Soal Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus dan Pembahasan

Soal 1
Untuk kawat seperti pada gambar di bawah ini. Tentukan arah dan besar medan magnetik pada pusat kawat.
Jawab:
Dengan menggunakan aturan tangan kanan,
Medan magnetik pada setengah lingkaran di bagian atas pada pusat kawat adalah
Batas = ½(μ0I1/2R) arah masuk bidang kertas
Batas = ½ (4π x 10-7)(8)/(2 x 0,05) = 1,6π x 10-5 T
Medan magnetik pada setengah lingkaran di bagian bawah pada pusat kawat adalah
Bbawah = ½(μ0I2/2R) arah keluar bidang kertas
Bbawah = ½ (4π x 10-7)(3)/(2 x 0,05) = 1,2π x 10-6 T
Maka totak medan magnetik dipusat kawat melingkar tersebut adalah
B = Batas (masuk bidang kertas ) + Bbawah (keluar bidang kertas)
   = 1,6π x 10-5  – 1,2π x 10-6
B = 1,48π x 10-5 T arah masuk bidang kertas

Soal 2

Temukan arah dan besar medan magnet pada titik P untuk sistem kabel yang ditunjukkan pada gambar.

Jawab:
Sistem kabel yang ditunjukkan pada Gambar terdiri dari dua lingkaran melingkar yang simetris: Loop 1 dan Loop 2 (lihat Gambar). Kemudian medan magnet total pada titik P adalah jumlah dari dua medan magnet: medan magnet karena Loop 1 dan medan magnet karena Loop 2.
Besarnya medan magnet di pusat lingkaran lingkaran dengan radius R diberikan oleh
B = μ0I/2R
Untuk Loop 1 jari-jarinya adalah (lihat Gambar) R = 15 cm = 0,15 m dan I = 10 A
Besarnya medan magnet B1 adalah
B = μ0I/2R1 = 4π x 10-7 x 10/(2 x 0,15) = 4,19 x 10-5 T
Untuk loop 2, jari-jarinya R2 = 10 cm = 0,1 m dan I = 10 A,

Besar medan magnet B2 adalah
B = μ0I/2R2 = 4π x 10-7 x 10/(2 x 0,10) = 6,28 x 10-5 T
Dengan aturan tangan kanan, kita dapatkan bahwa arah kedua medan magnet masuk bidang kertas, maka medan magnetik total pada titik P adalah
BP = B1 + B2
     = 4,19 x 10-5 T + 6,28 x 10-5 T
BP = 1,047 x 10­-4 T arahnya masuk bidang kertas

Soal 2
Dua kawat berarus melingkar berjari berarus 6 cm di pasang sejajar pada jarak 8 cm satu sama lain. Arus I1 = I2 = 3 A mengalir melalui kawat pada arah yang sama. (a) Hitung kuat medan magnetik di pusat lingkaran salah satu kawat dan (b) hitung medan listrik pada sumbu di tengah-tengah kedua kumparan dan untuk masing-masing kumparan terdiri dari 100 lilitan.

Jawab:
(a) Kuat arus yang mengalir pada arah yang sama kuat medan magnetik di titik P akibat loop arus I1 adalah


BA = μ0I1R2/2r3 = μ0Ia2/2r3

Kuat medan titik P akibat loop arus I2 adalah
BB = μ0I1/2a = μ0I/2a
Dengan aturan tangan kanan untuk mengetahui arah medan magnetik pada titik P akibat kedua arus pada masing-masing kumparan kita dapatkan

BP = BA + BB = μ0Ia2/2r3 + μ0I/2a
BP = μ0I/2[a2/r3 + 1/a] atau
BP = 4π x 10-7 x 3/2[(1/0,06) + (0,062/0,13)]
BP = 1,22π x 10-5 T

(b) Misalkan jari-jari kedua kumparan b. Kuat medan magnetik di titik Q yang terletak pada tengah-tengah sumbu loop:
B1 = μ0I1R2/2r3 = μ0Ib2/2r3

Kuat medan magnetik di titik Q yang terletak pada sumbu suatu kumparan yang terdiri dari N loop sama dengan NB1.
BN = Nμ0Ib2/2r3
Dengan menggunakan aturan tangan kanan kita lihat bahwa besarnya kuat medan magnetik akibat kedua kumparan arahnya sama dan besarnya juga sama kuat medan magnetik total di titik Q adalah
Btotal = 20Ib2/2r3 = 0Ib2/r3
r dicari dengan rumus
r = [62 + (4)2]1/2 = 2√13 cm
Btotal = 100 x 4π x 10-7 x 3 x (0,06)2/[(2√13)3]
Btotal = 3,62 x 10-9 T

0 Response to "Soal Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus dan Pembahasan "

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel