Magnetostatika merupakan cabang penting dalam elektromagnetisme yang secara khusus berfokus pada studi mengenai medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tunak (konstan) atau magnet permanen yang tidak berubah seiring waktu. Dalam kondisi magnetostatik, muatan listrik mungkin bergerak, namun distribusi kerapatan arus ($\vec{J}$) di setiap titik dalam ruang haruslah tetap, tidak bergantung pada waktu. Kondisi ini menyederhanakan Persamaan Maxwell secara signifikan, memungkinkan analisis yang mendalam tentang fenomena magnetik fundamental yang mendasari sebagian besar teknologi modern, mulai dari motor listrik hingga pencitraan resonansi magnetik (MRI).
Studi tentang magnetostatika dimulai dari pengamatan dasar bahwa listrik dan magnet saling terkait—sebuah penemuan monumental yang dikreditkan kepada Hans Christian Ørsted pada tahun 1820, yang menunjukkan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Pemahaman kuantitatif fenomena ini kemudian dirumuskan melalui hukum-hukum fundamental yang akan kita bahas secara mendalam: Hukum Biot-Savart dan Hukum Ampere. Kedua hukum ini menjadi pilar utama yang memungkinkan kita menghitung medan magnet ($\vec{B}$) yang dihasilkan oleh berbagai konfigurasi sumber arus.
Untuk memahami magnetostatika, kita harus terlebih dahulu menetapkan kondisi di mana studi ini berlaku. Kondisi utama adalah bahwa semua arus adalah arus tunak (DC), yang berarti tidak ada akumulasi atau kehilangan muatan di titik mana pun. Secara matematis, hal ini diungkapkan melalui persamaan kontinuitas:
Dalam kasus magnetostatika, karena muatan tidak dapat menumpuk ($\partial \rho / \partial t = 0$), persamaan kontinuitas menyederhana menjadi $\nabla \cdot \vec{J} = 0$. Ini mengindikasikan bahwa garis-garis arus harus tertutup dan tidak memiliki titik awal atau akhir. Meskipun medan magnet itu sendiri tidak bergantung pada waktu ($\partial \vec{B} / \partial t = 0$), medan listrik ($\vec{E}$) dalam ruang tersebut mungkin ada, namun ia juga harus tunak (elektrostatik atau medan E yang dihasilkan oleh arus tunak).
Perbedaan mendasar antara magnetostatika dan elektrostatika terletak pada sifat sumbernya. Elektrostatika mempelajari medan listrik yang berasal dari muatan diam, di mana garis medan listrik dapat dimulai dan diakhiri pada muatan. Sebaliknya, magnetostatika mempelajari medan magnet yang dihasilkan oleh muatan bergerak (arus), di mana garis medan magnet selalu membentuk loop tertutup, sesuai dengan sifat divergence medan magnet yang nol.
Medan magnet, sering dilambangkan sebagai $\vec{B}$ (induksi magnetik atau kerapatan fluks magnetik), diukur dalam Tesla (T) dalam Sistem Satuan Internasional (SI). Besaran ini mendeskripsikan kekuatan dan arah medan magnet di suatu titik. Dalam sistem SI, hubungan antara arus dan medan magnet melibatkan konstanta yang dikenal sebagai permeabilitas ruang hampa ($\mu_0$).
Nilai ini mencerminkan sejauh mana ruang hampa dapat "ditembus" oleh garis-garis medan magnet. Keberadaan $\mu_0$ memastikan konsistensi dimensi antara arus, gaya, dan medan. Pemahaman mendalam tentang konsep permeabilitas ini menjadi kunci ketika kita beralih membahas bagaimana material, bukan hanya ruang hampa, merespons dan memodifikasi medan magnet.
Dua hukum utama mendefinisikan cara menghitung medan magnet yang dihasilkan oleh distribusi arus dalam kondisi statis: Hukum Biot-Savart dan Hukum Ampere. Keduanya memiliki peran komplementer, analog dengan bagaimana Hukum Coulomb dan Hukum Gauss digunakan dalam elektrostatika.
Hukum Biot-Savart memberikan cara untuk menghitung induksi magnetik total ($\vec{B}$) yang dihasilkan oleh elemen arus diferensial ($I d\vec{l}$). Hukum ini sangat berguna ketika kita berhadapan dengan geometri arus yang kompleks atau arus yang diskrit, karena ia merupakan versi diferensial dari sumber medan magnet.
