Induksi Magnet
Induksi magnet adalah fenomena di mana medan magnet dapat menghasilkan arus listrik dalam konduktor. Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831. Induksi magnetik bekerja berdasarkan prinsip bahwa perubahan medan magnet di sekitar sebuah konduktor akan menghasilkan gaya gerak listrik (ggl) yang menyebabkan aliran arus listrik. Hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik menyatakan bahwa besar ggl yang diinduksi dalam sebuah sirkuit tertutup sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melintasi sirkuit tersebut. Rumus matematis dari hukum Faraday adalah:
di mana epsilon adalah ggl yang diinduksi dan adalah fluks magnetik.
Medan Listrik
Medan listrik adalah wilayah di sekitar muatan listrik yang mengalami gaya listrik. Medan ini dihasilkan oleh muatan listrik, dan kekuatannya diukur dalam satuan volt per meter (V/m). Medan listrik dapat diwakili secara visual dengan garis-garis medan listrik yang menunjukkan arah dan kekuatan medan. Garis-garis ini bergerak keluar dari muatan positif dan masuk ke muatan negatif. Hukum Coulomb mendeskripsikan medan listrik yang dihasilkan oleh muatan titik dan dapat dinyatakan sebagai:
di mana E adalah medan listrik, ke adalah konstanta Coulomb, q adalah muatan, r adalah jarak dari muatan, dan r^ adalah vektor satuan.
Medan Magnet
Medan magnet adalah wilayah di sekitar magnet di mana gaya magnetik dapat dirasakan. Medan ini dihasilkan oleh gerakan muatan listrik, seperti arus dalam kawat, dan oleh momen magnetik intrinsik partikel dasar. Satuan medan magnet adalah tesla (T). Medan magnet dapat diwakili oleh garis-garis medan magnet, yang menunjukkan arah dari kutub utara ke kutub selatan magnet. Hukum Biot-Savart dan hukum Ampere adalah dua hukum utama yang digunakan untuk menggambarkan medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik. Hukum Biot-Savart untuk medan magnet yang dihasilkan oleh elemen arus dI pada jarak r adalah:
di mana B adalah medan magnet, μ0 adalah permeabilitas vakum, I adalah arus listrik, dl adalah elemen panjang kawat, dan r^ adalah vektor satuan dari elemen arus ke titik pengamatan.
Hukum Lorentz
Hukum Lorentz mendeskripsikan gaya yang bekerja pada partikel bermuatan yang bergerak dalam medan listrik dan medan magnet. Gaya Lorentz F adalah kombinasi dari gaya listrik dan gaya magnetik, dan dinyatakan dengan rumus:
di mana q adalah muatan partikel, adalah medan listrik, v adalah kecepatan partikel, dan B adalah medan magnet. Gaya Lorentz bertanggung jawab atas banyak fenomena dalam fisika, termasuk gerakan siklotron dari partikel bermuatan dalam medan magnet dan prinsip kerja motor listrik dan generator.