Contoh Soal Medan Magnetik Solenoida dan Toroida
Contoh Soal Medan Magnetik Solenoida dan Toroida - Solenoida merupakan lilitan kawat yang berbentuk melingkar pada suatu silinder. Berikut ini merupakan gambar solenoida.
Medan magnetik di dalam solenoida sama dengan resultan medan magnetik yang dihasilkan oleh setiap lilitan. Pada gambar di atas, ujung kanan merupakan tempat keluarnya garis-garis medan magnetik B, sehingga berperan sebagai kutub utara dan ujung kiri berperan sebagai kutub selatan. Besarnya medan magnetik pada solenoida dibagi menjdi dua, yaitu di pusat solenoida dan di ujung solenoida.
📢 Medan magnetik di pusat solenoida
📢 Medan magnetik di ujung solenoida
Medan magnetik di dalam solenoida sama dengan resultan medan magnetik yang dihasilkan oleh setiap lilitan. Pada gambar di atas, ujung kanan merupakan tempat keluarnya garis-garis medan magnetik B, sehingga berperan sebagai kutub utara dan ujung kiri berperan sebagai kutub selatan. Besarnya medan magnetik pada solenoida dibagi menjdi dua, yaitu di pusat solenoida dan di ujung solenoida.
Keterangan:
B = medan magnetik pada solenoida (T);
I = kuat arus (A);
L = panjang solenoida (m);
N = banyaknya lilitan solenoida; dan
μ0 = 4π x 10-7 Wb/A.m.
Solenoida dapat dibentuk menjadi lengkungan yang disebut toroida. Contoh toroida ditunjukkan oleh gambar berikut.
Pada gambar di atas, toroida yang memiliki jari-jari a, di mana a = (R1 + R2), dialiri arus listrik sebesar I. Jika banyaknya lilitan adalah N, maka besar medan magnetik di sumbu toroida dirumuskan sebagai berikut.
Pada gambar di atas, toroida yang memiliki jari-jari a, di mana a = (R1 + R2), dialiri arus listrik sebesar I. Jika banyaknya lilitan adalah N, maka besar medan magnetik di sumbu toroida dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
N = banyaknya lilitan;
I = kuat arus listrik (A);
a = jari-jari efektif (m);
R1 = jari-jari dalam (m);
R2 = jari-jari luar (m); dan
μ0 = 4π x 10-7 Wb/A.m.
SOAL 1
Pernyataan yang benar tentang kuat medan magnetik di pusat solenoida adalah ....
SOAL 2
Sebuah solenoida dengan panjang 2 m menghasilkan medan magnetik 8π x 10-6 T di sumbunya. Jika jumlah lilitan adalah 20, maka kuat arus yang mengalir adalah ....
SOAL 3
Kuat arus sebesar 2 A mengalir pada sebuah solenoida yang panjangnya 100 cm. Jika kuat medan magnetik yang dihasilkan di ujung solenoida 4π x 10-4 T, maka jumlah lilitan pada solenoida tersebut adalah ....
SOAL 4
Solenoida yang terdiri 100 lilitan dialiri arus listrik 5 A. Jika panjang solenoida 5 m, maka kuat medan magnetik di ujung solenoida tersebut adalah ....
SOAL 5
Sebuah solenoida dengan 1000 lilitan, menghasilkan medan magnetik di pusatnya sebesar 2π x 10-2 T. Jika kuat arus yang mengalir 10 A, maka panjang solenoida tersebut adalah ....
SOAL 6
Sebuah toroida dengan jumlah lilitan 100 memiliki jari-jari efektif 10 cm. Jika toroida tersebut dialiri arus 2 A, maka medan magnetik yang ditimbulkan di sumbunya adalah ....
SOAL 7
Sebuah toroida menghasilkan medan magnetik sebesar 60 T. Jika kuat arus yang mengalir 3 A dan jumlah lilitannya 100, maka jari-jari efektifnya adalah ....
SOAL 8
Sebuah toroida memilki 1000 lilitan dan menghasilkan medan magnetik sebesar 40 T. Jika jari-jari dalam dan luarnya berturut-turut 4 m dan 6 m, maka kuat arus yang mengalir adalah ....
SOAL 9
Sebuah toroida dialiri arus listrik I A. Jika kuat arus tersebut dinaikkan menjadi 2I A dan besaran lain dibuat tetap, maka pernyataan yang benar adalah ....
SOAL 10
Sebuah toroida dialiri arus 2 A. Jika jari-jari efektifnya 10 cm dan banyaknya lilitan adalah 40, maka besar medan magnetik yang ditimbulkan di sumbu toroida tersebut adalah ....