Di mana $d\vec{l}$ adalah vektor elemen panjang sepanjang arah arus $I$, $r$ adalah jarak dari elemen arus ke titik pengamatan, dan $\hat{r}$ adalah vektor satuan yang menunjuk dari elemen arus ke titik pengamatan. Produk silang ($d\vec{l} \times \hat{r}$) menunjukkan bahwa medan magnet ($\vec{B}$) selalu tegak lurus terhadap elemen arus ($d\vec{l}$) dan juga tegak lurus terhadap vektor posisi ($\hat{r}$). Arah $\vec{B}$ ditemukan menggunakan kaidah tangan kanan: jika ibu jari menunjuk arah arus, jari-jari yang melingkari menunjukkan arah medan magnet.
Gambar 1: Representasi Elemen Arus $I d\vec{l}$ dan Medan Magnet Diferensial $d\vec{B}$ yang dihasilkan di titik P, sesuai Hukum Biot-Savart.
Untuk mendapatkan medan magnet total ($\vec{B}$), kita harus mengintegrasikan ekspresi diferensial ini di sepanjang seluruh jalur yang dilalui oleh arus. Aplikasi klasik dari Biot-Savart meliputi perhitungan medan magnet yang dihasilkan oleh kawat lurus tak terhingga, loop melingkar, dan solenoida pendek. Dalam kasus kawat lurus tak terhingga, hasil integrasinya menunjukkan bahwa medan magnet berkurang sebanding dengan kebalikan jarak radial ($1/R$).
Sementara Hukum Biot-Savart adalah pendekatan integrasi yang fundamental, Hukum Ampere (dalam bentuk integral) menawarkan metode yang jauh lebih sederhana untuk menghitung $\vec{B}$ dalam kasus-kasus yang memiliki simetri tinggi, mirip dengan bagaimana Hukum Gauss menyederhanakan perhitungan medan $\vec{E}$.
Hukum Ampere menyatakan bahwa integral garis medan magnet ($\vec{B}$) di sepanjang lintasan tertutup (disebut loop Amperian) adalah sebanding dengan total arus tunak ($I_{\text{enclose}}$) yang menembus permukaan yang dibatasi oleh lintasan tersebut.
Kunci keberhasilan penggunaan Hukum Ampere terletak pada pemilihan loop Amperian yang tepat, di mana medan magnet ($\vec{B}$) harus memiliki besar yang konstan dan paralel (atau tegak lurus) terhadap elemen $d\vec{l}$ di sepanjang lintasan. Hukum ini digunakan secara luas untuk menghitung medan di sekitar kawat lurus panjang, di dalam solenoida, dan di dalam toroida.
Untuk mencapai pemahaman yang lebih umum dan menghubungkan magnetostatika dengan Persamaan Maxwell, kita perlu menggunakan bentuk diferensial Hukum Ampere. Dengan menerapkan Teorema Stokes pada bentuk integral, kita mendapatkan bentuk diferensialnya:
Persamaan ini menunjukkan bahwa sumber lokal dari medan magnet statis adalah kerapatan arus listrik ($\vec{J}$). Curl yang tidak nol ($\nabla \times \vec{B} \neq 0$) berarti medan magnet adalah medan yang berotasi (non-konservatif). Ini kontras dengan medan elektrostatik, di mana $\nabla \times \vec{E} = 0$.
Selain keberadaan sumbernya, magnetostatika juga dicirikan oleh sifat inheren medan magnet itu sendiri. Sifat paling penting adalah ketiadaan 'muatan magnetik' atau monopoli magnetik.
Dalam elektrostatika, Hukum Gauss melibatkan divergensi medan listrik ($\nabla \cdot \vec{E} = \rho / \epsilon_0$), yang menunjukkan bahwa garis medan listrik berasal dari muatan positif dan berakhir pada muatan negatif. Dalam magnetostatika, situasinya berbeda: tidak ada partikel dasar yang bertindak sebagai kutub magnetik tunggal (monopoli). Kutub utara selalu disertai kutub selatan.
Hal ini secara matematis diungkapkan melalui Hukum Gauss untuk Magnetisme, yang menyatakan bahwa divergensi medan magnet adalah nol:
Dalam bentuk integral, ini berarti fluks magnetik bersih yang melalui permukaan tertutup apa pun selalu nol:
Implikasi fisiknya sangat mendalam: garis-garis medan magnet selalu merupakan loop tertutup. Jika garis medan memasuki volume tertutup, garis yang sama harus keluar, menjamin tidak adanya sumber atau sumur magnetik. Sifat solenoidal ini adalah ciri khas fundamental magnetostatika.
