MEDAN MAGNET III Kawat Lingkaran berarus Tinjau sebuah

MEDAN MAGNET III

Kawat Lingkaran berarus Tinjau sebuah kawat lingkaran dengan jari-jari R dialiri arus listrik I seperti pada gambar di bawah. z Kawat lingkaran terletak pada bidang xz I P R y a x Kita akan coba menerapkan hukum Biot-Savart untuk menentukan medan magnet pada jarak a dari pusat Kawat lingkaran 12/6/2020 Hand Out Fisika II 2

Kawat Lingkaran berarus (2) Langkah – langkah Penyelesaian : q Buat elemen kecil panjang (keliling) lingkaran dl dengan arah sama seperti arah arus I z Idl P R a x 12/6/2020 d. B r dl d. By y d. B q Uraikan/gambarkan arah-arah medan magnet d. B di titik P akibat elemen kecil Idl Hand Out Fisika II 3

Kawat Lingkaran berarus (3) q Komponen medan magnet dalam arah sumbu z akan saling meniadakan (Bz=0) q Komponen medan magnet dalam arah sumbu x juga saling meniadakan (By=0) q Jadi hanya ada komponen medan magnet dalam arah sumbu y q Besar elemen kecil medan magnet d. B adalah Ingat adalah sudut antara arah Idl dengan r, dalam kasus ini =90 o (arah Idl tegak lurus dengan arah r) q Besar elemen kecil medan magnet d. B dalam arah sb y: 12/6/2020 Hand Out Fisika II 4

Kawat Lingkaran berarus (4) q Besar elemen kecil medan magnet dalam arah sumbu y adalah Batas integral diambil sama dengan satu kelilingkaran karena panjang total kawat adalah satu kelilingkaran dan Jari-jari lingkaran R serta jarak a adalah konstan sehingga dapat dikeluarkan dari integral q Jadi medan magnet di titik P akibat kawat lingkaran tersebut adalah 12/6/2020 Hand Out Fisika II 5

Kawat Lingkaran berarus (5) Bagaimana jika titik P dalam kasus kawat lingkaran berarus I di atas terletak di pusat lingkaran ? y q Arah medan magnet adalah masuk bidang gambar q Kawat lingkaran dianggap tersusun atas elemen kecil panjang dl I dl P R x d. B x Besar medan magnet akibat elemen kecil Idl adalah 12/6/2020 Hand Out Fisika II 6

Kawat Lingkaran berarus (6) Elemen kecil panjang dl berjalan dari nol sampai satu kelilingkaran sehingga batas integral dalam Menghitung medan magnet total adalah dari 0 sampai 2πR Besar medan magnet total di P adalah 12/6/2020 Hand Out Fisika II 7

Contoh Sebuah kawat ¾ lingkaran memiliki jari-jari 2 m dan dialiri arus 4 A. Berapakah medan magnet di pusat kawat tsb? y q Arah medan magnet adalah masuk bidang gambar Besar medan magnet akibat elemen kecil Idl adalah I P R x Elemen kecil panjang dl berjalan dari nol sampai 3/4 kelilingkaran sehingga batas integral dalam menghitung medan magnet total adalah dari 0 sampai 3πR/2=3π 12/6/2020 Hand Out Fisika II 8

Besar medan magnet total di P adalah 12/6/2020 Hand Out Fisika II 9

SOAL I 1 I 2 Dua buah kawat yang masing-masing sangat panjang, kawat pertama diberi arus I 1=2 A, kawat kedua diberi arus I 2=3 A. Hitung Medan magnet B (oleh kawat pertama) di titik yang jaraknya d dari kawat pertama. d=20 cm P R Q a I S L L/4 12/6/2020 L/4 Kawat lurus (cetak tebal) yang panjangnya L dialiri arus I. Dengan menggunakan hukum Biot-Savart, tentukanlah medan magnet yang terjadi di titik P, Q, R, dan S. Hand Out Fisika II 10

SOAL R P I a 3 R R P I 12/6/2020 Sebuah loop berbentuk lingkaran berjari R dialiri arus listrik I. Dengan menggunakan hukum Biot Savart, tentukanlah : a. Medan magnet di titik P. b. Medan magnet di pusat lingkaran loop. Suatu sistem terdiri atas kawat ¾ lingkaran dihubungkan dengan dua kawat lurus sejajar seperti gambar. Jika pada sistem mengalir arus I seperti gambar, tentukanlah medan magnet di titik P (pusat lingkaran). Hand Out Fisika II 11