Pertanyaan

Sebuah solenoida panjang 40 cm terbuat dari 1000 lilitan kawat dengan luas penampang 1 cm 2 dialiri arus 2 A. Berapakah energi yang tersimpan dalam solenoida ini? (Gunakan μ 0 = 4 π ⋅ 1 0 − 7 Wb / A . m )

Sebuah solenoida panjang 40 cm terbuat dari 1000 lilitan kawat dengan luas penampang $1 cm^{2}$ dialiri arus 2 A. Berapakah energi yang tersimpan dalam solenoida ini? (Gunakan $μ_{0} = 4 π \cdot 1 0^{- 7} Wb / A . m$ )

Y. Maghfirah

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang benar adalah E.

Pembahasan

Diketahui: Ditanyakan: Energi yang tersimpan pada solenoida, W = ? Jawab: Solenoida yang dialiri listrik berfungsi juga sebagai induktor. Persamaan energi pada induktor: Dalam persamaan W , induktansi solenoida ( L ) dapat dihitung melalui persamaan: Dalam persamaan L , fluks magnetik ( ) secara umum didefinsikan sebagai (ambil nilai maksimal, ): Medan listrik ( B ) dalam pusat solenoida dapat dihitung melalui persamaan: Substitusi persamaan (iv) ke (iii): Substitusi persamaan (iiia) ke (ii): Substitusi persamaan (iia) ke (i), perhitungan energi solenoida/induktor: Dengan demikian, energi yang tersimpan dalam solenoida (induktor) kira-kira sebesar . Jadi, jawaban yang benar adalah E.

Diketahui:

Ditanyakan:

Energi yang tersimpan pada solenoida, W = ?

Jawab:

Solenoida yang dialiri listrik berfungsi juga sebagai induktor. Persamaan energi pada induktor:

Dalam persamaan W, induktansi solenoida (L) dapat dihitung melalui persamaan:

Dalam persamaan L, fluks magnetik () secara umum didefinsikan sebagai (ambil nilai maksimal, ):

Medan listrik (B) dalam pusat solenoida dapat dihitung melalui persamaan:

$begin mathsize 14px style B subscript p equals fraction numerator mu subscript 0 I N over denominator calligraphic l end fraction space horizontal ellipsis space left parenthesis iv right parenthesis end style$

Substitusi persamaan (iv) ke (iii):

$begin mathsize 14px style ϕ equals B A equals fraction numerator mu subscript 0 I N A over denominator calligraphic l end fraction space horizontal ellipsis space space left parenthesis iiia right parenthesis end style$

Substitusi persamaan (iiia) ke (ii):

$begin mathsize 14px style L equals N ϕ over I equals N fraction numerator mu subscript 0 down diagonal strike I N A divided by calligraphic l over denominator down diagonal strike I end fraction equals fraction numerator mu subscript 0 N squared A over denominator calligraphic l end fraction space horizontal ellipsis space space left parenthesis iia right parenthesis end style$

Substitusi persamaan (iia) ke (i), perhitungan energi solenoida/induktor:

$begin mathsize 14px style table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell 1 half L I squared equals 1 half fraction numerator mu subscript 0 N squared A over denominator calligraphic l end fraction I squared end cell row blank equals cell 1 half fraction numerator open parentheses 4 straight pi times 10 to the power of negative 7 end exponent close parentheses open parentheses 1000 close parentheses squared open parentheses 1 times 10 to the power of negative 4 end exponent close parentheses over denominator open parentheses 4 times 10 to the power of negative 1 end exponent close parentheses end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator open parentheses up diagonal strike 4 straight pi times up diagonal strike 10 to the power of negative 7 end exponent end strike close parentheses open parentheses up diagonal strike 10 to the power of 6 end strike close parentheses open parentheses 10 to the power of negative 4 end exponent close parentheses over denominator open parentheses up diagonal strike 4 times up diagonal strike 10 to the power of negative 1 end exponent end strike close parentheses end fraction open parentheses 2 close parentheses end cell row W equals cell 2 straight pi times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight J almost equal to bold 6 bold comma bold 28 bold times bold 10 to the power of bold minus bold 4 end exponent bold space bold J end cell end table end style$

Dengan demikian, energi yang tersimpan dalam solenoida (induktor) kira-kira sebesar .

Jadi, jawaban yang benar adalah E.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

5.0 (4 rating)

Rachmaa Nurlitha

Ini yang aku cari!

aldi_ 1y

Makasih ❤️

Pertanyaan serupa

Suatu cincin terbuat dari kawat dengan induktansi 3x10 -6 H. Berapa usaha yang harus dilakukan untuk mengalirkan arus 20 A dalam cincin ini?

0.0

Jawaban terverifikasi

Pada kumparan yang mempunyain induktansi ( L ) dan kuat arus yang mengalir ( I ), persamaan energi ( W ) yang tersimpan pada induktor yang tepat dibawah ini adalah …

0.0

Jawaban terverifikasi

Medan magnetik di dalam suatu solenoide superkonduksi adalah 8 T. Solenoide memiliki diameter dalam 8 cm dan panjang 20 cm, serta 5.000 lilitan dan arus listrik sebesar 4 A.Tentukan rapat energi magne...

4.0

Jawaban terverifikasi

Sebuah solenoide memiliki 200 lilitan, panjang 50 cm, dan luas penampang 10 cm². Hitung energi yang dihasilkan jika arus yang mengalir 3 A!

4.6

Jawaban terverifikasi

Kerapatan energi (energi per satuan volume) yang tersimpan dalam sebuah solenoida π 500 J / m 3 . Besar medan magnet dalam solenoida adalah ....

0.0

Jawaban terverifikasi