Rangkuman, Contoh Soal & Pembahasan Induksi Magnet

Admin

Rangkuman Induksi Magnet

Medan Magnet

Medan magnet merupakan  ruang disekitar magnet yang masih dapat dirasakan adanya gaya magnetnya. Pada tahun 1820 seorang ilmuwan Denmark, Hans Christian Oersted (1777-1857) menemukan suatu gejala yang menarik. Saat jarum kompas diletakkan di sekitar kawat berarus ternyata jarum kompas menyimpang. Kemudian disimpulkan bahwa di sekitar kawat berarus timbul medan magnet. Medan magnet oleh kawat berarus inilah yang dinamakan induksi magnet.
in1
Sumber gambar :Buku Fisika Kelas 3 Sri Handayani

DOWNLOAD RANGKUMAN INDUKSI MAGNET DALAM BENTUK PDF Klik Disini

Induksi magnet merupakan besaran vektor arahnya dapat ditentukan dengan menggunakan kaedah tangan kanan
in2
Sumber gambar :Buku Fisika Kelas 3 Sri Handayani

Lambang cros (x) artinya masuk bidang sedangkan dot (·) artinya keluar bidang

Medan Magnet Pada Kawat Lurus Berarus

in3
Besarnya medan pada titik P adalah
in4
Keterangan :
a : Jarak titik p ke kawat
μo : permiabilitas hampa (4π. 10-7 wb/Am)
i = kuat arus listrik (A)
B = Induksi magnetik di titik P (wb/m2)

LIHAT JUGA : Video Pembelajaran Induksi Magnetik

Medan Magnet pada Kawat Melingkar

Pusat Lingkaran Pada Titik O
in5
Jika terdiri dari N lilitan maka besar induksi magnet di pusat lingkaran
in6
Keterangan:
B = Induksi Magnet
N = banyak lilitan.
I = Kuat Arus
a = jarak pusat lingkaran ke kawat
μo : permiabilitas hampa (4π. 10-7 wb/Am)

Medan Magnet Pada Solenoida Berarus

Merupakan kumparan yang dipanjangkan.
in7
Sumber gambar :Buku Fisika Kelas 3 Sri Handayani

Menentukan Induksi Magnet

  • Dipusat Solenoida (P)
    in8
  • Di Ujung Solenoida
    in9

Keterangan :
N : Jumlah lilitan
L : Panjang Soleneida(meter)
μo : permiabilitas hampa (4π. 10-7 wb/Am)
i = kuat arus listrik (A)
B = Induksi magnetik di titik P (wb/m2)I = Kuat Arus

Medan Magnet Pada Toroida

in10
Rumusan Menentukan Induksi Magnet
in10
Keterangan :
N : Jumlah lilitan
a = rata-rata jari2 dalam dan jari-jari luar toroida dengan satuan meter (m) = (R1 + R2)
μo : permiabilitas hampa (4π. 10-7 wb/Am)
i = kuat arus listrik (A)
B = Induksi magnetik di pusat (wb/m2)

Gaya Lorentz

Gaya yang ditimbulkan oleh medan magnet timbul bila ada interaksi dua medan magnet. Gaya Lorentz antara lain dapat terjadi pada:

