Soal 1
Pertanyaan:
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 10 A. Hitung besar medan magnet di titik yang berjarak 0,2 meter dari kawat tersebut. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di sekitar kawat lurus tak terbatas:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Diketahui:
– \( I = 10 \, \text{A} \)
– \( r = 0,2 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 10}{2\pi \times 0,2} \]
\[ B = \frac{4 \times 10^{-6}}{0,4} \]
\[ B = 10^{-5} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di titik yang berjarak 0,2 meter dari kawat tersebut adalah \(10^{-5} \, \text{T}\).
Soal 2
Pertanyaan:
Hitung medan magnet di pusat lingkaran yang dialiri arus listrik sebesar 5 A dengan jari-jari 0,1 meter. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di pusat lingkaran arus:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]
Diketahui:
– \( I = 5 \, \text{A} \)
– \( R = 0,1 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 5}{2 \times 0,1} \]
\[ B = \frac{2\pi \times 10^{-6}}{0,1} \]
\[ B = 2\pi \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di pusat lingkaran tersebut adalah \(2\pi \times 10^{-5} \, \text{T}\).
Soal 3
Pertanyaan:
Sebuah solenoida memiliki 2000 lilitan dan panjangnya 0,5 meter. Jika arus sebesar 3 A mengalir melalui solenoida tersebut, hitung besar medan magnet di dalam solenoida. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di dalam solenoida:
\[ B = \mu_0 n I \]
Diketahui:
– \( n = \frac{2000}{0,5} = 4000 \, \text{lilitan/m} \)
– \( I = 3 \, \text{A} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = 4\pi \times 10^{-7} \times 4000 \times 3 \]
\[ B = 48\pi \times 10^{-4} \]
\[ B = 15,1 \times 10^{-3} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di dalam solenoida adalah \(15,1 \times 10^{-3} \, \text{T}\).
Soal 4
Pertanyaan:
Hitung medan magnet di titik yang berjarak 0,1 meter dari kawat lurus panjang yang dialiri arus listrik sebesar 8 A. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di sekitar kawat lurus tak terbatas:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} \]
Diketahui:
– \( I = 8 \, \text{A} \)
– \( r = 0,1 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 8}{2\pi \times 0,1} \]
\[ B = \frac{32 \times 10^{-7}}{0,2} \]
\[ B = 16 \times 10^{-6} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di titik yang berjarak 0,1 meter dari kawat tersebut adalah \(16 \times 10^{-6} \, \text{T}\).
Soal 5
Pertanyaan:
Sebuah lingkaran arus dengan jari-jari 0,05 meter dialiri arus sebesar 6 A. Hitung besar medan magnet di pusat lingkaran tersebut. (Gunakan \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\))
Pembahasan:
Gunakan rumus medan magnet di pusat lingkaran arus:
\[ B = \frac{\mu_0 I}{2R} \]
Diketahui:
– \( I = 6 \, \text{A} \)
– \( R = 0,05 \, \text{m} \)
– \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N/A}^2\)
Masukkan nilai-nilai tersebut ke dalam rumus:
\[ B = \frac{4\pi \times 10^{-7} \times 6}{2 \times 0,05} \]
\[ B = \frac{24\pi \times 10^{-7}}{0,1} \]
\[ B = 24\pi \times 10^{-6} \]
\[ B = 7,54 \times 10^{-5} \, \text{T} \]
Jadi, besar medan magnet di pusat lingkaran tersebut adalah \(7,54 \times 10^{-5} \, \text{T}\).