Apa itu Dipol Magnet?

Dipol magnet dapat dianggap sebagai unit dasar magnetisme yang dapat diamati. Secara intuitif, dipol terdiri dari dua titik atau kutub yang sama tetapi berlawanan muatan. Interaksi antara dua monopol bermuatan ini menghasilkan medan gaya vektor di daerah sekitarnya yang dikenal sebagai medan magnet. Contoh akrab dipol magnetik termasuk magnet batang, elektron dan planet Bumi itu sendiri.

Meskipun seringkali paling sederhana untuk menganggap bahan magnetik seperti magnet batang memiliki dua monopol muatan listrik, model ini tidak berhasil menggambarkan perilaku di dalam magnet. Selain itu, monopole tidak pernah benar-benar diamati. Sebaliknya, monopole adalah partikel hipotetis. Menariknya, keberadaan monopole telah didalilkan oleh fisika teoretis, dan keberadaan serta sifat monopole telah menjadi pertanyaan terbuka yang aktif dalam sains.

Model kedua yang dapat digunakan untuk mempertimbangkan dipol magnetik adalah loop arus. Hans Christian Oersted menemukan pada tahun 1820 bahwa sirkuit listrik tertutup, atau loop tertutup arus, menghasilkan medan magnet. Dia melakukan ini dengan menempatkan kabel bermuatan listrik di dekat kompas dan memperhatikan bahwa jarum kompas bergerak. Lingkaran arus menciptakan medan magnet yang memengaruhi jarum magnet, atau dipol, di dalam kompas. Dipol bahan magnetik seperti magnet batang dapat dimodelkan dengan membayangkan strukturnya diisi dengan loop arus kecil. Model yang menggunakan loop arus ini memprediksi perilaku dalam bahan magnetik dengan sukses besar.

Kekuatan dipol diukur sebagai momen dipol magnet. Momen adalah vektor, artinya memiliki besaran, atau ukuran, serta arah. Ketika mempertimbangkan kutub magnet, seperti yang ada di magnet batang, momen magnet (m) didefinisikan sebagai kekuatan kutub (p) dikalikan dengan jarak antara kutub (L), yang dapat diwakili oleh persamaan m = pL. Arah momen menunjukkan dari kutub selatan magnet ke kutub utara.

Momen magnetik juga dapat didefinisikan untuk dipol magnetik yang diciptakan oleh arus listrik. Dalam hal ini, momen magnetik sama dengan arus (I) dikalikan dengan luas di dalam loop arus (s), yang dapat diwakili oleh persamaan m = Is. Arah momen ini dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Untuk menggunakan aturan ini, seseorang memegang tangan kanannya ke depan dan membiarkan jari-jarinya melengkung atau mengepal ke arah yang sama dengan arus. Jempol kanan orang tersebut, jika dipegang lurus, akan menunjuk ke arah momen dipol magnet.