arah gerakan konduktor.

STANDARD
PEMBELAJARAN 3

4.1.3 Menerangkan factor
yang mempengaruhi
magnitud daya yang
bertindak ke atas
konduktor pembawa
arus dalam suatu
medan magnet

Eksperimen 4.2

Rajah 4.1 menunjukkan bilah kipas berputar apabila butang pelaras laju
dilaraska pada arus yang rendah. Rajah 4.2 menunjukkan bilah kipas berputar
lebih laju apabila butang pelaras laju dilaraskan pada arus yang tinggi.
Putaran bilah yang lebih laju mewakili daya yang lebih besar dihasilkan oleh
motor kipas itu.

Inferens: Arus mempengaruhi daya, F

Hipotesis: Semakin bertambah arus,
semakin bertambah daya

Tujuan: Mengkaji hubungan antara arus
dengan daya.

Pembolehubah manipulasi Arus

Pembolehubah bergerak balas Jarak dawai kuprum

Pembolehubah dimalarkan Bilangan magnet

Prosedur:
• Tandakan kedudukan awal rod kuprum pada landasan.
• Suis dihidupkan. Laraskan rheostat sehingga bacaan ammeter I

= 0.5 A.
• Ukur jarak pergerakan rod, d.
• Ulang eksperimen dengan arus I = 1.0 A, 1.5 A, 2.0 A and 2.5 A.

Nyatakan kesimpulan eksperimen ini.
Semakin bertambah arus, semakin jauh jarak rod kuprum dan semakin besar
daya yang bertindak ke atas konduktor pembawa arus dalam medan magnet.

Perbincangan

1. Mengapakah rod kuprum bergerak?

Disebabkan terdapat daya hasil daripada interaksi medan
magnet kekal dan medan magnet konduktor berarus.
2. Mengapakah bekalan arus tidak boleh
disambungkan dalam tempoh yang
lama pada landasan kuprum?
Untuk mengelakkan suhu tinggi yang akan sebabkan
pemanasan pada rod kuprum.

3. Apakah yang akan berlaku jika bilangan
magnet magnadur ditambah?
Medan magnet semakin kuat







Perbincangan Semakin tinggi voltan semakin
tinggi arus mengalir dalam dawai.
1. Apakah hubungan antara voltan yang
dikenakan merentasi dawai kuprum Semakin tinggi arus, semakin
dengan arus dalam dawai tersebut? tinggi daya pada konduktor
pembawa arus.
2. Bagaimanakah magnitude arus
mempengaruhi magnitdu daya pada
konduktor pembawa arus?

3. Apakah kesan kekuatan medan magnet
terhadap magnitud daya pada
konduktor pembawa arus?

Semakin kuat medan magnet,
semakin tinggi daya pada
konduktor pembawa arus.

Magnitud daya pada konduktor pembawa arus dalam medan magnet
bertambah apabila magnitud arus dan kekuatan medan magnet bertambah.

Semakin tinggi ayunan bingkai kuprum, semakin tinggi daya.

STANDARD
PEMBELAJARAN 4

4.1.4 Menghuraikan kesan
gegelung pembawa
arus dalam medan
magnet

Rajah di bawah menunjukkan gegelung segi empat tepat yang dibentuk

menggunakan sebatang dawai kuprum.

Apabila gegelung disambungkan kepada satu bekalan kuasa, arus boleh
dialirkan melalui gegelung itu dalam A → B → C → D atau D → C → B → A.
Apakah kesan terhadap gegelung itu jika gegelung tersebut membawa arus

dalam suatu medan magnet?

Rajah menunjukkan pasangan daya yang
bertindak pada bahagian AB dan CD
gegelung pembawa arus.
Interaksi antara medan magnet
daripada gegelung pembawa arus
dengan medan magnet daripada magnet
kekal menghasilkan medan lastik.

Medan lastik mengenakan daya pada
bahagian gegelung AB (ke atas) dan CD
(ke bawah).
Pasangan daya ini memutarkan gegelung ikut arah jam.



Aktiviti 3 Tujuan: Terangkan kesan gegelung pembawa arus dalam medan
magnet.

Rajah menunjukkan suatu arus mengalir melalui
gegelung dalam medan magnet seragam.
1. Lukis medan magnet untuk magnet

magnadur kekal

2. Lukis medan magnet gegelung
pembawa arus.

3. Lukis medan magnet untuk
menunjukkan medan lastik.
Tunjukkan arah daya paduan.



Medan magnet kuat Arah medan Arah medan magnet Medan magnet
magnet sama
bertentangan lemah

Medan magnet Arah medan magnet Arah medan
lemah bertentangan magnet sama

Medan magnet kuat

Apakah yang perlaku pada

gegelung? B

Daya pada gegelung AB ke bawah C
S
Daya pada gegelung CD ke atas

Sepasang daya sama magnitude U A D

tetapi bertentangan arah
bertindak pada sisi gegelung AB

dan CD. Gegelung akan berputar ikut lawan jam

Labelkan arah arus pada bahagian gegelung AB, BC dan CD.
Labelkan arah daya pada gegelung di bahagian AB dan CD.
Tandakan arah putaran gegelung.