medan magnetik

MEDAN MAGNETIK
Jika kita gantungkan sebuah magnet, maka akan terlihat magnet akan menunjukkan arah Utara – Selatan,
dimana Ujung yang menunjuk ke utara disebut kutub Utara dan ujung yang menunjuk ke Selatan disebut
kutub Selatan.
Jika kutub – kutub magnet saling didekatkan maka akan terjadi interaksi saling tarik atau salign tolak
tergantung jenis kutub magnet yang berinteraksi, semakin jauh jarak kedua magnet, maka interaksi semakin
lemah dan pada suatu jarak tertentu interaksi dapat dikatakan tidak ada.
Ruangan dimana kutub – kutub magnet masih dapat mengadakan interaksi disebut dengan Medan Magnet.
Medan magnet dilukiskan dengan garis garis khayal yang bergerak dari kutub utara ke kutub selatan yang
disebut dengan “Garis Gaya Magnet”. Gaya gaya magnet tidak ada yang saling bertindihan satu dengan
lainnya. Semakin dekat dengan magnet garis gaya magnet semakin rapat dan semakin jauh garis gaya magnet
semakin renggang, ini menunjukkan besarnya interaksi magnet yang makin jauh semakin lemah.
Interaksi kutub – kutub magnet :
1. Magnet Batang.
2. Jika kutub Utara magnet didekatkan pada
kutub selatan magnet, maka akan terjadi
tarik menarik.
U
S
U
S
3. Jika kutub Utara magnet didekatkan dengan 4. Jika kutub Selatan magnet didekatkan
kutub Utara magnet, maka akan terjadi
dengan kutub Selatan magnet, maka akan
interaksi saling tolak menolak.
terjadi interaksi saling tolak menolak.
S
S
U
U
Medan Magnet disekitar penghantar lurus berarus listrik :
Jika sebuah penghantar dialiri arus listrik ternyata dari hasil pengamatan Oersted ditemukan
adanya medan magnet disekitar penghantar tersebut, hal ini terbukti bahwa saat sebuah magnet jarum
diletakkan di sekitar penghantar tersebut, magnet jarum bergerak / menyimpang dari kedudukan semula,
semakin jauh dari penghantar simpangan magnet jarum kompas semakin kecil.
Perhatikan Gambar berikut :
U
U
S
Magnet jarum di bawah
penghantar berarus
S
Magnet jarum di atas
penghantar berarus
U
U
S
S
Magnet jarum di bawah
penghantar berarus
Magnet jarum di atas
penghantar berarus
Mengapa magnet jarum bergerak ?
Disekitar jarum kompas terdapat medan magnet. Jika medan magnet bertemu dengan medan
magnet, maka akan terjadi interaksi (tarik-menarik/tolak-menolak). Gerakan jarum kompas yang
berada di dekat penghantar berarus menunjukkan bahwa disekitar penghantar berarus listrik ada
medan magnet selain yang dihasilkan oleh magnet jarum. Dari keadan ini dapat disimpulkan
bahwa :
“Penghantar berarus listrik dapat menghasilkan medan magnet”
Dengan kata lain, karena arus listrik adalah gerakan muatan listrik, maka dapat juga dikatakan
bahwa :
“Muatan listrik yang bergerak dapat menghasilkan medan magnet”
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa medan magentik dapat dihasilkan oleh :
1. Magnet
2. Penghantar berarus listrik
Dari gambar di atas terlihat bahwa, arah simpangan jarum kompas akan berubah jika arah arus pada
penghantar di ubah atau posisi magnet jarum di ubah. Untuk menyatakan hubungan ini digunakan
dengan menggunakan “ Kaidah Genggaman Tangan Kanan “, dimana untuk kawat penghantar berarus
listrik yang lurus berlaku :
1
1. Arah Ibu jari menunjukkan arah arus listrik.
Perhatikan gambar !
2. Arah lipatan empat jari tangan, menunjukkan arah
I
putaran medan magnet.
B
Cara menyatakan arah medan magnet atau arah arus listrik :
1. Jika arah medan magnet atau arah arus listrik keluar bidang kertas atau mendekati pembaca,
diberi tanda ().
2. Jika arah medan magnet atau arah arus listrik masuk bidang kertas atau menjauhi pembaca,
diberi tanda (x).
Contoh :
x x x x x x x x x
    
