Rumus medan magnet.
Cara menghitung rumus medan magnet
freepik.com
BACA JUGA :
Rumus kecepatan, jarak dan waktu dalam fisika, beserta pengertian serta contoh soalnya
Rumus medan magnet adalah suatu persamaan yang digunakan untuk menghitung besar atau kuat medan magnet yang dihasilkan oleh suatu sumber magnet, seperti arus listrik, magnet permanen, atau medan magnet bumi. Rumus medan magnet dapat bervariasi tergantung pada bentuk, ukuran, dan posisi sumber magnet. Berikut ini adalah beberapa rumus medan magnet yang umum digunakan dalam ilmu fisika:
1. Rumus medan magnet pada kawat lurus berarus listrik: B = 0I/2r,
Keterangan:
B = besar medan magnet (T)
0 = konstanta permeabilitas (4 10-7 Tm/A)
I = arus listrik (A)
r = jarak dari kawat (m).
BACA JUGA :
Pengertian energi mekanik, lengkap dengan rumus, unsur, dan contoh soalnya
2. Rumus medan magnet pada kawat melingkar berarus listrik: B = 0IN/2R,
Keterangan:
B = besar medan magnet (T)
0 = konstanta permeabilitas (4 10-7 Tm/A)
I = arus listrik (A)
N = jumlah lilitan kawat
R = jari-jari kawat (m).
3. Rumus medan magnet pada magnet batang: B = 0 m / 4 r,
Keterangan:
m = momen magnet (Am2),
r adalah jarak dari kutub magnet (m).
4. Rumus medan magnet bumi: B = 0 M / 4 R3,
Keterangan:
M = momen magnet bumi (Am2)
R = jari-jari bumi (m).
Cara menghitung rumus medan magnet.
Cara menghitung rumus medan magnet
freepik.com
Untuk menghitung rumus medan magnet, kamu perlu mengetahui sumber magnet yang menghasilkan medan magnet, besarnya arus listrik yang mengalir, jarak dari sumber magnet, dan jumlah lilitan kawat jika ada. Berikut ini adalah beberapa langkah yang dapat kamu ikuti untuk menghitung rumus medan magnet:
1. Tentukan sumber magnet yang menghasilkan medan magnet, misalnya kawat lurus berarus listrik, kawat melingkar berarus listrik, magnet batang, atau medan magnet bumi. Setiap sumber magnet memiliki rumus medan magnet yang berbeda-beda.
2. Tentukan besarnya arus listrik yang mengalir pada kawat, jika sumber magnet adalah kawat berarus listrik. Arus listrik dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut amperemeter. Arus listrik biasanya dinyatakan dalam satuan ampere (A).
3. Tentukan jarak dari sumber magnet, yaitu jarak antara titik yang ingin dihitung medan magnetnya dengan sumber magnet. Jarak dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut penggaris atau meteran. Jarak biasanya dinyatakan dalam satuan meter (m).
4. Tentukan jumlah lilitan kawat, jika sumber magnet adalah kawat melingkar berarus listrik. Jumlah lilitan kawat dapat dihitung dengan mengamati bentuk kawat atau dengan menggunakan alat yang disebut lilit meter. Jumlah lilitan kawat biasanya dinyatakan dalam satuan bilangan bulat.
5. Masukkan nilai-nilai yang telah ditentukan ke dalam rumus medan magnet yang sesuai dengan sumber magnet. Rumus medan magnet biasanya menggunakan konstanta permeabilitas (0) yang bernilai 4 10-7 Tm/A. Hitung hasilnya dengan menggunakan kalkulator atau alat hitung lainnya. Hasilnya biasanya dinyatakan dalam satuan tesla (T) atau weber per meter persegi (Wb/m2).
Contoh soal tentang medan magnet dan pembahasannya.