  1. Gaya Lorentz pada kawat Berarus di Dalam Medan Magnet
    in11
    Aturan tangan kanan digunakan untuk menentukkan arah gaya
    in12
    Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan:
    Fl = B I l sinθ
    Keterangan:
    Fl = gaya Lorentz (N)
    B =  besarnya medan magnet (T)
    I = Kuat arus yang dialirkan (A)
    l  = panjang kawat penghantar (m)
    θ = sudut antara arus i dan medan magnet B
  2. Kawat sejajar berarus
    in13
    Secara matematis besar gaya lorenz pada kawat sejajar dapat ditulis sebagai berikut:
    in14
    Keterangan :
    F12 = F21   = gaya lorentz pada kawat kedua kawat (N)
    μo                 = permeabilitas ruang hampa  = 4π.10-7 Wb\Am
    I1                    = arus pada kawat pertama (A)
    I2                    = arus pada kawat kedua (A)
    I                 = panjang kawat (m)
    a                 = jarak kedua kawat (m)
  3. Gaya Lorentz Pada Muatan Yang Bergerak Dalam Medan Magnet Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik.
    Berarti saat ada muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul gaya Lorentz. Arus listrik adalah muatan yang bergerak dan muatan yang dimaksud adalah muatan positif.
    in15
    Secara matematis besarnya gaya magnet pada muatan bergerak dapat dinyatakan dengan persamaan berikut
    F = B q v sin θKeterangan :
    F = gaya lorentz (N)
    B = medan magnet (T)
    q = besarnya muatan listrik (C)
    v = kecepatan muatan (m/s)
    θ = sudut antara medan magnet B dan kecepatan muatan v
    Adanya sudut antara medan magnet dan kecepatan muatan listrik mengakibatkan muatan memiliki lintasan yang berbeda pada saat berada di dalam medan magnet.

    1. Arah kecepatan muatan positif sejajar dengan medan magnet (θ = 02) maka F = 0
      in16
    2. Arah medan magnet dan kecepatan muatan positif membentuk sudut θ (02 < θ < 10˚)spiral
      in17
    3. Muatan positif tegak lurus dengan medan magnet (θ = 90˚) maka Florenz = fsentripetal  sehingga lintasan berbentuk lingkaran
      in18
      Jari-jari lintasan (R) dapat ditentukan dengan persamaan berikut
      in19Keterangan:
      R = jari-jari lintasan
      m = massa muatan listrik (kg)
      B = Induksi Magnet
      q = besarnya muatan listrik (C)
      v = kecepatan muatan (m/s)

CONTOH SOAL & PEMBAHASAN

Soal No.1 (UMPTN 1996)
Dua kawat panjang a dan b diletakkan sejajar pada jarak 8 cm satu sama lain (gambar disamping). Tiap kawat dilalui arus sebesar 20 A. Jika µo = 4π  10-7 Tm/A maka induksi magnet di titik P yang terletak di antara kedua kawat pada jarak 2 cm dari kawat A adalah… (dalam militesla).
  1. 0,1
  2. 0,13
  3. 0,2
  4. 0,25
  5. 0,3

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.2 (UN 2012)
Perhatikan gambar berikut !
U =Kutub utara magnet
S =kutub selatan magnet
Jika arus listrik 1 dialirkan pada kawat AB maka arah gaya magnetik yang di alami kawat AB adalah…
  1. Ke arah B
  2. Ke kiri
  3. Ke kanan
  4. Tegak lurus masuk bidang keras
  5. Tegak lurus keluar bidang keras

PEMBAHASAN :

Jawaban : E

Soal No.3 (SNMPTN 2008)
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah konduktor RS sepanjang 2 m dialiri arus yang diletakkan secara tegak lurus medan magnet dengan rapat flux 0,5 T. Jika gaya yang dialami oleh konduktor adalah 1 N dengan arah masuk bidang kertas. Maka besar dan arah arus pada konduktor adalah…
  1. 1 A dari R ke S
  2. 1 A dari S ke R
  3. 2 A dari R ke S
  4. 2 A dari S ke R
  5. 5 A dari R ke S

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.4 (UN 2013)
Selembar kawat berarus listrik di lengkungkan seperti pada gambar. Jika jari-jari kelengkungan sebesar 50 cm maka besarnya induksi magnetik di pusat lengkungan adalah….(μo = 4π.10-7 WB A-1m-1)
  1. \frac{1}{3}π. 10-7 T
  2. 1. 10-7 T
  3. π.10-7 T
  4. 2.10-7 T
  5. 2π.10-7 T