x x x x x
x x x x x x x x x
    
x x x x x
I
     I x x x x x
         
    
x x x x x
         
    
x x x x x
         
    
x x x x x
Bentuk medan magnet disekitar penghantar lurus berarus berupa Tabung.
Arah medan magnet disekitar penghantar lurus selalu tegak lurus terhadap jari jari arah dimana titik
medan magnet tersebut berada.
Contoh soal :
1. Sebuah kawat lurus berarus listrik direntangkan arah Timur – Barat, dialiri arus listrik dari arah
timur, tentukan arah medan magnet di :
a. atas kawat !
b. sebelah utara kawat !
2. Sebuah kawat direntangkan sejajar dengan sumbu x (+), dan dialiri arus listrik dari sumbu x(+).
Tentukan arah medan magnet di bawah kawat !
3. Perhatikan gambar berikut dan jawablah pertanyaan dengan menambahkan lukisan !
x x x x xx x

x x x x xx

x x x x

A
B
I
Lukiskan medan magnet di sekitar titik
A dan titik B !
Lukiskan arah arus
listrik pada kawat !
Medan Magnet disekitar kumparan berarus listrik :
Jika sebuah kumparan penghantar dialiri arus listrik maka kumparan ini dapat berfungsi sebagai
magnet batang, dengan kutub utara dan kutub selatan berada pad aujung kumparan, yang ditentukan
dengan “ Kaidah Genggaman Tangan Kanan”, dimana :
1. Arah lipatan empat jari tangan menunjukkan arah arus pada kumparan.
2. Arah ibu jari menunjukkan arah medan magnet di dalam kumparan.
Catatan :
Tempat keluarnya garis gaya magnet akan menjadi kutub Utara dan tempat masuknya garis gaya
magnet menjadi kutub Selatan.
Perhatikan gambar :
S
U
I
2
A. MEDAN MAGNET DISEKITAR PENGHANTAR BERARUS.
Untuk mengetahui arah medan magnet disekitar penghantar berarus kita menggunakan “ Kaidah
Genggaman Tangan Kanan “ dimana :
a. Ibu Jari, menunjukkan arah Arus
b. Lipatan empat jari Tangan, menunjukkan arah Medan Magnet.
Induksi Magnetik :
Menunjukkan Kekuatan dan arah medan magnetik di sekitar arus listrik, dilambangkan dengan
huruf “ B”
Induksi magnetik sering disebut dengan Kuat Medan Magnet / Rapat Fluks Magnetik atau
Intensitas Medan Magnetik.
Besarnya Induksi Magnetik, pertama kali diselidiki oleh Biot dan Savart, yang kemudian dikenal
dengan Hukum Biot – Savart, yang menyatakan : “ Besarnya Induksi Magnetik di suatu titik di
sekitar penghantar berarus adalah :
1. sebanding dengan kuat arus listrik ( i ).
2. sebanding dengan panjang elemen kawat penghantar ( dl ).
3. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ( r ) antara titik itu ke elemen penghantar ( dl ).
4. sebanding dengan sinus sudut apit antara arah arus pada elemen penghantar dengan garis
hubung titik itu ke elemen penghantar ( sin  ).
Hukum Biot – Savart dilukiskan :
Secara Matematis dinyatakan :
I
i.dl. sin 
dB  k
dl
r2

r
Arus
I
O
a
dB
P
Medan Magnet Disekitar Penghantar Lurus Berarus.
Dari Gambar diatas dapat dituliskan hubungan
I
dl
fungsi Sin  

r
L
a
sehingga
r = a. Cosec 
dan
dB
I
dL = - a.cosec2 . d 
i.dl.sin 
dB  k
Dari persamaan :
r2
k.I.  a. cos ec 2.d.sin 
Diperoleh : dB 
,
a 2 . cos ec 2
jika diintegralkan diperoleh :
B
0
k.I
0 dB   a 180 sin .d
k.I
0
B
.Cos 180 diperoleh :
Hasilnya :
a
k.I
B
.Cos.0  Cos.180
a
k.I
B
.1  .  1 hasil Akhir :
a
diperoleh :
a
r
a
sehingga
L = a. Cotg 
L
Jika diturunkan terhadap , maka :
dL
 .a. cos ec 2 ,
d
Tg  
k .I
a