Cara menghitung rumus medan magnet
freepik.com
1. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 4 A. Tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 5cm dari kawat tersebut! (0 = 4 x 10-7 Tm/A)
Jawaban:
Sumber magnet adalah kawat lurus berarus listrik, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 I / 2 r
Diketahui:
I = 4 A
r = 5 cm = 0,05 m
0 = 4 x 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 I / 2 r
B = (4 x 10-7 Tm/A) (4 A) / (2 ) (0,05 m)
B = 1,6 x 10-5 T
Jadi, besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat tersebut adalah 1,6 x 10-5 T.
2. Sebuah kawat melingkar berdiameter 20 cm dialiri arus listrik sebesar 2A. Tentukan besar medan magnet di pusat lingkaran tersebut! (0 = 4 x 10-7 Tm/A)
Jawaban:
Sumber magnet adalah kawat melingkar berarus listrik, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 I / 2 R
Diketahui:
I = 2 A
R = 0,5 x 20 cm = 10 cm = 0,1 m
0 = 4 x 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 I / 2 R
B = (4 x 10-7 Tm/A) (2 A) / (2) (0,1 m)
B = 2 x 10-6 T
Jadi, besar medan magnet di pusat lingkaran tersebut adalah 2 x 10-6 T.
3. Sebuah solenoida berbentuk silinder dengan panjang 50 cm dan diameter 10 cm memiliki 1000 lilitan kawat yang dialiri arus listrik sebesar 5A. Tentukan besar medan magnet di dalam solenoida tersebut! (0 = 4 x 10-7 Tm/A)
Jawaban:
Sumber magnet adalah solenoida berarus listrik, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 I N / L
Diketahui:
I = 5 A
N = 1000
L = 50 cm = 0,5 m
0 = 4 x 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 I N / L
B = (4 x 10-7 Tm/A) (5 A) (1000) / (0,5 m)
B = 0,02 T
Jadi, besar medan magnet di dalam solenoida tersebut adalah 0,02 T.
4. Sebuah magnet batang memiliki momen magnet sebesar 0,01 Am2. Tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 20 cm dari kutub utara magnet tersebut! (0 = 4 x 10-7 Tm/A)
Jawaban:
Sumber magnet adalah magnet batang, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 m / 4 r3
Diketahui:
m = 0,01 Am2
r = 20 cm = 0,2 m
0 = 4 x 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 m / 4 r3
B = (4 x 10-7 Tm/A) (0,01 Am2) / (4 ) (0,2 m)3
B = 1,25 x 10-6 T
Jadi, besar medan magnet pada titik yang berjarak 20 cm dari kutub utara magnet tersebut adalah 1,25 x 10-6 T.
5. Sebuah toroida berbentuk cincin dengan jari-jari luar 15 cm dan jari-jari dalam 10 cm memiliki 500 lilitan kawat yang dialiri arus listrik sebesar 3 A. Tentukan besar medan magnet di dalam toroida tersebut! (0 = 4 x 10-7 Tm/A)
Jawaban:
Sumber magnet adalah toroida berarus listrik, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 I N / 2 r
Diketahui:
I = 3 A
N = 500
r = (15 cm + 10 cm) / 2 = 12,5 cm = 0,125 m
0 = 4 x 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 I N / 2 r
B = (4 x 10-7 Tm/A) (3 A) (500) / (2 ) (0,125 m)
B = 0,003 T
Jadi, besar medan magnet di dalam toroida tersebut adalah 0,003 T.
6. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 5 A. Hitung besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut!
Jawaban:
Sumber magnet adalah kawat lurus berarus listrik, maka rumus medan magnet yang digunakan adalah:
B = 0 I / 2 r
Diketahui:
I = 5 A
r = 10 cm = 0,1 m
0 = 4 10-7 Tm/A
Ditanya:
B = ?
Penyelesaian:
B = 0 I / 2 r
B = (4 10-7 Tm/A) (5 A) / (2 ) (0,1 m)
B = 10-6 T
Jadi, besar medan magnet pada titik yang berjarak 10 cm dari kawat tersebut adalah 10-6 T.