Sebuah kawat lurus didekatkan dengan kawat melingkar berjari-jari 2 cm seperti gambar berikut. Jika kedua kawat dialiri arus (I1 = I2 = 2 A) dan jarak kawat lurus ke pusat lingkaran 4 cm, besar induksi magnetik pada pusat lingkaran adalah ....

Pertanyaan

Sebuah kawat lurus didekatkan dengan kawat melingkar berjari-jari 2 cm seperti gambar berikut.

Jika kedua kawat dialiri arus (I₁ = I₂ = 2 A) dan jarak kawat lurus ke pusat lingkaran 4 cm, besar induksi magnetik pada pusat lingkaran adalah .... $open parentheses mu subscript 0 equals 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent space Wb divided by Am close parentheses$ $space$

10^-7 T $space$
3,14 × 10^-5 T $space$
4,28 × 10^-5 T $space$
5,28 × 10^-5 T $space$
7,28 × 10^-5 T $space$

Pembahasan Video:

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$I subscript 1 equals I subscript 2 equals 2 space straight A r equals 2 space cm a equals 4 space cm$

Ditanya:

$B subscript P equals... ?$

Penyelesaian:

Medan magnetik di P dihasilkan dari superposisi medan magnet B₁ dan B₂ yang masing-masing merupakan medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik yang mengalir pada kawat melingkar dan kawat lurus seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Oleh karena itu, langkah pertama adalah menghitung medan magnet B₁ dan B₂tersebut.

$B subscript 1 equals fraction numerator mu subscript 0 times i subscript 1 over denominator 2 times r end fraction B subscript 1 equals fraction numerator 4 straight pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent times 2 over denominator 2 times 2 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction B subscript 1 equals 2 straight pi cross times 10 to the power of negative 7 minus left parenthesis negative 2 right parenthesis end exponent B subscript 1 equals 2 times 3 comma 14 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent B subscript 1 equals 6 comma 28 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight T$

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell B subscript 2 end cell equals cell fraction numerator mu subscript 0 times i subscript 2 over denominator 2 straight pi times a end fraction end cell row cell B subscript 1 end cell equals cell fraction numerator 4 straight pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent times 2 over denominator 2 straight pi times 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction end cell row cell B subscript 1 end cell equals cell 1 cross times 10 to the power of negative 7 minus left parenthesis negative 2 right parenthesis end exponent end cell row cell B subscript 1 end cell equals cell 1 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight T end cell end table$

Selanjutnya, menentukan arah medan magnet B₁ dan B₂ di titik P, yaitu menggunakan putaran sekrup untuk menentukan arah B₁ dan menggunakan kaidah tangan kanan untuk menentukan arah B₂ seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

karena arah arus listrik pada kawat melingkar adalah searah jarum jam, maka arah putaran sekrup juga searah jarum jam, sehingga sekrup akan masuk bidang. Oleh karena itu, arah B₁ adalah masuk bidang yg ditandai dengan tanda silang. Sedangkan arah B₂ adalah keluar bidang berdasarkan kaidah tangan kanan seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Sehingga B₁ dan B₂ adalah berlawanan arah, akibatnya resultan kedua vektor medan magnet itu di titik P adalah sebagai berikut:

$B subscript P equals B subscript 1 minus B subscript 2 B subscript P equals 6 comma 28 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent minus 1 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent B subscript P equals left parenthesis 6 comma 28 minus 1 right parenthesis cross times 10 to the power of negative 5 end exponent B subscript P equals 5 comma 28 cross times 10 to the power of negative 5 end exponent space straight T$

Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah D $space$

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

N. Puspita

Terakhir diupdate 30 Agustus 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Potongan kawat M dan yang diberi arus listrik diletakkan seperti gambar! Induksi magnet di titik P sebesar.... (UN 2010)

Pembahasan Soal:

Arah medan magnet dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah putaran tangan kanan arus seperti pada gambar di bawah ini:

