Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Medan Magnet dan Pembahasannya

Soal 1
Sebuah loop kawat pada bidang kertas membawa arus dalam arah berlawanan jarum jam seperti yang ditunjukkan pada gambar di samping. Arah medan magnetik di pusat loop adalah ke arah . . . .
A. kiri
B. kanan
C. dasar kertas
D. puncak kertas
E. luar halaman kertas​

Jawab: E
Dengan menerapkan aturan tangan kanan yaitu ketika kawat berarus listrik digenggam oleh tangan kanan, ibu jari jari menunjukkan arah arus listrik dan arah putaran keempat jari yang dirapatkan menyatakan arah garis-garis medan magnetik. 
           
        
Maka untuk soal ini arah medan magnetik di pusat loop adalah ke arah luar halaman kertas.

Soal 2
Gambar berikut yang menunjukkan arah induksi magnet yang benar akibat konduktor berarus I adalah . . . .

Jawab: D
Dengan aturan tangan kanan, arah induksi magnet yang benar akibat konduktor berarus I adalah gambar D. Karena tanda ⊙ menunjukkan keluar bidang halaman dan tanda ⊗ menunjukkan masuk bidang halaman.

Soal 3
Sebuah elektron e mula-mula bergerak dalam suatu gerak lurus menuju ke kanan dan memasuki suatu daerah yang mengandung medan listrik dan medan magnetik. Medan listrik diarahkan menuju puncak kertas, seperti ditunjukkan gambar di samping. Arah seharusnya medan magnetik dengan tujuan untuk mempertahankan elektron bergerak dalam arah garis lurus adalah menuju ke . . . .
A. puncak kertas
B. dasar kertas
C. luar kertas
D. kiri
E. kanan

Jawab:
Besar gaya yang dialami partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam medan magnetik (B) dengan kecepatan v adalah  F = qBv sin θ. Dengan θ sudut antara arah v dan arah B.

Jika partikelnya bermuatan positif, arah gaya yang dialami partikel searah dengan arah gaya F dan jika partikelnya bermuatan negatif, arah gaya yang dialami partikel berlawanan dengan arah gaya F.
Dari gambar garis medan listrik diarahkan ke atas, maka gaya listrik bekerja ke bawah (Karena elektron bermuatan negatif, elektron akan mengalami gaya listrik yang berlawanan dengan garis medan listrik.)

Agar elektron dapat tetap berada pada lintasan lurus, gaya yang dihasilkan pada elektron harus nol.
Karena gaya listrik pada elektron ke bawah maka gaya magnet yang bekerja pada elektron harus sama besarnya dan berarah ke atas.

Agar gaya magnet pada elektron berarah ke atas, maka medan magnet haruslah berarah ke luar bidang kertas.

Soal 4
Oersted mengamati bahwa suatu kawat berarus listrik menyebabkan jarum kompas di dekatnya menyimpang. Hasil percobaan diiterpretasikan sebagai bukti bahwa arus listrik . . . .
A. memagnetkan kawat
B. memagnetkan jarum kompas
C. melistrikkan jarum kompas
D. menciptakan suatu medan listrik
E. menciptakan suatu medan magnetik

Jawab: D
Pada tahun 1820, Oersted mempersembahkan demonstrasi kepada beberapa siswa sains. Ironisnya, ia berusaha menunjukkan kepada mereka bahwa listrik dan magnet tidak berhubungan. Dia menempatkan kawat dengan arus listrik yang mengalir melewatinya di sebelah kompas, yang memiliki jarum magnet. Seperti yang dia harapkan, jarum kompas tidak bergerak. Itu terus menunjuk ke arah kutub magnet utara Bumi.

Setelah demonstrasi, seorang siswa yang penasaran memegang kawat dekat kompas lagi, tetapi ke arah yang berbeda. Yang mengejutkan Oersted, jarum kompas berayun ke arah kawat sehingga tidak lagi menunjuk ke utara. Oersted tertarik. Dia mematikan arus di kawat untuk melihat apa yang akan terjadi pada jarum kompas. Jarum itu berayun kembali ke posisi semula, menunjuk ke utara sekali lagi. Oersted telah menemukan bahwa arus listrik menciptakan medan magnet. Medan magnet yang diciptakan oleh arus cukup kuat untuk menarik jarum kompas terdekat.

