Contoh Soal Medan Magnetik di sekitar Kawat Melingkar Berarus

Contoh Soal Medan Magnetik di sekitar Kawat Melingkar Berarus - Medan magnetik di sebuah titik yang memiliki jarak tertentu terhadap pusat lingkaran kawat dapat ditentukan menggunakan hukum Biot-Savart. Untuk memahaminya, perhatikan gambar di bawah ini.

        Pada gambar di atas titik P berjarak sejauh x dari pusat sebuah kawat melingkar yang berjari-jari a. Jarak antara titik P dan kawat melingkar yang dialiri arus listrik I adalah r. Berdasarkan hukum Biot-Savart, medan magnetik B di titik P dirumuskan sebagai berikut.

B=μ0Ia22r3 $B=\frac{{\mu }_{0}I{a}^2}{2r^3}$

Keterangan:

I = kuat arus yang mengalir;

a = jari-jari kawat; dan

r = jarak titik dari lingkaran kawat yang besarnya dapat dicari dengan menggunakan teorema Pythagoras.

Berdasarkan gambar tersebut nilai r adalah r=x2+a2−−−−−−√ $r=\sqrt{x^2+a^2}$, sehingga besar medan magnetiknya dapat ditulis seperti berikut.

B=μ0Ia22(x2+a2)32 $B=\frac{{\mu }_{0}I{a}^2}{2{(x^2+a^2)}^{\frac{3}{2}}}$

Jika titik P berada di pusat lingkaran atau x = 0, maka besar medan magnetiknya adalah sebagai berikut.

B=μ0I2a $B=\frac{{\mu }_{0}I}{2a}$

Apabila kawat tersebut terdiri dari N lilitan, maka besar medan magnetiknya adalah sebgai berikut.

B=μ0IN2a $B=\frac{{\mu }_{0}IN}{2a}$

Arah medan magnetik pada kawat melingkar, dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu arah ibu jari menunjukkan arah medan magnetik, sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik.

SOAL 1

Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik sebesar 4 A. Jika jari-jari lingkaran kawat tersebut 8 cm dan jarak titik P terhadap sumbu kawat melingkar adalah 6 cm, maka besar medan magnetik di pusat kawat melingkar tersebut adalah ....

SOAL 2

Sebuah kumparan terdiri dari kawat melingkar yang berjari-jari 10 cm dan memiliki 40 lilitan. Jika arus listrik yang mengalir dalam kumparan tersebut 8 A, maka besar medan magnetik di pusat kumparan adalah ....

SOAL 3

Pernyataan yang benar tentang medan magnetik di pusat kawat melingkar adalah ....

SOAL 4

Suatu titik P diletakkan 4 cm dari pusat kumparan. Jika jari-jari kumparan tersebut adalah 3 cm dan arus listrik yang mengalir adalah 10 A, maka besar medan magnetik di titik P adalah ....

SOAL 5

Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan jari-jari 8 cm. Jika besar medan magnetik di pusat lingkaran 40π T, maka kuat arus yang mengalir adalah ....

SOAL 6

Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan jari-jari 8 cm. Jika kawat tersebut memiliki 20 lilitan dan dialiri arus 1,6 x 107 A, maka besar medan megnetik yang ditimbulkan adalah ....

SOAL 7

Sebuah kawat penghantar melingkar dengan jari-jari 2 cm dialiri arus listrik 10 A. Medan magnetik yang dihasilkan di pusat kawat adalah 10-4 π T. Jika kuat arus pada kawat tersebut diturunkan menjadi setengahnya, maka medan magnetik yang dihasilkan menjadi ....

SOAL 8

Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dan terdiri dari N lilitan. Pernyatan berikut yang benar tentang besar medan megnetik yang ditimbulkan di pusat penghantar tersebut adalah ....

SOAL 9

Jika sebuah kawat penghantar melingkar menghasilkan medan magnetik di pusat 10π T dan dialiri arus 5 A, maka jari-jari kawat tersebut adalah ....

SOAL 10

Arus listrik sebesar A A dialirkan pada sebuah kawat penghantar yang berbentuk lingkaran. Jika kuat arusnya diperbesar menjadi 2A A dan besaran yang lain dibuat tetap, maka pernyataan berikut ini yang tepat adalah ....

Share this post