SOAL DAN PENYELESAIAN MEDAN MAGNET - LANJUTAN

Cara cepat pintar fisika - Kenapa topik kita kali ini diberi embel-embel lanjutan pada judulnya? Itu karena sebelumnya sudah ada beberapa topik tentang medan magnet kami post di blog Cara Cepat Pintar Fisika.

Beberapa diantaranya adalah: Konsep dan teori Medan magnet pada RANGKUMAN MEDAN MAGNETIK LENGKAP - MATERI KELAS 12 IPA, soal-soal dan penyelesaian pada SOAL-SOAL MEDAN MAGNET LENGKAP PENYELESAIAN dan 30 SOAL JAWAB MEDAN MAGNET beserta post lainnya.

SOAL DAN PENYELESAIAN MEDAN MAGNET

---

1. Pada sebuah kawat lurus yang sangat panjang dialirkan arus sebesar 4 A.
Tentukanlah besar medan magnet dan arah medan magnetnya di titik P yang berjarak 10 cm dari kawat lurus tersebut seperti pada gambar!
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Besar medan magnet di sekitar kawat lurus yang sangat panjang: $$\\B=\frac{\mu _{o}i}{2\pi a}\\\\B=\frac{4\pi .10^{-7}.4}{2\pi 0,1} \\\\B=2.10^{-6}T$$ arah medan magnet di titik P tegak lurus masuk bidang gambar.

---

2.Dua buah kawat sejajar yang sangat panjang berjarak 10 cm, kawat pertama dialiri arus 4A dan kawat kedua dialiri arus 2 A seperti pada gambar,
Tentukanlah :
a. besar dan arah medan magnet di tengah-tengah kedua kawat
b. besar medan magnet yang berjarak 5 cm di sebelah kanan kawat kedua pada bidang gambar.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
a. Terlebih dahulu kita lihat arah medan magnet di tempat tersebut. Dengan kaidah tangan kanan di dapati kawat pertama menghasilkan medan magnet yang masuk bidang gambar, tetapi kawat kedua menghasilkan medan magnet yang keluar bidang gambar. Kedua medan magnet memiliki arah yang berlawanan. Resultan medan magnet yang dihasilkan adalah sebagai berikut.
$$\\B=B_{1}-B_{2}\\B=\frac{\mu _{o}i_{1}}{2\pi a_{1}}-\frac{\mu _{o}i_{2}}{2\pi a_{2}}\\\\B=\frac{\mu _{o}}{2\pi a}(i_{1}-i_{2})\\B=\frac{4\pi .10^{-7}}{2\pi .5.10^{-2}}(4-2) \\\\B=8.10^{-6}T$$ arah medan magnet di tengah kedua kawat tegak lurus masuk bidang gambar.

b. Arah medan magnet di bidang gambar sebelah kanan kawat kedua baik kawat pertama dan kawat kedua memiliki arah medan magnet yang sama yaitu masuk pada bidang gambar, maka resultan medan magnetnya adalah:
$$\\B=B_{1}+B_{2}\\B=\frac{\mu _{o}i_{1}}{2\pi a_{1}}+\frac{\mu _{o}i_{2}}{2\pi a_{2}}\\B=\frac{\mu _{o}}{2\pi }(\frac{i_{1}}{a_{1}}+\frac{i_{2}}{a_{2}})\\B=\frac{4\pi .10^{-7}}{2\pi }(\frac{4}{15.10^{-2}}+\frac{2}{10^{-2}}) \\\\B=4,5.10^{-5}T$$ arah medan magnet adalah masuk bidang gambar.

---

3. Sebuah kawat melingkar berjari-jari $\small 2\pi cm$ dialiri arus 2A seperti pada gambar. Tentukanlah besar medan magnet di pusat kawat melingkar !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Medan magnet di pusat kawat melingkar:
$$\\B=\frac{\mu _{o}i}{2.a}\\B=\frac{4\pi .10^{-7}.2}{2\pi .2\pi .10^{-2}} \\B=10^{-5}T$$ arah medan magnet di pusat kawat melingkar masuk bidang gambar.

---

4. Sebuah kawat melingkar membentuk bagian dari lingkaran berjari-jari $\small 2\pi cm$ dialiri arus 2 A seperti pada gambar.. Tentukanlah besar medan magnet di pusat kawat melingkar ( di titik P) !
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Lingkaran kawat melingkar pada soal membentuk 3/4 lingkaran, maka medan magnetnya menjadi:
$$\\B=\frac{\mu _{o}i}{2.a}\left ( \frac{3}{4} \right )\\B=\frac{4\pi .10^{-7}.2}{2\pi .2\pi .10^{-2}}\left ( \frac{3}{4} \right ) \\B=1,5.10^{-5}T$$  arah medan magnet masuk bidang gambar.

---

5. Satu kawat lurus yang sangat panjang dan satu kawat setengah melingkar berjari-jari 4 cm membentuk susunan seperti pada gambar di bawah. Kawat lurus sangat panjang dialiri arus 4 A, kawat setengah melingkar diberi arus 2 A . Tentukanlah besar dan arah medan magnet di titik P.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
Arah medan magnet di titik P dari kawat pertama adalah memasuki bidang gambar, dan dari kawat setengah lingkaran adalah keluar bidang gambar. Jadi di titik P terdapat dua medan magnet dengan arah yang berlawanan, maka besar medan magnetnya adalah:
$$\\B=B_{1}-B_{2}\\B=\frac{\mu _{o}i_{1}}{2\pi a_{1}}-\frac{1}{2}\frac{\mu _{o}i_{2}}{2.a_{2}}\\B=\frac{\mu _{o}}{2a}(\frac{i_{1}}{\pi }-\frac{i_{2}}{2})\\B=\frac{4\pi .10^{-7}}{2.4.10^{-2} }(\frac{4}{\pi }-\frac{2}{2}) \\B=(2-0,5\pi ).10^{-5}\\B=4,3.10^{-6}T$$  tegak lurus masuk bidang gambar