Cara Menghitung Medan Magnet

Untuk penjelasan, yukk simak video di bawah ini !

Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=eqSysEvMZMU

Medan Magnet oleh Kawat Lurus

Medan magnet oleh kawat lurus adalah medan magnet yang dihasilkan dari aliran arus listrik yang melewati kawat lurus.

Arah medan magnet keluar dari bidang gambar ditentukan oleh arah (ds x r) dengan i sebagai arah arus yang mengalir. Setiap elemen panjang dL = dy dan

Induksi magnetik B di titik P dapat diperoleh dengan rumus berikut.

Jika kawat dianggap tak terhingga, persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut.

Medan Magnet oleh Kawat Melingkar

Medan magnet oleh kawat melingkar adalah medan magnet yang dihasilkan dari aliran arus listrik oleh kawat melingkar.

Medan magnet di pusat kawat dapat ditentukan dengan memisalkan x = 0 sehingga dirumuskan sebagai berikut.

Hukum Biot-Savart
Eksperimen Biot dan Savart menghasilkan ungkapan matematis yang memberikan medan magnet di sembarang titik dalam ruang dalam bentuk arus yang menghasilkan medan magnet tersebut. Secara matematis hukum Biot-Savart dapat dituliskan sebagai

Berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan materi Medan Magnet dibahas di kelas XII (12) SMA, kawat lurus, kawat melingkar, solenoida dan toroida :

Soal No. 1
Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 A seperti gambar berikut !



Tentukan :
a) Kuat medan magnet di titik P
b) Arah medan magnet di titik P
c) Kuat medan magnet di titik Q
d) Arah medan magnet di titik Q

Pembahasan
a) Kuat medan magnet (B) dari suatu titik yang berjarak a dari suatu kawat lurus panjang yang dialiri kuat arus i adalah :



Kuat medan magnet di titik P :



b) Arah ditentukan dengan kaidah tangan kanan, dimana ibu jari mewakili arah arus dan empat jari sebagai arah medan magnet dengan posisi tangan menggenggam kawat. Sehingga arah kuat medan magnet di titik P adalah keluar bidang baca (mendekati pembaca).
c) Kuat medan magnet di titik Q :



d) Arah medan masuk bidang baca (menjauhi pembaca)

Soal No. 2
Perhatikan gambar berikut ini!



Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik P !

Pembahasan
Arus A akan menghasilkan medan magnet di titik P dengan arah masuk bidang, sementara arus B menghasilkan medan magnet dengan arah keluar bidang .



Arah sesuai B_a yaitu masuk bidang.

Soal No. 3
Kawat A dan B terpisah sejauh 1 m dan dialiri arus listrik berturut-turut 1 A dan 2 A dengan arah seperti ditunjukkan gambar di bawah.



Tentukan letak titik C dimana kuat medan magnetnya adalah NOL!

Pembahasan
Agar kuat medan nol, kuat medan yang dihasilkan kawat A dan kawat B harus berlawanan arah dan sama besar. Posisi yang mungkin adalah di sebelah kiri kawat A atau di sebelah kanan kawat B. Mana yang harus di ambil, ambil titik yang lebih dekat ke kuat arus lebih kecil. Sehingga posisinya adalah disebelah kiri kawat A namakan saja jaraknya sebagai x.


 

Baca Juga :

Apa Itu Medan Magnet dan Bagaimana Rumusnya ?

Tonton Video Pembahasan Contoh Soal Medan Magnet

Pengertian Gaya Lorentz dan Contoh Soal

Soal No. 4
Tiga buah kawat dengan nilai dan arah arus seperti ditunjukkan gambar berikut!



Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik P yang berjarak 1 meter dari kawat ketiga!

Pembahasan
Pada titik P terdapat tiga medan magnet dari kawat I (masuk bidang), kawat II (keluar bidang) dan kawat III (masuk bidang).



Arah masuk bidang baca.

Soal No. 5
Perhatikan gambar berikut. Kawat A dan B dialiri arus listrik I₁ dan I₂ masing-masing sebesar 2 A dan 3 A dengan arah keluar bidang baca.



Tentukan besar dan arah kuat medan magnet di titik C yang membentuk segitiga sama sisi dengan titik A dan B!

Pembahasan

Mencari B1 dan B2



Kuat medan total di titik C gunakan rumus vektor dan 10⁻⁷ misalkan sebagai x.



Arah medan magnet :



Soal No. 6
Titik P berada di sekitar dua buah penghantar berbentuk setengah lingkaran dan kawat lurus panjang seperti gambar berikut!



Tentukan besar kuat medan magnet di titik P!

Pembahasan
Kuat medan dari kawat setengah lingkaran arah masuk bidang baca namakan B₁ dan kuat medan magnet dari kawat lurus namakan B₂ arah keluar bidang baca :



Arah sesuai arah B₁ masuk bidang baca. (Thanks to Destia,..)

Soal No. 7
Tentukan besar kuat medan magnet di titik P yang berada pada poros suatu penghantar melingkar pada jarak 8 cm jika kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 1 A!



Pembahasan



Soal No. 8
Perhatikan gambar :



l = kawat panjang
A = bidang datar tegak lurus I
N = Titik berada pada bidang A berjarak 1 cm dari i

Kawat I dialiri arus i = 50 ampere i ke atas. Besar induksi magnetik di B....
A. 10⁻² webber m⁻²
B. 10⁻³ webber m⁻²
C. 10⁻⁴ webber m⁻²
D. 10⁻⁵ webber m⁻²
E. 10⁻⁶ webber m⁻²
(Dari soal Ebtanas 1986)

Pembahasan
Kuat medan magnetik di sekitar kawat lurus berarus



Soal No. 9
Suatu solenoid panjang 2 meter dengan 800 lilitan dan jari-jari 2 cm. Bila solenoid itu dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukanlah induksi magnet pada ujung solenoid. (µo = 4π .10^–7 Wb.A^–1.m^–1 ).
A. 4π .10^–5 Wb.m^–2
B. 8π .10^–7 Wb.m^–2
C. 4π .10^–6 Wb.m^–2
D. 8π .10^–5 Wb.m^–2
E. 2π .10^–4 Wb.m^–2
(Dari soal Ebtanas 1988)

Pembahasan
Kuat medan magnet dari solenoida, lokasi di ujung solenoid



Soal No. 10
Seutas kawat panjang berarus listrik I. Sebuah titik berjarak a dari kawat tersebut mempunyai induksi magnetik B. Besar induksi magnetik di suatu titik berjarak 3a dari kawat tersebut adalah...
A. 3B
B. 2B
C. B
D. ¹/₂ B
E. ¹/₃ B
(Soal Ebtanas 1993)

Pembahasan
Perbandingan kuat medan magnet antara dua titik di sekitar kawat lurus
a₁ = a
a₂ = 3a
B₁ = B
B₂ =....



Soal No. 11
Kawat seperempat lingkaran dialiri arus 5 A seperti gambar berikut.



Jika jari-jari kawat melingkar adalah 40 cm, tentukan kuat medan magnet di titik P!

Pembahasan
Kuat medan magnet oleh kawat seperempat lingkaran di titik P



Sehingga

Baca Juga :

Tonton Video Pembahasan Contoh Soal Medan Magnet