Berdasarkan gambar tersebut arah medan magnet kawat M dan N di titik P adalah masuk bidang gambar, sehingga besar medan magnet di titik P adalah:

$B subscript P equals B subscript M plus B subscript N B subscript P equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 r end fraction plus fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 πr end fraction B subscript P equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 end fraction open parentheses 1 over r plus 1 over πr close parentheses B subscript P equals fraction numerator mu subscript o times 1 over denominator 2 end fraction open parentheses fraction numerator 1 over denominator 0 comma 05 end fraction plus fraction numerator 1 over denominator pi times 0 comma 05 end fraction close parentheses B subscript P equals 0 comma 5 mu subscript o open parentheses 20 plus 20 over pi close parentheses B subscript P equals 5 mu subscript o open parentheses 2 plus 2 over pi close parentheses B subscript P equals 5 mu subscript o open parentheses 2 plus 2 pi to the power of negative 1 end exponent close parentheses B subscript P equals 5 mu subscript o open parentheses 2 pi to the power of negative 1 end exponent plus 2 close parentheses$

dengan demikian kuat medan di titik P adalah 5μ_o(2π^-1+2) dengan arah masuk bidang gambar.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Roboguru

Kawat lurus AB harnpir bersinggungan dengan sebuah kawat melingkar yang berpusat di D. Hitung kuat medan magnetik di titik D (i1 = i2 = 5 A , jari-jari lingkaran 10 cm)!

Pembahasan Soal:

Diketahui:

i₁ = i₂ = 5 A

r = 10 cm = 0,1 m

Ditanya: B_D = ?

Pembahasan:

Kuat medan magnet di titik D dipengaruhi oleh medan magnet oleh kawat lurus dan kuat medan magnet oleh kawat melingkar, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Karena sesuai dengan kaidah putaran tangan kanan arah medan magnet kedua kawat berlawanan arah, maka resultan medan magnet di titik D adalah:

$B subscript D equals B subscript 1 minus B subscript 2 B subscript D equals fraction numerator mu subscript o I subscript 1 over denominator 2 r end fraction minus fraction numerator mu subscript o I subscript 2 over denominator 2 pi r end fraction B subscript D equals fraction numerator mu subscript o over denominator 2 r end fraction open parentheses I subscript 1 over 1 minus I subscript 2 over pi close parentheses B subscript D equals fraction numerator 4 straight pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent over denominator 2 times 0 comma 01 end fraction open parentheses 5 over 1 minus 5 over pi close parentheses B subscript D equals 2 comma 14 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent space straight T$

Jadi, kuat medan magnet di titik D adalah 2,14x10^-6 T.

Roboguru

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 Soal:

Diketahui :

Kawat setangah lingkaran

$i_{1} a_{1} = = \frac{8}{π} A 1 m$

Kawat lurus

$i_{2} a_{2} = = 2 A 1 m$

Ditanya :

B_P = ....?

Jawab :

Arah medan magnet di sekitar penghantar dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan yakni, ibu jari menunjukkan arah arus listrik dan genggaman ke empat jari yang lain menunjukkan arah medan magnet.

Langkah 1, analisis arah medan magnet akibat kawat setengah lingkaran dan kawat lurus.

Kawat 1 (kawat setengah lingkaran) menghasilkan medan magnet di titik P yang arahnya masuk bidang gambar.

Kawat 2 (kawat lurus) menghasilkan arah medan magnet di titik P yang arahnya keluar bidang gambar

Langkah 2, menghitung medan magnet,

Kawat 1 (kawat setengah lingkaran)

$B_{1} = = = \frac{1}{2} \times \frac{μ _{o} i}{2 a} \frac{1}{2} \times \frac{( 4 π \times 1 0 ^{- 7} ) ( \frac{8}{π} )}{( 2 ) ( 1 )} 8 \times 1 0^{- 7} T$

Kawat 2 (kawat lurus)

$B_{2} = = = \frac{μ _{o} i}{2 πa} \frac{( 4 π \times 1 0 ^{- 7} ) ( 2 )}{( 2 π ) ( 1 )} 4 \times 1 0^{- 7} T$

Langkah 3, menghitung resultan medan magnet pada titik P.

