Kursus Laplace Force

Pelajaran 1 • Konsep Medan Listrik dan Magnet

Mendefinisikan medan listrik dan medan magnet sebagai besaran vektor. Menghubungkan representasi medan dengan gaya yang mereka timbulkan pada partikel bermuatan.

Pelajaran 2 • Dasar-Dasar Muatan Listrik dan Arus

Memperkenalkan kuantisasi muatan, aliran arus, dan kekekalan muatan. Menetapkan besaran fisik yang mendasari semua perhitungan gaya selanjutnya.

Pelajaran 3 • Matematika Vektor untuk Analisis Medan

Mengulas perkalian titik, perkalian silang, dan sistem koordinat yang penting untuk perhitungan gaya. Menyediakan perangkat aljabar yang digunakan di seluruh kursus.

Pelajaran 1 • Gerak Partikel Melingkar dan Heliks

Menganalisis lintasan partikel bermuatan dalam medan magnet seragam. Menghubungkan percepatan sentripetal dengan gaya magnet untuk perhitungan jari-jari dan periode.

Pelajaran 2 • Pertimbangan Energi dalam Gaya Magnet

Mendemonstrasikan bahwa gaya magnet tidak melakukan usaha pada muatan yang bergerak. Memperjelas perbedaan antara arah gaya dan transfer energi.

Pelajaran 3 • Gaya Listrik dan Magnet Gabungan

Memperluas hukum gaya untuk mencakup medan listrik dan magnet secara simultan. Mahasiswa menyelesaikan vektor gaya total dalam lingkungan multi-medan.

Pelajaran 1 • Gaya pada Segmen Konduktor Lurus

Menerapkan rumus gaya Laplace pada konduktor lurus berhingga dalam medan seragam. Mahasiswa menghitung besar, arah, dan komponen gaya resultan.

Pelajaran 2 • Gaya pada Konduktor Melengkung dan Tidak Beraturan

Memperluas perhitungan gaya ke konduktor tidak lurus melalui integrasi garis. Mahasiswa menyusun dan mengevaluasi integral untuk busur dan lintasan sembarang.

Pelajaran 3 • Gaya pada Loop Arus Tertutup

Membuktikan bahwa gaya Laplace neto pada loop tertutup dalam medan seragam adalah nol. Memperkenalkan konsep torsi sebagai efek mekanis yang dominan.

Pelajaran 1 • Torsi pada Loop Arus Persegi Panjang

Menurunkan torsi dari pasangan gaya Laplace pada sisi-sisi yang berlawanan dari loop persegi panjang. Menyediakan model dasar untuk operasi motor listrik.

Pelajaran 2 • Gaya pada Dipol dalam Medan Tidak Seragam

Menunjukkan bahwa dipol magnet mengalami gaya translasi neto hanya dalam medan tidak seragam. Menghubungkan gradien medan dengan gaya dipol.

Pelajaran 3 • Momen Dipol Magnet

Mendefinisikan vektor momen dipol magnet untuk loop arus dalam bentuk apa pun. Menghubungkan momen dipol dengan torsi dan interaksi medan secara ringkas.

Pelajaran 1 • Gaya Antara Konduktor Tidak Paralel

Memperluas analisis gaya ke konfigurasi kawat yang miring dan tegak lurus. Mahasiswa menggunakan integrasi vektor untuk menemukan gaya dan torsi resultan.

Pelajaran 2 • Gaya Antara Dua Konduktor Paralel

Menerapkan hukum gaya Laplace menggunakan medan dari satu kawat yang bekerja pada kawat lainnya. Menurunkan rumus gaya per satuan panjang dan aturan tarik-menarik/tolak-menolak.

Pelajaran 3 • Medan Magnet Kawat Lurus Tak Hingga

Menurunkan besar dan arah medan di sekitar konduktor lurus panjang menggunakan hukum Ampere. Menyediakan sumber medan untuk analisis gaya antar konduktor.

Pelajaran 1 • Aktuator Linier dan Rail Gun

Memodelkan produksi gaya linier menggunakan gaya Laplace pada konduktor geser dalam medan magnet. Menghubungkan gaya, arus, dan medan dengan percepatan.

Pelajaran 2 • Aktuator Loudspeaker dan Kumparan Suara

Menganalisis kumparan suara sebagai transduser gaya Laplace yang mengubah arus menjadi perpindahan linier. Mahasiswa menghitung sensitivitas gaya dan dasar respons frekuensi.

Pelajaran 3 • Riak Torsi dan Keseragaman Gaya

Mengidentifikasi sumber riak torsi pada mesin nyata dan metode untuk meminimalkannya. Menghubungkan geometri kumparan dan distribusi belitan dengan keseragaman gaya.

Pelajaran 4 • Back-EMF dan Keseimbangan Daya

Menurunkan back-EMF dari gerak konduktor dalam medan magnet dan menghubungkannya dengan daya mekanis. Mahasiswa menerapkan kekekalan energi pada rangkaian motor.

Pelajaran 1 • Sensor Efek Hall

Menurunkan tegangan Hall dari keseimbangan gaya Laplace pada pembawa muatan dalam konduktor. Menghubungkan tegangan Hall dengan medan magnet dan rapat arus.

Pelajaran 2 • Galvanometer dan Meter Kumparan Bergerak

Menjelaskan defleksi kumparan pembawa arus dalam medan magnet radial sebagai aplikasi langsung gaya Laplace. Menurunkan sensitivitas dan defleksi skala penuh.

Pelajaran 3 • Instrumen Keseimbangan Gaya dan Keseimbangan Watt

Mengkaji instrumen presisi yang meniadakan gaya Laplace terhadap gravitasi atau gaya mekanis. Menghubungkan pengukuran gaya dengan penentuan konstanta fundamental.

Pelajaran 1 • Analisis Elemen Hingga untuk Prediksi Gaya

Memperkenalkan simulasi medan numerik sebagai alat untuk prediksi gaya Laplace yang akurat dalam geometri kompleks. Mahasiswa menginterpretasikan hasil FEA dan memvalidasi dengan model analitis.

Pelajaran 2 • Integrasi Sistem dan Tinjauan Desain

Mensintesis semua konsep kursus ke dalam proses tinjauan desain terstruktur untuk sistem gaya elektromagnetik. Mahasiswa mengevaluasi trade-off dan mendokumentasikan keputusan desain.

Pelajaran 3 • Batas Termal dan Rapat Arus

Menghubungkan rapat arus konduktor dengan pemanasan Joule dan gaya Laplace maksimum yang diizinkan. Mahasiswa menerapkan batasan termal pada penentuan ukuran konduktor.

Pelajaran 4 • Analisis Rangkaian Magnet untuk Desain Gaya

Menerapkan konsep rangkaian magnet untuk memprediksi rapat fluks di celah udara tempat gaya Laplace bekerja. Mahasiswa menentukan ukuran inti, celah, dan belitan untuk target keluaran gaya.