dengan : k  0 , sehingga diperoleh
4.
 .I
B 0
persamaan :
2. .a
B  2.
I = Kuat arus Listrik ( A )
A = Jarak tegak lurus titik ke kawat ( m )
B = Kuat Medan Magnet ( Wb/m2) atau Tesla (T)
 O = 4.k = 12,56 x 10-7 Wb/A.m
k = 10-7 Wb/A.m
3
Medan Magnet Di Sumbu Kawat Melingkar :
dB
dB.Sin
dB

dB.Cos 
P
dB.Cos 

r

O
a
dl
sehingga :
k.I.dl
B
.sin  dengan dl = l = 2..a
r2
k .I .2. .a
. sin 
sehingga : B 
r2
Untuk Kuat medan di Pusat Kawat ( titik O ),
berlaku :
Sin  = 900, dan r = a, sehingga persamaan
diatas berubah menjadi :
k .I .2. .a
k.I.2..a
B
.sin 90 , maka : B 
2
a2
r
Pada keadaan ini  = 900, dan  = sudut yang
dibentuk antara sumbu lingkaran kawat dengan
garis hubung elemen kawat dl dengan titik pada
sumbu kawat, sehingga persamaan Hukum Biot Savart menjadi :
i.dl.sin 90
dB  k
sehingga menjadi :
r2
i.dl.
dB  k 2
r
Kuat medan di titik P pada sumbu Kawat adalah :
B  dB.sin 
diperoleh :
2. .k .I
B
a
atau
B
 0 .I.
2.a
a = jari jari lingkaran kawat (m)
I = Kuat Arus listrik (A)
Jika kawat melingkar terdiri dari N lilitan, maka
B
0 .I .N
2.a
N = jumlah lilitan kawat
HUKUM AMPERE :
Untuk menghitung besarnya Induksi Magnetik ( Kuat Medan Magnet ) kita juga dapat menggunakan
Hukum Ampere yang menyatakan :
“ Integral tertutup hasil kali dot product antara vektor Kuat medan magnet dengan vektor elemen
loop ( lengkungan yang mengelilingi kawat ), di ruang hampa ( udara ), sama dengan o.I “
dirumuskan :
 B.dl   .I
C
0
besarnya dinyatakan
 B.dl.cos    .I
C
0
 = sudut antara B dan dl
B. Medan Magnet disekitar Solenoida ( Kumparan ) :
Jika kumparan diberi arus listrik maka di dalam kumparan akan menghasilkan medan magnet, hal ini
dikatakan kumparan berfungsi sebagai magnet batang. Biasanya untuk memperbesar kuat medan
magnet didalam kumparan dipasang Inti besi sebagai pengumpul medan magnet ( Ingat prinsip
Transformator di kelas II ).
Untuk mencari besarnya Induksi Magnetik pada Kumparan ikutilah proses berikut ini
Lihat gambar di bawah ini
i
i
4
Untuk mencari Kuat Medan Magnet di sumbu
Solenoida dapat dilakukan dengan menggunakan
Hukum Ampere , Lihat Gambar berikut :
Arus listrik
keluar
P
U
Q
T
i
B
dl
R
Arus listrik
masuk

