Contoh Soal Gaya Magnetik antara Dua Kawat Sejajar
Contoh Soal Gaya Magnetik antara Dua Kawat Sejajar - Keadaan tarik menarik dan tolak menolak yang terjadi dua pengendara tersebut sama dengan keadaan dua kawat saat dialiri arus dengan arah tertentu dalam pengaruh medan magnetik. Lalu bagaimana gaya magnetik yang dialami kawat tersebut?
Ilustrasi di atas menggambarkan dua buah kawat sejajar yang terpisah sejauh a kemudian dialiri arus listrik masing-masing sebesar I1 dan I2. Ternyata, masing-masing kawat akan menghasilkan medan magnetik B1 dan B2. Kawat yang dialiri arus listrik I1berada pada pengaruh medan magnetik B2. Sebaliknya, kawat yang dialiri arus listrik I2berada pada pengaruh medan magnetik B1.
Beradasarkan teori yang sudah kalian pelajari, jika kawat berarus listrik berada pada pengaruh medan magnetik, maka kawat tersebut akan mengalami gaya magnetik. Begitu pula saat dua kawat berarus listrik berada pada pengaruh medan magnetik, keduanya akan mengalami gaya magnetik. Jika arah arus dari kedua kawat tersebut sama, maka kedua kawat akan saling tarik menarik. Sebaliknya, jika arah arus dari dua kawat tersebut berbeda, maka kedua kawat tersebut akan saling tolak menolak. Keadaan tersebut ditunjukkan oleh gambar berikut.
Beradasarkan teori yang sudah kalian pelajari, jika kawat berarus listrik berada pada pengaruh medan magnetik, maka kawat tersebut akan mengalami gaya magnetik. Begitu pula saat dua kawat berarus listrik berada pada pengaruh medan magnetik, keduanya akan mengalami gaya magnetik. Jika arah arus dari kedua kawat tersebut sama, maka kedua kawat akan saling tarik menarik. Sebaliknya, jika arah arus dari dua kawat tersebut berbeda, maka kedua kawat tersebut akan saling tolak menolak. Keadaan tersebut ditunjukkan oleh gambar berikut.
Secara matematis, besarnya gaya magnetik yang ditimbulkan oleh dua kawat penghantar tersebut dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
F = gaya tarik menarik atau tolak menolak antara kedua kawat (N);
µ0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7 Wb/Am);
I1 = kuat arus pada kawat pertama (A);
I2 = kuat arus pada kawat kedua (A);
a = jarak antara kedua kawat (m); dan
l = panjang kawat (m).
F = gaya tarik menarik atau tolak menolak antara kedua kawat (N);
µ0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7 Wb/Am);
I1 = kuat arus pada kawat pertama (A);
I2 = kuat arus pada kawat kedua (A);
a = jarak antara kedua kawat (m); dan
l = panjang kawat (m).
Untuk menentukan gaya magnetik tiap satuan panjang kawat tersebut dapat digunakan persamaan berikut ini.
Jika kuat arus antara I1 = I2 = 1 A dan jarak kedua kawat tersebut a = 1 m, maka nilai gaya magnetik persatuan panjangnya adalah 2 x 10-7 N/m. Gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak antara dua kawat lurus sejajar yang dialiri arus 1 ampere ini merupakan dasar pendefinisian 1 ampere. Oleh karena itu, 1 ampere didefinisikan sebagai kuat arus yang mengalir pada setiap kawat dari dua kawat penghantar yang terpisah sejauh 1 meter dengan gaya persatuan panjang 2 x 10-7 N/m.
SOAL 1
Dua kawat lurus terpisah sejauh 1 m. Kedua kawat tersebut dialiri arus 4 A dan 6 A yang arahnya saling berlawanan. Gaya magnetik per satuan panjang yang dihasilkan adalah sebesar ....
SOAL 2
Kuat arus sebesar 2 A dan 4 A mengalir secara berlawanan pada dua kawat sejajar yang memiliki panjang 20 meter. Jika gaya tolak menolak yang diinginkan adalah 20 N, maka kedua kawat tersebut harus diletakkan sejauh ....
SOAL 3
Dua kawat sejajar yang memiliki panjang 20 m, dialiri arus sebasar 5 A dan 10 A. Jika kedua kawat terpisah sejauh 2 m, maka gaya tarik menarik yang dihasilkan adalah ....
SOAL 4
Perhatikan pernyataan berikut ini.
1. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus searah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tolak menolak.
2. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus searah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tarik menarik.
3. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus berlawanan arah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tolak menolak.
4. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus berlawanan arah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tarik menarik.
2. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus searah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tarik menarik.
3. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus berlawanan arah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tolak menolak.
4. Jika kawat lurus sejajar dialiri arus berlawanan arah, maka akan dihasilkan gaya magnetik yang saling tarik menarik.
Pernyataan yang tepat tentang gaya magnetik yang dihasilkan pada dua kawat sejajar adalah ....
SOAL 5
Definisi satu ampere adalah ....
SOAL 6
Gaya magnetik persatuan panjang yang dihasilkan dari dua kawat sejajar yang dipisahkan sejauh 1 m adalah 2 x 10-6 N/m. Kuat arus yang mengalir adalah searah. Jika salah satu nilai kuat arus yang mengalir bernilai 10 A, maka kuat arus yang lain bernilai ....
SOAL 7
Pernyataan berikut ini yang benar tentang gaya magnetik yang dihasilkan dari dua kawat sejajar adalah ....
SOAL 8
Dua kawat lurus terletak secara sejajar dan dilairi arus 4 A dan 2 A yang saling berlawanan. Jika kedua kawat tersebut menghasilkan gaya magnetik persatuan panjang sebesar 2 x 10-5 N, maka jarak antara dua kawat tersebut adalah ....
SOAL 9
Dua kawat sejajar dialiri arus searah sebesar 10 A dan 5 A. Jika kedua kawat terpisah sejauh 5 m, maka gaya magnetik persatuan panjangnya adalah ....
SOAL 10
Pernyataan berikut ini benar tentang gaya magnetik antara dua kawat sejajar, kecuali ....