Dalam medan elektrostatik, karena $\nabla \times \vec{E} = 0$, kita dapat mendefinisikan skalar potensial $V$ sedemikian rupa sehingga $\vec{E} = - \nabla V$. Dalam magnetostatika, karena $\nabla \cdot \vec{B} = 0$, kita dapat menggunakan identitas vektor yang menyatakan bahwa divergensi dari sebuah curl selalu nol. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan sebuah vektor potensial magnetik ($\vec{A}$) sedemikian rupa sehingga:
Pengenalan $\vec{A}$ menyederhanakan banyak perhitungan, terutama ketika berhadapan dengan masalah batas (boundary value problems). Ketika disubstitusikan ke dalam bentuk diferensial Hukum Ampere ($\nabla \times \vec{B} = \mu_0 \vec{J}$), dan dengan memilih kondisi gauge yang sesuai (Gauge Coulomb, $\nabla \cdot \vec{A} = 0$), kita mendapatkan persamaan diferensial vektor orde kedua yang sangat penting:
Persamaan ini adalah Persamaan Poisson vektor, yang identik dalam bentuknya dengan Persamaan Poisson skalar dalam elektrostatika. Solusinya, yang analog dengan potensial elektrostatik $V$, dapat diungkapkan sebagai integral volume:
Meskipun $\vec{A}$ tidak memiliki interpretasi fisik yang intuitif seperti potensial skalar $V$, ia memainkan peran krusial dalam teori medan yang lebih lanjut dan merupakan besaran fundamental dalam mekanika kuantum (melalui efek Aharonov-Bohm). Bekerja dengan $\vec{A}$ sering kali lebih mudah daripada bekerja langsung dengan $\vec{B}$, terutama karena $\vec{A}$ hanya memiliki satu komponen tak nol dalam banyak kasus simetri, sedangkan $\vec{B}$ mungkin memiliki komponen yang lebih kompleks.
Salah satu aspek paling penting dari magnetostatika adalah interaksi medan magnet dengan muatan bergerak, yang diatur oleh Gaya Lorentz. Gaya Lorentz adalah gaya elektromagnetik total yang dialami oleh partikel bermuatan ($q$) yang bergerak dengan kecepatan ($\vec{v}$) melalui daerah yang memiliki medan listrik ($\vec{E}$) dan medan magnet ($\vec{B}$).
Dalam konteks magnetostatika murni, di mana kita hanya mempertimbangkan komponen magnetik gaya Lorentz:
Beberapa poin kritis tentang gaya magnetik ini:
Aplikasi langsung dari Gaya Lorentz mencakup spektrometri massa, di mana partikel-partikel dipisahkan berdasarkan rasio massa terhadap muatan mereka setelah melintasi medan magnet, dan siklotron, akselerator partikel yang memanfaatkan medan magnet untuk menjaga lintasan partikel tetap melingkar saat energi mereka ditingkatkan.
Magnetostatika tidak hanya mempelajari medan yang dihasilkan oleh arus, tetapi juga bagaimana keberadaan material memengaruhi medan tersebut. Ketika suatu materi diletakkan di dalam medan magnet eksternal, materi tersebut merespons dengan menghasilkan medan magnet internalnya sendiri, sebuah fenomena yang disebut magnetisasi ($\vec{M}$).
Magnetisasi ($\vec{M}$) didefinisikan sebagai momen dipol magnetik per satuan volume. Keberadaan $\vec{M}$ pada material mengubah Persamaan Maxwell di dalam medium tersebut. Dalam kasus bahan magnetik, Hukum Ampere dimodifikasi. Untuk memisahkan kontribusi arus bebas (yang kita kendalikan) dari kontribusi arus terikat (yang dihasilkan oleh material), kita mendefinisikan Vektor Medan Magnet ($\vec{H}$):
Dalam bentuk diferensial, Hukum Ampere yang dimodifikasi menjadi lebih sederhana jika kita menggunakan $\vec{H}$:
Di sini, $\vec{J}_{\text{bebas}}$ adalah kerapatan arus yang disengaja (misalnya, arus pada kawat), sedangkan efek arus terikat (arus atomik) sudah termasuk dalam definisi $\vec{H}$.
