Soal Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus dan Pembahasannya 2
Soal 1
Arus dalam kawat pada gambar adalah I ampere.
Tunjukkan bahwa besar induksi magnetik di titik pusat kawat P akibat setiap segmen kawat adalah
BP = [µ0I/2πba]√(4a2 + b2)
Jawab:
Besar medan magnetik pada suatu titik di sekitar kawat bersarus adalah
B = [µ0I/(4πa)][sin θ1 + sin θ2]
Dengan a = jarak tegak lurus dari kawat ke titik tersebut.
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (1) adalah
B1 = [µ0I/(4π x ½b)][sin θ1 + sin θ2]
Dengan sin θ1 = sin 00 = 0 dan cos θ2 = a/√(a2 + b2/4) = 2a/√(4a2 + b2)
B1 = (µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (2) adalah
B = [µ0I/(4πa)][sin α + sin β]
B2 = (µ0I/4πa)(2b/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (3) sama dengan pada kawat (1) yaitu
B3 = (µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik total di titik pusat kawat P adalah
BP = B1 + B2 + B3
BP = (2µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2)) + (µ0I/4πa)(2b/√(4a2 + b2))
BP = [µ0I/2πba]√(4a2 + b2)
Soal 2
Sebuah kawat berbentuk lingkaran terdiri atas 40 lilitan jari-jari lingkaran 10 cm. Agar induksi magnetik di pusat lingkaran sama dengan 5π × 10-3 T, tentukan kuat arus listrik yang mengalir.
Jawab:
Medan magnet di pusat lingkaran ditentukan dengan
B = µ0IN/2r
Dengan r adalah karak dari pusat ke kawat. Maka
5π × 10-3 T = (4π × 10-7 Tm/A)(I)(40)/(0,2)
I = 62,5 A
Soal 3
Seutas kawat lurus dilengkungkan membentuk garis-garis yang berarah radial dan busur-busur lingkaran yang yang berpusat di titik P seperti ditunjukkan pada gambar .
Tentukan besar dan arah induksi magnetik B di P. (Dengan b = 2a dan θ = 600)
Jawab:
Misalkan busur yang lebih kecil mengalami medan magnet BP1 maka
BP1 = (θ/360)μ0I/(2πa) = μ0I/(12πa) (masuk bidang kertas)
Dan busur besar mengalami medan magnet BP2, maka
BP2 = (θ/360)μ0I/(2π x 2a) = μ0I/(24πa) (keluar bidang kertas)
Jika arah masuk bidang kertas adalah positif maka
BP = BP1 + BP2
BP = (μ0I/24πa)
Soal 4
Sebuah solenoida memiliki diameter 3 cm panjang 50 cm dan terdiri atas 450 lilitan. Tentukan besar induksi magnetik dipusat dan di ujung solenoida ketika arus listrik melalui kumparan adalah 7 A.
Jawab:
Besar induksi magnetik di pusat solenoida diberikan oleh
B = μ0IN/L = (4π × 10-7 Tm/A)(7 A)(450)/0,5 m = 2,52π x 10-3 T
Arus dalam kawat pada gambar adalah I ampere.
Tunjukkan bahwa besar induksi magnetik di titik pusat kawat P akibat setiap segmen kawat adalah
BP = [µ0I/2πba]√(4a2 + b2)
Jawab:
Besar medan magnetik pada suatu titik di sekitar kawat bersarus adalah
B = [µ0I/(4πa)][sin θ1 + sin θ2]
Dengan a = jarak tegak lurus dari kawat ke titik tersebut.
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (1) adalah
B1 = [µ0I/(4π x ½b)][sin θ1 + sin θ2]
Dengan sin θ1 = sin 00 = 0 dan cos θ2 = a/√(a2 + b2/4) = 2a/√(4a2 + b2)
B1 = (µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (2) adalah
B = [µ0I/(4πa)][sin α + sin β]
B2 = (µ0I/4πa)(2b/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik di titik pusat kawat P oleh kawat (3) sama dengan pada kawat (1) yaitu
B3 = (µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2))
besar induksi magnetik total di titik pusat kawat P adalah
BP = B1 + B2 + B3
BP = (2µ0I/πb)(a/√(4a2 + b2)) + (µ0I/4πa)(2b/√(4a2 + b2))
BP = [µ0I/2πba]√(4a2 + b2)
Soal 2
Sebuah kawat berbentuk lingkaran terdiri atas 40 lilitan jari-jari lingkaran 10 cm. Agar induksi magnetik di pusat lingkaran sama dengan 5π × 10-3 T, tentukan kuat arus listrik yang mengalir.
Jawab:
Medan magnet di pusat lingkaran ditentukan dengan
B = µ0IN/2r
Dengan r adalah karak dari pusat ke kawat. Maka
5π × 10-3 T = (4π × 10-7 Tm/A)(I)(40)/(0,2)
I = 62,5 A
Soal 3
Seutas kawat lurus dilengkungkan membentuk garis-garis yang berarah radial dan busur-busur lingkaran yang yang berpusat di titik P seperti ditunjukkan pada gambar .
Tentukan besar dan arah induksi magnetik B di P. (Dengan b = 2a dan θ = 600)
Jawab:
Misalkan busur yang lebih kecil mengalami medan magnet BP1 maka
BP1 = (θ/360)μ0I/(2πa) = μ0I/(12πa) (masuk bidang kertas)
Dan busur besar mengalami medan magnet BP2, maka
BP2 = (θ/360)μ0I/(2π x 2a) = μ0I/(24πa) (keluar bidang kertas)
Jika arah masuk bidang kertas adalah positif maka
BP = BP1 + BP2
BP = (μ0I/24πa)
Soal 4
Sebuah solenoida memiliki diameter 3 cm panjang 50 cm dan terdiri atas 450 lilitan. Tentukan besar induksi magnetik dipusat dan di ujung solenoida ketika arus listrik melalui kumparan adalah 7 A.
Jawab:
Besar induksi magnetik di pusat solenoida diberikan oleh
B = μ0IN/L = (4π × 10-7 Tm/A)(7 A)(450)/0,5 m = 2,52π x 10-3 T
Post a Comment for "Soal Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus dan Pembahasannya 2"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!