Medan Magnetik

Terakhir di update 21 April 2020

Rumus-Rumus

Kawat Lurus

Kawat Melingkar

Kawat Selonoida

Kawat Toroida

Keterangan :
B = medan magnet (T)
𝜇₀ = permeabilitas ruang hampa
I = kuat arus (A)
a = jarak (m)
N = jumlah lilitan
L = panjang logam (m)

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No.1

Sebuah muatan berada di dekat kawat lurus yang dialiri arus listrik sebesar 2 A yang berjarak 2 cm dari kawat. Berapakah kuat medan magnet yang dirasakan muatan tersebut …(𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷)

A. 2 × 10⁻⁵ T

B. 3 × 10⁻⁶ T

C. 2 × 10⁻⁷ T

D. 4π × 10⁻⁵ T

E. 2π × 10⁻⁵ T

Lihat juga : Induksi Elektromagnetik

Pembahasan

I = 2 A

a = 2 cm = 0,02 m

𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷

B = 𝜇₀I/2πa

B = (4π)(10⁻⁷ × 2)/(2π)(0,02)

B = (8π × 10⁻⁷)/(4π × 10⁻²)

B = 2 × 10⁻⁵ T

Soal No.2

Doni mempunyai kawat lurus panjang, kemudian ia melilitkan kawatnya terhadap spidol yang berdiameter 4π cm. Setelah selesai melilit kemudian kawat di lepaskan dari spidol ternyata jumlah lilitannya 400 lilitan. Berapakah kuat arus yang harus dihubungkan di kedua ujung kawat agar didapat medan magnet sebesar 1,2 × 10⁻⁴ T …(𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷)

A. 0,2 A

B. 0,4 A

C. 2 A

D. 4 A

E. 0,03 A

Pembahasan

d = 4π cm = 0,04π m

a = 0,02π m

N = 400

B = 1,2 × 10⁻⁴ T

𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷

B = 𝜇₀IN/2a

I = 2aB/𝜇₀N

I = (2)(0,02π)(1,2 × 10⁻⁴)/(4π × 10⁻⁷)(400)

I = (48π × 10⁻⁷)/(16π × 10⁻⁵)

I = 3 × 10⁻² A

I = 0,03 A

Soal No.3

Sebuah kawat dililitkan pada logam yang panjangnya 2 m, sebanyak 200 lilitan. Jika kedua ujung kawat di hubungkan dengan sumber tegangan yang mengalirkan kuat arus listrik sebesar 2 A. Medan magnet di ujung dan di tengah-tengah logam berturut-turut ialah ...(𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷)
A. 4π × 10⁻⁵ T dan 4π × 10⁻⁵ T
B. 4 × 10⁻⁵ T dan 8π × 10⁻⁵ T
C. 4π × 10⁻⁵ T dan 8 × 10⁻⁵ T
D. 4 × 10⁻⁵ T dan 4 × 10⁻⁵ T
E. 4π × 10⁻⁵ T dan 8π × 10⁻⁵ T

Pembahasan
L = 2 m
N = 200
I = 2 A
𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷

a. Di ujung
Bu = 𝜇₀IN/2L
Bu = (4π × 10⁻⁷)(2)(200)/(2)(2)
Bu = 4π × 10⁻⁵ T

b. Di tengah
Bt = 2Bu
Bt = 2(4π × 10⁻⁵ T)
Bt = 8π × 10⁻⁵ T

Soal No.4
Sebuah toroida yang diameter dalamnya 1,5 cm dan lebar logamnya 1 cm dililit kawat sebanyak N lilitan. Kedua ujung kawat tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan yang mengalir arus listrik sebesar 20 A. Jika medan magnet yang dihasilkan dalam toroida tersebut sebesar 2 × 10⁻² T. Maka banyaknya lilitan dalam logam adalah ...(𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷)
A. 250 lilitan
B. 200 lilitan
C. 150 lilitan
D. 100 lilitan
E. 50 lilitan

Lihat juga : Jembatan Wheatstone

Pembahasan
d₁ = 1,5 cm
𝑙 = 1 cm
d₂ = 0,5 cm
a = d₁ + d₂ = 1,5 + 0,5 = 2 cm = 2 × 10⁻² m
I = 20 A
B = 2 × 10⁻² T
𝜇₀ = 4π × 10⁻⁷
B = 𝜇₀IN/2πa
N = (2π)(a)(B)/𝜇₀I
N = (2π)(2 × 10⁻²)(2 × 10⁻²)/(4π × 10⁻⁷)(20)
N = 100