Soal 1
Dua buah kawat penghantar lurus sejajar dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar. Tentukan letak titik P yang induksi magnetiknya sama dengan nol!
Jawab:
Agar medan magnet di titik P dapat menjadi nol jika
B1 + (-B2) = 0
μ0I1/2πx = μ0I2/2π(6 – x)
8/x2 = 16/(6 – x)
2x = 6 – x
x = 2 cm kanan I1 atau 4 cm kiri I2
Soal 2
Dua buah kawat penghantar lurus sejajar dialiri arus listrik I1 = 0,9 A dan I2 = 1,6 A tegak lurus bidang datar dengan arah yang sama. Jarak antara kedua kawat 5 cm. Jika sebuah titik P berada 3 cm dari kawat berarus I1 dan 4 cm dari kawat I2, tentukan besar induksi magnetik di titik P.
Jawab:
CARA I
dengan a = jarak tegak lurus dari kawat ke suatu titik yang akan dicari medan magnetnya
B1 = μ0I1/2πa1 = 4π x 10-7 x 0,9/(2π x 0,03) = 6 x 10-6 T dan
B2 = μ0I2/2πa2 = 4π x 10-7 x 1,6/(2π x 0,04) = 8 x 10-6 T
Maka besar medan magnet di titik P adalah
BP = (B12 + B22)1/2
BP = (62 + 82)1/2 x 10-6 = 10 μT
CARA II
Kita cari nilai a1 dan a2 (jarak tegak lurus dari kawat 1 dan kawat 2) seperti gambar.
QT = RU
32 – a12 = 42 – a22 dan a2 = 5 – a1
9 – a12 = 16 – 25 + 10a1 – a12
18 = 10a1
a1 = 1,8 cm maka a2 = 3,2 cm
dengan demikian medan magnetik akibat kedua kawat adalah sama dengan medan magnet yang berjarak a1 dari kawat 1 ATAU medan magnet yang berjarak a2 dari kawat 2.
BP = μ0I1/2πa1 = 4π x 10-7 x 0,9/(2π x 0,018) = 10-5 T = 10 μT atau
BP = μ0I2/2πa2 = 4π x 10-7 x 1,6/(2π x 0,032) = 10-5 T = 10 μT
Soal 3
Jawab:
Dengan menggunakan aturan tangan kanan, kita peroleh arah medan magnet akibat keempat kawat seperti gambar di bawah ini.
B = μ0I/2πa = 4π x 10-7 x 5/(2π x 0,1√2) = 1/√2 x 10-5 T
Sehingga
BAD = BBC = 2B = 2/√2 x 10-5 T, maka
BP = (BAD2 + BBC2)1/2
= [(2B)2 + (2B)2]
BP = 2B√2
BP = 2 x 10-5 T arahnya ke tengah-tengah BD
Soal 4
Penghantar seperti yang tampak pada gambar adalah sangat panjang dan dialiri kuat arus listrik I. Tentukan besar dan arah induksi magnetik di titik P.
BP = μ0I/4πa (keluar bidang kertas)
Soal 5
Penghantar ABC dengan bentuk seperti tampak pada gambar, dialiri arus listrik I = 10 A. berapakah besar dan ke mana arah induksi magnetik di titik D?
B1 = (μ0I/4πa1)(cos θ1 – cos θ2) = (μ0I/4πa1)(3/5 – 0)
= 3μ0I/20πa1
= (3 x 4π x 10-7 x 10)/(20π x 0,08)
B1 = 75 x 10-7 T
= μ0I/5πa2
= (4π x 10-7 x 10)/(5π x 0,06)
B2 = 133 x 10-7 T
Maka
BD = B1 + B2
= 208 x 10-7 T
BD = 2,08 x 10-5 T (MASUK BIDANG KERTAS)
Dua buah kawat penghantar lurus sejajar dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar. Tentukan letak titik P yang induksi magnetiknya sama dengan nol!
B1 + (-B2) = 0
μ0I1/2πx = μ0I2/2π(6 – x)
8/x2 = 16/(6 – x)
2x = 6 – x
x = 2 cm kanan I1 atau 4 cm kiri I2
Soal 2
Dua buah kawat penghantar lurus sejajar dialiri arus listrik I1 = 0,9 A dan I2 = 1,6 A tegak lurus bidang datar dengan arah yang sama. Jarak antara kedua kawat 5 cm. Jika sebuah titik P berada 3 cm dari kawat berarus I1 dan 4 cm dari kawat I2, tentukan besar induksi magnetik di titik P.