C
S
B
 B.dl . cos    B.dl .Cos
i
x
B.dl.cos
  0 .I.N
Untuk Kuat Medan Magnet di Tengah
solenoida berlaku nilai :
B
dl
dl
Untuk kumparan dengan N lilitan
berlaku :
C
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
 B.dl .Cos
x
 B.dl.Cos
+
QRST
dengan
 B.dl.Cos
C
 B.dl.Cos
 B.dl.Cos
=
QRSTUPQ
QRST
dengan
 B.dl.Cos =  B.dl.Cos +  B.dl.Cos +
QRST
QR
RS
 B.dl.Cos
ST
Karena pada QR dan ST, B tegak lurus dl, maka
Induksi Magnetiknya sama dengan nol ( 0 ), ( =
900, Cos 900 = 0), sehingga :
 B.dl.Cos =
QRST
0 +
 B.dl.Cos
+ 0
sehingga berlaku
RS
:
B.L = 0 .i.N
luar solenoida, yang akan dicari B di dalam
solenoida, sehingga :
diperoleh :
B
 0 .i.N
L
N = jumlah lilitan
L = panjang kumparan
i = kuat arus listrik (A)
B = Kuat Medan Magnet di pusat Solenoida (T)
N
 n ( Jumlah lilitan persatuan
Jika :
L
panjang) , maka :
B  0 .i.n
Untuk Kuat Medan Magnet di Ujung Kumparan
jumlah lilitan yang mempengaruhi hanya
setengahnya sehingga berlaku :
RS
dengan kata lain :
 B.dl.cos    B.dl.Cos
C
TUPQ
 B.dl.cos  B  dl  B.L
= 0, karena berada di
TUPQ
=
QRSTUPQ
B
 0 .i.N
2.L
atau
B
 0 .i.n
2
RS
dengan nilai Cos  = 1 (  = 00 ), sehingga :
C. Kuat Medan Magnet Pada Toroida :
Toroida adalah kumparan yang dibentuk melingkar dialiri arus listrik sehingga pada sumbu
kumparan menghasilkan Medan Magnet. Besarnya Induksi Magnetik di Pusat Toroida dapat dicari
dengan Rumus Ampere sebagai berikut :
Lengkungan C
Untuk Toroida dengan N lilitan berlaku :
 B.dl.cos   .I.N
B
i
i
a
dl
C
karena B sejajar dl, maka Cos  = 1, diperoleh :
 B.dl 0 .I.N
C
Hasilnya :
B.L = 0.I.N dengan L keliling lingkaran yang berjari
jari ( a ): sehingga L = 2..a, maka :
B
dengan :
0
 0 .I.N
2..a
a = jari jari lingkaran Toroida ( m )
N = jumlah lilitan
I = Kuat arus listrik ( A )
5
Penghantar berarus listrik di dalam Medan Magnet :
Jika sebuah penghantar yang di aliri arus listrik berada di dalam medan magnet, ternyata penghantar
ini akan bergerak. Ini menunjukkan bahwa pada penghantar tersebut ada sebuah gaya. Gaya ini
disebut dengan “Gaya Lorentz” (FL).
Arah gaya Loretz dipengaruhi oleh arah medan listrik dan arah arus. Hubungan ini dinyatakan
dengan “ Kaidah Telapak Tangan Kanan “, yang menyatakan :
1. Arah Ibu jari, menunjukkan arah Gaya Gambar :
Lorentz (F)
2. Arah Empat jari tangan, menunjukkan
arah arus listrik (I)
3. Arah Telapak tangan, menunjukkan arah
medan magnet (B)
Perhatikan gambar :
Contoh Penerapan gaya magnetik (Gaya Lorentz)
dalam alat alat listrik :
1. Motor listrik
2. Alat ukur listrik
(Galvanometer),
Ampermeter, Voltmeter, Ohmmeter
3. Tabung Televisi / Sinar Katoda
4. Siklotron
5. Pengeras suara
I
S
U
B
F
I
Besarnya Gaya Lorent :
1. sebanding dengan Kuat medan magnet.
2. sebanding dengan besarnya Kuat arus listrik.
3. sebanding dengan panjang kawat penghantar di dalam medan magnet.
4. sebanding dengan sinus sudut antara arah arus listrik dengan arah medan magnet.
Dirumuskan :
B = Kuat medan magnet ( Wb.m-2)
I = Kuat arus listrik (A)
F = B.I.L Sin 
L = Panjang penghantar dalam medan magnet (m)
Untuk arah medan magnet tegak lurus arah F = Gaya Lorentz ( N )