Medan magnet 1 dan medan magnet 2 arahnya berlawanan, maka resultannya diselisihkan.

$B_{P} = = = B_{1} - B_{2} 8 \times 1 0^{- 7} - 4 \times 1 0^{- 7} 4 \times 1 0^{- 7} T$

Karena B₁ > B₂, maka arah medan magnetnya masuk bidang gambar.

Dengan demikian, besarnya medan magnet di titik P adalah $4 \times 10^{- 7} T$ dan arahnya masuk bidang gambar.

Roboguru

Dua kawat masing-masing membawa arus I, ditunjukkan pada gambar berikut. Kedua kawat memanjang pada suatu garis lurus sangat panjang. Kawat pertama memiliki suatu loop setengah lingkaran berjari-j...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

Kawat 1 $rightwards arrow$ kawat lurus

Kawat 2 $rightwards arrow$ 1/2 lingkaran (r = a)

Ditanya: B_X = ?

Pembahasan:

Dengan menggunakan aturan tangan kanan, medan magnetik pada garis lurus di bagian atas adalah:

$B subscript a t a s space end subscript equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 pi a end fraction space open parentheses arah space masuk space bidang space kertas close parentheses$

Sedangkan medan magetik pada setengah lingkaran di bagian bawah pada pusat kawat adalah:

$B subscript b a w a h end subscript equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 a end fraction times 1 half B subscript b a w a h end subscript equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 4 a end fraction open parentheses arah space masuk space bidang space kertas close parentheses$

Maka total medan magnet di titik X adalah:

$B equals B subscript a t a s end subscript plus B subscript b a w a h end subscript B equals fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 pi a end fraction plus fraction numerator mu subscript o I over denominator 4 a end fraction space$

dengan demikian kuat medan magnet di titik X adalah $fraction numerator mu subscript o I over denominator 4 a end fraction plus fraction numerator mu subscript o I over denominator 2 pi a end fraction$ dengan arah masuk halaman kertas.

Jadi, jawaban yang tepat adalah C.

Roboguru

Pada suatu bidang datar terdapat suatu kumparan tipis A dan kawat lurus B, masing - masing dialiri arus sebesar 0,25 A dan 4 A dengan arah seperti gambar. Jari - jari kumparan 4 cm dan jarak pusat kum...

Pembahasan Soal:

Diketahui:

$I subscript A equals 0 comma 25 space straight A I subscript B equals 4 space straight A r equals 4 space cm equals 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space m a equals 8 space cm equals 8 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent space m capital sigma B equals 0$

Ditanya: N

Pada titik pusat kumparan A menaglami dua medan magnet yaitu dari A dan B dengan arah yang berlawanan. Sepeti ditunjukan gambar berikut

Gunakan persamaan resultan medan magnet pada pusat kumparan

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell capital sigma B end cell equals cell B subscript A minus B subscript B end cell row 0 equals cell fraction numerator N mu subscript 0 I subscript A over denominator 2 r end fraction minus fraction numerator mu subscript 0 I subscript B over denominator 2 pi a end fraction end cell row cell fraction numerator N mu subscript 0 I subscript A over denominator 2 r end fraction end cell equals cell fraction numerator mu subscript 0 I subscript B over denominator 2 pi a end fraction end cell row N equals cell fraction numerator I subscript B over denominator pi a end fraction cross times r over I subscript A end cell row N equals cell fraction numerator 4 over denominator pi cross times 8 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent end fraction cross times fraction numerator 4 cross times 10 to the power of negative 2 end exponent over denominator 0 comma 25 end fraction end cell row bold italic N bold equals cell bold 2 bold comma bold 55 end cell end table$

Sepertinya terdapat kesalahan pada soal, sehingga tidak ditemukan jawaban yang tepat. Jawaban yang benar adalah 2,55 kumparan.

Roboguru