Soal 1
Pertanyaan:
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 5 A. Tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di sekitar kawat lurus yang dialiri arus listrik:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Diketahui:
– \( I = 5 \, \text{A} \)
– \( r = 10 \, \text{cm} = 0,1 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2\pi \times 0,1} \]
\[ B = \frac{1 \times 10^{-6}}{0,1} \]
\[ B = 1 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut adalah \(1 \times 10^{-5} \, \text{T}\).
Soal 2
Pertanyaan:
Sebuah solenoida memiliki 1000 lilitan dan panjangnya 0,5 meter. Jika arus sebesar 2 A mengalir melalui solenoida tersebut, hitung besar medan magnet di dalam solenoida. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di dalam solenoida:
\[ B = \mu_0 n I \]
Diketahui:
– \( n = \frac{1000}{0,5} = 2000 \, \text{lilitan/m} \)
– \( I = 2 \, \text{A} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = 4\pi \times 10^{-7} \times 2000 \times 2 \]
\[ B = 16\pi \times 10^{-4} \]
\[ B = 5,024 \times 10^{-3} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di dalam solenoida adalah \(5,024 \times 10^{-3} \, \text{T}\).
Soal 3
Pertanyaan:
Jika sebuah kawat melingkar dengan jari-jari 0,2 meter dialiri arus sebesar 3 A, hitung besar medan magnet di pusat lingkaran. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di pusat lingkaran:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]
Diketahui:
– \( I = 3 \, \text{A} \)
– \( R = 0,2 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 3}{2 \times 0,2} \]
\[ B = \frac{6\pi \times 10^{-7}}{0,4} \]
\[ B = 15\pi \times 10^{-7} \]
\[ B = 4,712 \times 10^{-6} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di pusat lingkaran adalah \(4,712 \times 10^{-6} \, \text{T}\).
Soal 4
Pertanyaan:
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 4 A. Tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat tersebut. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di sekitar kawat lurus yang dialiri arus listrik:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Diketahui:
– \( I = 4 \, \text{A} \)
– \( r = 5 \, \text{cm} = 0,05 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 4}{2\pi \times 0,05} \]
\[ B = \frac{16 \times 10^{-7}}{0,1} \]
\[ B = 16 \times 10^{-6} \]
\[ B = 1,6 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat tersebut adalah \(1,6 \times 10^{-5} \, \text{T}\).
Soal 5
Pertanyaan:
Sebuah solenoida memiliki 1500 lilitan dan panjangnya 1 meter. Jika arus sebesar 3 A mengalir melalui solenoida tersebut, hitung besar medan magnet di dalam solenoida. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A}\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di dalam solenoida:
\[ B = \mu_0 n I \]
Diketahui:
– \( n = \frac{1500}{1} = 1500 \, \text{lilitan/m} \)
– \( I = 3 \, \text{A} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T m/A} \)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = 4\pi \times 10^{-7} \times 1500 \times 3 \]
\[ B = 18\pi \times 10^{-4} \]
\[ B = 5,654 \times 10^{-3} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di dalam solenoida adalah \(5,654 \times 10^{-3} \, \text{T}\).