Jawab:
CARA I
Medan magnet pada kawat lurus panjang adalah
B = μ0I/2πadengan a = jarak tegak lurus dari kawat ke suatu titik yang akan dicari medan magnetnya
B1 = μ0I1/2πa1 = 4π x 10-7 x 0,9/(2π x 0,03) = 6 x 10-6 T dan
B2 = μ0I2/2πa2 = 4π x 10-7 x 1,6/(2π x 0,04) = 8 x 10-6 T
Maka besar medan magnet di titik P adalah
BP = (B12 + B22)1/2
BP = (62 + 82)1/2 x 10-6 = 10 μT
CARA II
Kita cari nilai a1 dan a2 (jarak tegak lurus dari kawat 1 dan kawat 2) seperti gambar.
32 – a12 = 42 – a22 dan a2 = 5 – a1
9 – a12 = 16 – 25 + 10a1 – a12
18 = 10a1
a1 = 1,8 cm maka a2 = 3,2 cm
dengan demikian medan magnetik akibat kedua kawat adalah sama dengan medan magnet yang berjarak a1 dari kawat 1 ATAU medan magnet yang berjarak a2 dari kawat 2.
BP = μ0I1/2πa1 = 4π x 10-7 x 0,9/(2π x 0,018) = 10-5 T = 10 μT atau
BP = μ0I2/2πa2 = 4π x 10-7 x 1,6/(2π x 0,032) = 10-5 T = 10 μT
Soal 3
Empat penghantar panjang yang sejajar dialiri arus listrik yang sama besar I = 5 A. titik pusat keempat kawat membentuk bujur sangkar seperti tampat pada gambar. Arah arus pada titik A dan B adalah masuk bidang kertas dan titik C dan D keluar bidang kertas. Tentukan besar induksi magnetik di titik P yang terletak di pusat bujur sangkar dan nyatakan arahnya!
Jawab:
Dengan menggunakan aturan tangan kanan, kita peroleh arah medan magnet akibat keempat kawat seperti gambar di bawah ini.
Karena jarak tegak lurus dari titik P ke kawat A, B, C dan D adalah sama besar yaitu 0,1√2 m dan kuat arus pada masing-masing kawat juga sama besar yaitu 5 A maka
BA = BB = BC = BD = B denganB = μ0I/2πa = 4π x 10-7 x 5/(2π x 0,1√2) = 1/√2 x 10-5 T
Sehingga
BAD = BBC = 2B = 2/√2 x 10-5 T, maka
BP = (BAD2 + BBC2)1/2
= [(2B)2 + (2B)2]
BP = 2B√2
BP = 2 x 10-5 T arahnya ke tengah-tengah BD
Soal 4
Penghantar seperti yang tampak pada gambar adalah sangat panjang dan dialiri kuat arus listrik I. Tentukan besar dan arah induksi magnetik di titik P.
Jawab;
Jika kawatnya panjang maka θ1 = 900 dan θ2 ≈ 1800, maka medan magnet di titik P adalah
BP = B = (μ0I/4πa)(cos θ1 – cos θ2)BP = μ0I/4πa (keluar bidang kertas)
Soal 5
Penghantar ABC dengan bentuk seperti tampak pada gambar, dialiri arus listrik I = 10 A. berapakah besar dan ke mana arah induksi magnetik di titik D?
Jawab:
Kawat 1 (vertikal): cos θ1 = 6/10 = 3/5 dan cos θ2 = cos 900 = 0B1 = (μ0I/4πa1)(cos θ1 – cos θ2) = (μ0I/4πa1)(3/5 – 0)
= 3μ0I/20πa1
= (3 x 4π x 10-7 x 10)/(20π x 0,08)
B1 = 75 x 10-7 T
Kawat 2: cos θ1 = 8/10 = 4/5, cos θ2 = cos 900 = 0
B2 = (μ0I/4πa2)(cos θ1 – cos θ2) = (μ0I/4πa2)(4/5 – 0)= μ0I/5πa2
= (4π x 10-7 x 10)/(5π x 0,06)
B2 = 133 x 10-7 T
Maka
BD = B1 + B2
= 208 x 10-7 T
BD = 2,08 x 10-5 T (MASUK BIDANG KERTAS)
Post a Comment for "Soal dan Pembahasan Medan Magnet Pada Kawat Lurus Berarus"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!