Respons material terhadap medan eksternal $H$ dikategorikan berdasarkan hubungan antara $\vec{M}$ dan $\vec{H}$. Untuk banyak material, magnetisasi bersifat linier, di mana:
Di mana $\chi_m$ adalah suseptibilitas magnetik, sebuah konstanta tanpa dimensi yang menentukan seberapa mudah material tersebut dapat dimagnetisasi. Suseptibilitas ini menjadi dasar klasifikasi material:
Diamagnetisme terjadi pada semua materi, tetapi hanya terlihat jelas pada materi yang tidak memiliki momen dipol magnetik permanen (misalnya, gas mulia, tembaga, air). Ketika ditempatkan dalam medan eksternal, orbit elektron disesuaikan (sesuai Hukum Lenz) sedemikian rupa sehingga menghasilkan momen magnetik yang lemah dan berlawanan arah dengan medan eksternal. Suseptibilitasnya kecil dan negatif ($\chi_m \approx -10^{-5}$), menyebabkan materi ini sedikit ditolak oleh medan magnet.
Fenomena ini bersifat universal dan tidak bergantung pada suhu. Efeknya sangat lemah dan sering tertutup oleh jenis magnetisme lainnya jika ada. Contoh dramatis dari diamagnetisme adalah superkonduktor, yang menunjukkan diamagnetisme sempurna (Efek Meissner), di mana $\vec{B}$ di dalamnya sama dengan nol, dan $\chi_m = -1$.
Paramagnetisme terjadi pada materi yang atom atau molekulnya memiliki momen dipol magnetik permanen (karena elektron yang tidak berpasangan), tetapi momen-momen ini berorientasi acak karena agitasi termal, sehingga menghasilkan magnetisasi bersih nol tanpa medan eksternal. Ketika medan eksternal diterapkan, momen-momen dipol ini berusaha sejajar dengan medan, menghasilkan magnetisasi lemah yang searah dengan medan eksternal.
Suseptibilitasnya kecil dan positif ($\chi_m \approx 10^{-3}$ hingga $10^{-5}$). Karena orientasi dipol dipengaruhi oleh suhu, suseptibilitas paramagnetik mengikuti Hukum Curie, di mana $\chi_m$ berbanding terbalik dengan suhu absolut ($T$). Contoh bahan paramagnetik meliputi aluminium, oksigen, dan platina.
Ferromagnetisme adalah bentuk magnetisme paling kuat dan paling dikenal (besi, nikel, kobalt). Bahan feromagnetik memiliki momen dipol atom yang sangat kuat yang sejajar secara paralel di dalam domain magnetik makroskopik. Penjajaran ini disebabkan oleh interaksi kuantum kuat yang disebut interaksi pertukaran (exchange interaction).
Feromagnetik menunjukkan histeresis, yang berarti magnetisasi total ($\vec{M}$) bukan hanya fungsi dari medan eksternal ($\vec{H}$) saat ini, tetapi juga bergantung pada riwayat magnetisasi materi tersebut. Mereka dapat mempertahankan magnetisasi (magnet residu) bahkan setelah medan eksternal dihilangkan, menjadikannya bahan ideal untuk magnet permanen.
Ferromagnetisme hanya terjadi di bawah suhu Curie ($T_C$). Di atas suhu ini, agitasi termal mengalahkan interaksi pertukaran, dan materi tersebut bertransisi menjadi paramagnetik.
Sama seperti medan listrik yang menyimpan energi, medan magnet juga menyimpan energi. Konsep energi yang tersimpan ini sangat penting dalam analisis induktor dan perangkat penyimpanan energi magnetik.
Energi total ($U$) yang diperlukan untuk membangun konfigurasi arus tunak dalam suatu volume dapat dihitung melalui integrasi, dan hasilnya dapat diekspresikan dalam bentuk kerapatan energi yang tersebar di seluruh ruang yang ditempati oleh medan magnet ($\vec{B}$):
Di mana $u_m$ adalah kerapatan energi magnetik (Joule per meter kubik). Total energi yang tersimpan ($U$) di seluruh volume $V$ adalah integral dari kerapatan energi ini:
Persamaan ini memiliki peran sentral dalam fisika, menunjukkan bahwa medan magnet bukan sekadar deskripsi matematis, tetapi merupakan pembawa energi. Misalnya, dalam sebuah solenoida ideal, energi yang tersimpan ini berbanding lurus dengan induktansi $L$ dan kuadrat arus $I$ ($U = \frac{1}{2} L I^2$), menghubungkan konsep sirkuit dengan teori medan.