arah arus  = 900, sehingga sin  = 1, maka :  = Sudut antara arah medan magnet dan arah arus
listrik.
F = B.I.L
Contoh soal :
1. Sebuah penghantar direntangkan arah utara – selatan dialiri arus listrik dari utara, berada dalam
medan magnet yang kutub utara magnet ada di sebelah timur. Kemanakah arah gaya lorentz yang
terjadi ?
2. Sebuah kawat dialiri arus listrik ke atas, berada dalam medan magnet yang arahnya ke barat.
Kemanakah arah gaya Lorentz ?
3. Sebuah magnet menghasilkan medan magnet yang besarnya 0,8 Wb.m-2, di dalam medan magnet
tersebut terdapat penghantar yang dialiri arus listrik 20 A tegak lurus medan magnet. Berapakah
Gaya Lorentz yang di alami penghantar persatuan panjang ?
GAYA LORENTZ PADA MUATAN LISTRIK YANG BERGERAK DALAM MEDAN MAGNET
Anda tentu tahu Tabung Televisi, Tabung Osiloskope, Tabung pada Monitor Komputer (CRT) dan lainnya.
Dengan menggunakan tabung tabung tersebut kita dapat melihat gambar yang ada di layar tabung. Jadi
sebenarnya kita melihat gerakan elektron elektron yang memendarkan zat fluoresensi yang melapisi permukaan
tabung tersebut. Elektron dapat menyebar selebar permukaan tabung sesuai yang kita kehendaki, karena elektronelektron tersebut dilewatkan melalui medan magnet yang dipasang pada ujung tabung. Jadi elektron-elektron ini
mengalami Gaya Lorentz, Muatan yang bergerak di dalam medan magnet dapat dianggap sebagai arus listrik,
(kawat berarus ). Akibatnya muatan akan membentuk lintasan berupa busur lingkaran di dalam medan magnet.
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
xF x
x
x
x
x
x
x
x
x
B
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
e
x
I
Besarnya Gaya Lorentz dapat diturunkan dari
persamaan :
q
F = B.I.L. sin 
dengan I 
dan
t
L
 v , maka diperoleh : F = B.q.v. sin 
t
6
B = Kuat medan magnet ( Tesla )
q = besar muatan ( Coulomb )
v = kecepatan gerak partikel ( m/s )
 = Sudut antara arah gerak partikel dengan arah medan magnet.
Jika = 90o, maka sin 900 = 1, sehingga Gaya Lorentznya dapat dirumuskan :
FL = B.q.v
Karena muatan yag bergerak dalam medan magnet membentuk busur lingkaran, maka akan berlaku :
FLorentz = F sentripetal
Dengan :
2
R = jari-jari lintasan ( m )
m.v
hasilnya berlaku :
B.q.v 
m = massa partikel ( kg )
R
q = muatan partikel ( c )
m.v
v = kecepatan partikel ( m/s )
R
B.q
B = Kuat medan magnet ( T )
GAYA LORENTZ PADA DUA KAWAT SEJAJAR YANG DIALIRI ARUS LISTRIK :
Jika dua kawat sejajar dialiri arus listrik, maka kedua kawat ini akan berinteraksi akibat adanya Gaya
Lorentz pada kedua kawat yang disebabkan oleh kawat yang lainnya yang berarus listrik. Prosesnya :
Kawat yang satu berfungsi sebagai penghasil Medan Magnet, dan kawat yang lainnya sebagai kawat
berarus listrik. Hal ini berlangsung saling timbal balik.
a. Jika arah arus pada kedua kawat searah :
Kawat B
Kawat A
Kawat A
IA
BA
FAB
BB
IA
Kawat B
IB
FBA
BA
IB
IB
IA
Gaya Lorentz pada kawat A disebabkan Medan
Gaya Lorentz pada kawat B disebabkan Medan
Magnet oleh Kawat B, yang besarnya :
Magnet oleh Kawat A, yang besarnya :
0
FAB = BB.IA.L, sin  = 1 (  = 90 ), dengan :
FBA = BA.IB.L, sin  = 1 (  = 900 ), dengan
:
2.k.I B
BB 
maka :
FBA 2.k.I A .I B .
2.k.I A
a