Oersted ingin mempelajari lebih lanjut tentang medan magnet yang diciptakan oleh arus. Dia menempatkan kompas di lokasi yang berbeda di sekitar kawat dengan arus yang mengalir melalui itu. Anda dapat melihat apa yang dia temukan pada Gambar di bawah ini. Garis-garis gaya magnet mengitari kawat dengan arah berlawanan arah jarum jam.

Kesimpulan:
  • Listrik dapat digunakan untuk menghasilkan medan magnet. Magnet yang dihasilkan oleh listrik disebut elektromagnetisme.
  • Pada tahun 1820, Oersted menemukan secara tidak sengaja bahwa arus listrik menciptakan medan magnet. Sebelum itu, para ilmuwan berpikir bahwa listrik dan magnet tidak berhubungan.
  • Oersted juga menggunakan kompas untuk menemukan arah medan magnet di sekitar kawat yang membawa arus.
Soal 5
Anggap bahwa suatu kilatan dapat dimodelkan sebagai arus lurus sangat panjang. Jika 14,4 C muatan melewati suatu titik dalam 1,60 x 10-3 s, besar medan magnetik pada jarak tegak lurus 30 m dari kilatan petir adalah . . . .
A. 7 x 10-6 T
B. 6 x 10-6 T
C. 9 x 10-6 T
D. 5 x 10-6 T
E. 2 x 10-6 T

Jawab:
Kuat arus yang dihasilkan dari kilatan adalah I = 14,4 C/(1,60 x 10-3 s) = 9000 A, maka besar medan magnetik pada jarak tegak lurus 30 m dari kilatan petir adalah

B = µ0I/2πa = (4π x 10-7)(9000)/(2π x 30 m) = 6 x 10-6 T

Soal 6
Dua kumparan melingkar M dan N diletakkan pada bidang yang sama dengan pusatnya berimpitan. Kumparan M memiliki 15 lilitan, jari-jari 2 cm dan dialiri arus 3 A. Kumparan N memiliki 50 lilitan, jari-jari 6 cm. Besar dan arah arus dalam N diatur sedemikian sehingga resultan medan magnetik pada titik pusat bersama adalah nol. Besar arus dalam kumparan N adalah . . . .
A. 0,8 A
B. 1,5 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 2,7 A

Jawab: E

Dari gambar di atas, jelas bahwa agar resultan medan magnetik pada titik pusat bersama adalah nol, maka kedua arus arahnya berlawanan sehingga menghasilkan medan magnet di titik pusat bersama arahnya berlawanan (BM masuk bidang kertas dan BN keluar bidang kertas, sesuai aturan tangan kanan), maka kita tuliskan

BM = BN

nMµ0IM/2aM = nNµ0 IN/2aN

15 x (3 A)/2 = 50 x IN/6

IN = 2,7 A

Soal 7
Solenoida dengan panjang 30 cdan m dan jari jari 4 cm terdiri atas 3.000 lilitan, dan dialiri arus listrik 10 A , besar fluks magnetik yang menembus permukaan penampang dibagian tengah solenoida adalah . . . .
A. 6,4π2 µWb
B. 64π2 µWb
C. 640π2 µWb
D. 64π2 mWb
E. 6,4π2 mWb

Jawab: B
besar medan magnetik dibagian tengah solenoida adalah

B = µ0IN/L dengan L adalah panjang solenoida

B = (4π x 10-7)(3000)(10 A)/(0,30 m) = 4π x 10-2 T

Maka, besar fluks magnetik yang menembus permukaan penampang dibagian tengah solenoida adalah

Φ = BA = 4π x 10-2 T x πr2
 Φ = 4π x 10-2 T x π(0,04 m)2 = 64π2 x 10-6 Wb = 64π2 µWb

0 Response to "Soal Medan Magnet dan Pembahasannya"

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