Karena medan magnet dapat mengerahkan gaya pada arus, konfigurasi medan magnet menghasilkan tekanan, yang dikenal sebagai tekanan magnetik. Tekanan ini berbanding lurus dengan kerapatan energi magnetik dan selalu menekan batas yang menahan medan tersebut. Tekanan magnetik adalah kunci dalam memahami fenomena astrofisika, seperti penahanan plasma dalam reaktor fusi Tokamak, di mana medan magnet yang kuat digunakan untuk menahan plasma yang sangat panas.
Meskipun magnetostatika dan elektrostatika berurusan dengan fenomena yang berbeda (arus vs. muatan), ada banyak kesamaan struktural dalam persamaan fundamental mereka. Perbandingan ini sering membantu dalam mengingat dan menerapkan konsep-konsep terkait:
| Konsep | Elektrostatika ($\vec{E}$) | Magnetostatika ($\vec{B}$) |
|---|---|---|
| Sumber | Kerapatan Muatan ($\rho$) | Kerapatan Arus ($\vec{J}$) |
| Hukum Gauss (Divergensi) | $\nabla \cdot \vec{E} = \rho / \epsilon_0$ | $\nabla \cdot \vec{B} = 0$ (Ketiadaan Monopoli) |
| Hukum Curl | $\nabla \times \vec{E} = 0$ | $\nabla \times \vec{B} = \mu_0 \vec{J}$ (Hukum Ampere) |
| Potensial | Potensial Skalar ($V$) | Potensial Vektor ($\vec{A}$) |
| Persamaan Poisson | $\nabla^2 V = - \rho / \epsilon_0$ | $\nabla^2 \vec{A} = - \mu_0 \vec{J}$ |
Perbedaan paling fundamental terletak pada geometri medan: medan $\vec{E}$ adalah irrotational (memiliki sumber dan sumur), sedangkan medan $\vec{B}$ adalah solenoidal (garis medan berupa loop tertutup). Karakteristik inilah yang memisahkan keduanya dan mendikte penggunaan potensial skalar untuk $\vec{E}$ dan potensial vektor untuk $\vec{B}$.
Prinsip-prinsip magnetostatika adalah landasan bagi berbagai teknologi yang tak terpisahkan dari kehidupan sehari-hari dan penelitian ilmiah tingkat lanjut. Pemahaman yang akurat tentang bagaimana medan magnet statis berinteraksi dengan material dan arus memungkinkan perancangan sistem yang sangat efisien.
Solenoida (kumparan kawat melingkar yang panjang) dan toroida (kumparan kawat melingkar berbentuk donat) adalah konfigurasi arus yang paling penting dalam magnetostatika karena menghasilkan medan magnet yang sangat seragam dan terkontrol di dalamnya.
Gambar 2: Medan magnet yang sangat seragam di dalam solenoida, hasil kunci dari Hukum Ampere.
Dengan menerapkan Hukum Ampere, kita menemukan bahwa medan magnet di dalam solenoida yang panjang dan ideal adalah seragam dan besarnya adalah $B = \mu_0 n I$, di mana $n$ adalah jumlah lilitan per satuan panjang. Medan di luar solenoida ideal hampir nol. Sifat ini menjadikannya komponen vital dalam elektromikrofon, relay elektromagnetik, dan superkonduktor yang digunakan untuk menghasilkan medan $B$ yang sangat tinggi (seperti pada MRI).
Toroida, di sisi lain, menjebak hampir semua medan magnet di dalam strukturnya. Toroida memiliki keunggulan dibandingkan solenoida karena medan magnetnya nol di luar dan medan di dalamnya (meskipun tidak sepenuhnya seragam) jauh lebih terkontrol, meminimalkan interferensi elektromagnetik eksternal.
Teknologi MRI adalah demonstrasi canggih dari prinsip magnetostatika dan resonansi magnetik nuklir (NMR). MRI menggunakan magnet superkonduktor raksasa untuk menghasilkan medan magnet statis ($\vec{B}_0$) yang sangat kuat dan sangat seragam (biasanya antara 1.5 T hingga 7 T) di sekitar pasien. Medan statis ini memaksa momen magnetik proton dalam tubuh (terutama air) untuk sejajar.
Keseragaman medan statis ini sangat penting; sedikit ketidakseragaman akan menyebabkan distorsi parah pada gambar. Magnetostatika menyediakan kerangka kerja untuk mendesain kumparan yang menghasilkan medan yang seragam ini, serta kumparan gradien tambahan yang menghasilkan variasi medan linier untuk memungkinkan lokalisasi spasial sinyal resonansi.
Dalam aplikasi sensitif (seperti pengukuran presisi atau perlindungan perangkat elektronik), seringkali perlu untuk melindungi volume tertentu dari medan magnet eksternal. Perisai magnetik statis dicapai dengan menggunakan bahan feromagnetik yang memiliki permeabilitas relatif sangat tinggi ($\mu_r \gg 1$), seperti Mu-metal.
Karena medan magnet cenderung mengikuti jalur resistansi terendah, bahan dengan permeabilitas tinggi akan 'menyerap' dan mengarahkan garis-garis medan magnet di sekeliling volume yang dilindungi, mirip dengan bagaimana konduktor mengalihkan garis-garis medan listrik. Perisai ini tidak meniadakan medan, tetapi mengalihkan fluks magnetik, menjaga medan di dalam volume terlindung tetap minimal.
Operasi motor arus searah (DC) adalah aplikasi langsung dari gaya Lorentz. Dalam motor, arus listrik dilewatkan melalui loop kawat yang ditempatkan dalam medan magnet statis yang dihasilkan oleh magnet permanen atau elektromagnet. Gaya Lorentz yang bekerja pada sisi-sisi loop menghasilkan torsi yang menyebabkan rotor berputar. Torsi ($\vec{\tau}$) pada loop arus yang memiliki momen dipol magnetik $\vec{\mu}$ dalam medan $\vec{B}$ diberikan oleh:
Sebaliknya, generator DC beroperasi pada prinsip induksi (yang secara teknis termasuk dalam elektrodinamika), namun medan magnet statis dasarnya tetap disediakan oleh magnet permanen atau kumparan DC. Efisiensi dan output daya kedua mesin ini sangat bergantung pada kekuatan dan konfigurasi medan magnet statis yang dihasilkan.
Meskipun magnetostatika memberikan pemahaman yang sangat akurat tentang medan yang dihasilkan oleh arus tunak, penting untuk menyadari batas-batas penerapannya. Magnetostatika adalah kasus khusus dari teori elektromagnetisme yang lebih umum, yaitu elektrodinamika.
Asumsi inti magnetostatika adalah $\partial \rho / \partial t = 0$ dan $\partial \vec{B} / \partial t = 0$. Ketika arus berubah seiring waktu (arus bolak-balik atau transient), medan magnet juga akan berubah. Perubahan medan magnet ini, menurut Hukum Faraday, akan menginduksi medan listrik. Ini menciptakan kopling antara medan listrik dan medan magnet yang tidak dapat dipisahkan lagi.
Dalam kondisi dinamis (waktu berubah), Persamaan Maxwell yang disederhanakan (Hukum Ampere magnetostatik) harus diperluas menjadi Hukum Ampere-Maxwell, yang mencakup istilah Arus Pergeseran ($\epsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t}$):
Istilah Arus Pergeseran ini mutlak diperlukan untuk memastikan konsistensi teori (yaitu, menjaga agar divergensi kedua sisi persamaan tetap nol) dan merupakan kunci fundamental dalam memprediksi keberadaan gelombang elektromagnetik.
Di bawah magnetostatika, interaksi dianggap instan. Gaya Lorentz dan Biot-Savart menyiratkan hubungan langsung antara sumber (arus) dan medan. Namun, dalam kerangka elektrodinamika yang benar, perubahan pada sumber tidak dirasakan seketika di titik pengamatan, melainkan merambat pada kecepatan cahaya ($c$).
Magnetostatika bekerja dengan baik sebagai aproksimasi karena dalam banyak skenario praktis, terutama yang melibatkan sistem DC dan frekuensi rendah, waktu yang dibutuhkan untuk merambatkan perubahan medan sangat kecil sehingga efek perlambatan (retardation effects) dapat diabaikan. Namun, ketika frekuensi meningkat atau jarak observasi sangat besar, aproksimasi magnetostatik tidak lagi valid, dan kita harus beralih ke solusi dinamis (elektrodinamika).
Secara keseluruhan, magnetostatika berdiri sebagai pilar penting fisika dan rekayasa. Ia menyediakan kerangka kerja yang kuat dan elegan untuk analisis semua sistem yang melibatkan arus listrik konstan atau magnet permanen. Dari inti bumi yang menghasilkan medan magnet global hingga kumparan di dalam setiap perangkat elektronik, prinsip-prinsip yang dikembangkan oleh Biot, Savart, dan Ampere terus menjadi alat yang tak tergantikan dalam memahami dan memanfaatkan kekuatan alam magnetik.