BA 
maka :
L
a
FAB 2.k.I B .I A .
a

Ternyata dari hasil diatas, dapat disimpulkan :
L
a
FAB = FBA dan saling Tarik Menarik
b. Jika Arah Arus Listrik pada A dan B Saling Berlawanan :
Kawat A
Kawat B
Kawat A
Kawat B
BA
IA
FBA
BB
FAB
BA
BB
IA
IB
IB
IA
IB
Gaya Lorentz pada kawat A disebabkan Medan
Magnet oleh Kawat B, yang besarnya :
FAB = BB.IA.L, sin  = 1 (  = 900 ), dengan :
FAB 2.k.I B .I A .
2.k.I B

BB 
maka :
L
a
a
Gaya Lorentz pada kawat B disebabkan Medan
Magnet oleh Kawat A, yang besarnya :
FBA = BA.I B.L, sin  = 1 (  = 900 ), dengan
:
FBA 2.k.I A .I B .
2.k.I A

BA 
maka :
L
a
a
Ternyata dari hasil diatas, dapat disimpulkan :
FAB = FBA dan saling Tolak Menolak
7
SIFAT KEMAGNETAN SUATU BAHAN :
Jika suatu bahan / benda berada di dalam medan magnet, maka kita membedakan benda menjadi tiga
bagian, yaitu :
1. Bahan Ferromagnetik :
Bahan ini memiliki kemampuan menyerap
garis gaya magnetik sangat kuat sehingga
dapat dipakai sebagai bahan magnet.
Bahan
Contoh bahan ini : Besi, Baja, Nikel, Cobalt.
2. Bahan Paramagnetik :
Bahan ini memiliki sifat sedikit sekali menarik
garis gaya magnet.
Contoh bahan ini : Alumunium, Platina, dan
Kayu
3. Bahan Diamagnetik :
Bahan ini memiliki sifat menolak garis gaya
magnet.
Contoh bahan ini : tembaga, bismuth, emas,
seng, garam dapur.
Bahan
Bahan
Timbulnya Bahan Ferromagnetik, Paramagnetik, dan diamagnetik disebabkan oleh adanya putaran
gasing dari spin elektron di dalam atom yang menyusun bahan bahan tersebut.
Setiap elektron yang berputar akan menghasilkan medan magetik disekitarnya, jika spin elektron ini
menghasilkan Momen Magnetik. Momen Magnetik Atom yaitu resultan vektor dari momen momen
magnetik yang dihasilkan oleh seluruh spin elektron dalam atom. Spin elektron membentuk magnetmagnet kecil dalam atom.
Jika spin elektron berpasangan, maka tidak menghasilkan Momen Magnetik, dan jika tidak berpasangan
akan menghasilkan Momen Magnetik.
 Bahan Ferromagnetik memiliki banyak elektron yang tidak berpasangan, sehingga menghasilkan
Momen Magnetik, yang mampu berinteraksi menarik garis gaya magnetik dari luar.
 Bahan Paramagnetik terdapat sedikit elektron yang tidak berpasangan, sehingga hanya sedikit
menarik garis gaya magnetik dari luar.
 Bahan Diamagnetik hampir semua elektronnya membentuk spin berpasangan sehingga tidak
menghasilkan Momen Magnetik, akibatnya tidak menarik garis gaya magnet dari luar.
Bahan Ferromagnetik dapat kehilangan sifat magnetik jika :
1. Dipukul-pukul dengan keras
2. Dipanaskan melebihi Suhu Curie.
Suhu Curie adalah suhu maximum yang dimiliki suatu bahan sehingga bahan tidak kehilangan sifat
kemagnetannya.
Contoh
:
Besi
7700 C
Nikel
3580 C
Cobalt
11310 C
Gadonilium
160 C
Penerapan Bahan Ferromagnetik, antara lain sebagai :
1. pita kaset
3. Pengangkat besi bekas
5. Disket
2. Inti trafo
4. Piringan hitam
6. Hardisk
Elektromagnetik :
Peristiwa terbentuknya medan magnetik oleh arus listrik.
Contoh : Kumparan yang dialiri arus listrik dapat berfungsi sebagai magnet.
Elektromagnetik dapat dimanfaatkan pada alat-alat seperti :
1. Pengangkat rongsokan besi
3. Inti Trafo
2. Bel Listrik
8
Soal Soal Latihan :
1.
2.
Sebuah kawat lurus direntangkan ke atas dialiri arus listrik 20 A dari bawah. Jika besar k = 10 -7 Wb.A-1.m-1, maka besar
dan arah medan magnet di titik yang berjarak 6 cm di sebelah kiri kawat ….
a. 6,67 x 10-3 masuk bidang kertas
d. 6,67 x 10-6 masuk bidang kertas
-4
b. 6,67 x 10 keluar bidang kertas
e. 6,67 x 10-7 keluar bidang kertas
-5
c. 6,67 x 10 keluar bidang kertas
Sebuah kawat yang berbentuk lingkaran terdiri atas 20 lilitan. Jari-jari lingkaran = 10 cm. Agar induksi magnetik di
pusat lingkaran sama dengan 4. x 10-3 Wb.m-2. Besar arus listrik yang mengalir haruslah ….
a. 1 A
b. 5 A
c. 10 A
d. 50 A
e. 100 A
3. Sebuah solenoida panjangnya 20 cm terdiri dari 1000 lilitan, dialiri arus listrik 20 A, akan menghasilkan kuat
medan magnetik di pusat solenoida sebesar ….
a. 4.π.10-2 T
b. 4.π.10-3 T
c. 4.π.10-4 T
d. 4.π.10-5 T
e. 4.π.10-6 T
4. Sebuah toroida dari 2000 lilitan dengan jari-jari 10 cm, dialiri arus listrik sehingga menghasilkan induksi
magnetik di pusat toroida sebesar 6 x 10-2 T. besar arus listrik yang mengalir adalah ….
a. 5 A
b. 10 A
c. 15 A
d. 20 A
e. 25 A
5.
6.
Dua kawat panjang a dan b diletakkan sejajar pada jarak 8 cm satu sama lain ( lihat gambar di bawah ). Tiap kawat dilalui
arus listrik sebesar 20 A. Jika k = 10-7 T.m.A-1, maka induksi magnetik di titik P yang terletak diantara kedua kawat pada
jarak 2 cm dari kawat a adalah ….( dalam mili Tesla ).
a. 0,1
P
b. 0,13
c. 0,2
20 A
20 A
d. 0,25
a
b
e. 0,3
Sebuah kawat berarus listrik dibengkokkan membentuk lingkaran dengan jari jari 10 cm tanpa ada sentuhan di A seperti
gambar. Jika kuat arus yang mengalir 4 A Kuat medan magnet di pusat lingkaran adalah ….
a. 8 x 10-6 T
b. 2,512 x 10-5 T
P
c. 3,312 x 10-6 T
d. 3,312 x 10-5 T
I
e. 2,512 x 10-6 T
A
7.
Kawat ¼ lingkaran dengan jari-jari 3 meter dialiri arus listrik 6 Ampere. Maka besar induksi magnet pada pusat
lingkaran P adalah ( dalam Tesla ) ….
a.  x 10-5 T
b.  x 10-7 T
I
c. 4 x 10-5 T
d. 4 x 10-7 T
e. 7 x 10-7 T
P
8. Solenoida dengan panjang b dan toroida yang berjari-jari a memiliki jumlah lilitan yang sama dan dialiri oleh arus yang
sama besar. Perbandingan antara induksi magnetik di pusat solenoida dan toroida adalah ….
a. a : b
b. b : b
c. .a : b
d. 2. .a : b
e. 1 : 1
9. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A, jarak partikel ke kawat 5 cm, laju
partikel 5 m/s dan k = 10-7 Wb.A-1.m-1, maka gaya yang dialami partikel ….
a. 0 N
b. 2 N
c. 4 N
d. 6 N
e. 8 N
10. Sebuah proton yang bergerak tegak lurus suatu medan magnetik dengan menempuh lintasan melingkar dengan jari-jari r.
Sebuah partikel Alpha yang sedang bergerak dengan kelajuan yang sama di bawah kondisi yang sama akan menempuh
suatu lintasan dengan jari-jari ….
a.
r
4
b. r
c. r
d. 2.r
e. 4.r
2
11. Sebuah zarah bermuatan listrik bergerak dan masuk ke dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga lintasannya
berupa lingkaran dengan jari-jari 10 cm. Jika zarah lain bergerak dengan laju 4 kali zarah pertama, maka jari-jari
lingkarannya 20 cm. Ini berarti bahwa perbandingan antara massa bermuatan zarah pertama dengan zarah kedua adalah
sebagai ….
a. 3 : 5
b. 4 : 5
c. 1 : 2
d. 5 : 6
e. 2 : 1
12. Definisi dari Ampere menyatakan bahwa gaya persatuan panjang diantara dua kawat tipis sangat panjang sejajar yang terpisah dalam
vakum sejauh 1,0 m adalah 2,0 x 10-7 N.m-1, ketika setiap kawat dilalui arus 1,0 A. Jika kedua kawat terpisah pada jarak 1,5 m dalam
vakum dan tiap kawat membawa arus 3,0 A, maka gaya persatuan panjang adalah ….
a. 2,7 x 10-7 N.m-1.
c. 9,0 x 10-7 N.m-1.
e. 27 x 10-7 N.m-1.
-7
-1
-7
-1
b. 4,0 x 10 N.m .
d. 12 x 10 N.m .
13. Gambar dibawah ini menunjukkan 3 buah kawat sejajar yang dialiri arus listrik. Besar gaya Lorentz per satuan panjang
pada kawat yang terletak di tengah adalah ….
a. 8 x 10-5 N.m-1.
4
6
b. 6 x 10-5 N.m-1.
cm
cm
c. 4 x 10-5 N.m-1.
d. 2 x 10-5 N.m-1.
e. 10-5 N.m-1.
I2 = 3 A
I3 = 4 A
I1 = 2 A
*** S – W ***
9