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.5 (UM-UGM 2002)
Spektrometer massa digunakan untuk memisahkan dua jenis ion bermuatan sama (q1 = q2), tetapi dengan massa berbeda (m1 ¹ m2). Setelah dipercepat dengan beda potensial V ion-ion tadi bergerak memasuki daerah bermedan magnet seragram B secara tegak lurus sehingga mereka mengikuti lintasan gerak berbentuk lingkaran dengan jari-jari R. Anggaplah bahwa pada saat memasuki daerah bermedan magnet B kecepatan kedua massa adalah v1 danv2, serta jari-jari lintasan keduanya adalah R1 dan R2. Bila m2 = 4m1 dan v1 = 2v2 maka berlaku…
  1. R1 = 0.25 R2
  2. R1 =0.5 R2
  3. R1 = R2
  4. R1 = 2 R2
  5. R1 = 4 R2

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.6 (UN 2014)
Kawat P di aliri arus listrik  6A dengan arah ke atas seperti pada gambar berikut:
Jika μo = 4π.10-7 Wb/Am dan terjadi gaya tolak-menolak persatuan panjang antara kawat P da Q sebesar 1,2.10-5 N/m maka besar dan arah arus listrik pada kawat Q adalah….
  1. 1 A ke atas
  2. 1 B ke bawah
  3. 10 A ke atas
  4. 10 A ke bawah
  5. 20 A ke atas

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.7 (SNMPTN 2012)
Perhatikan susunan kawat yang dialiri arus seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Jika arus yang dialirkan sama kuat maka pasangan kawat yang mempunyai medan magnet di titik pusat lingkaran yang sama besar tetapi berlawanan arah adalah…
  1. 1 dan 2
  2. 1 dan 3
  3. 1 dan 4
  4. 2 dan 4
  5. 2 dan 3

PEMBAHASAN :
Untuk menentukan arah medan gunakan aturan tangan kanan. Pada gambar 1 merupakan 2 kawat yang masing-masing berbentuk setengah lingkaran maka arah medan magnetnya searah yakni keluar. Sedangkan, pada kawat 3 merupakan satu lingkaran dengan arah medan masuk kedalam bidang. Besarnya medan magnet pada gambar 1 sama dengan gambar 3 namun arahnya berlawanan.
Jawaban : B

Soal No.8 (UN 2014)
Dua kawat sejajar Ldan M terpisah 2 cm satu sama lain (lihat gambar).
Pada kawat M di aliri arus 4 A dan kedua kawat mengalami tolak –menolak persatuan panjang sebesar 6 x  Nm-1, besar dan arah kuat arus pada kawat L adalah… (μo= 4π.10-7 Wb.A-1 m-1)
  1. 1,2 A searah dengan arus pada kawat M
  2. 1,2 A berlawanan arah dengan arus pada kawat M
  3. 1,5 A searah dengan arus pada kawat M
  4. 1,5 A berlawanan arah denganarus pada kawat M
  5. 2,4 A searah dengan arus pada kawat M

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.9 (UMPTN 2000)
Jari-jari lintasan gerak proton di dalam sebuah sikrotron proton adalah 120 m. Jika energi proton sebesar 1,6 x 10-9 J maka induksi medan magnet yang diperlukan besarnya (dalam T)…
  1. 0,2
  2. 0,28
  3. 1,20
  4. 1,60
  5. 2,50

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.10 (UN 2013)
Perhatikan gambar berikut!
Q adalah muatan positif, v adalah kecepatan muatan, B adalah medan magnet dan F adalah gaya. Agar di hasilkan medan magnet F yang arahnya keluar bidang gambar, maka gambar yang tepat adalah…

PEMBAHASAN :
Dengan menggunakan kaidah tangan agar di peroleh F yang arahnya keluar bidang gambar,maka arah v dan b tidak keluar atau masuk bidang gambar. Jawaban yang paling tepat adalah E


Jawaban : E

Soal No.11 (UN 2014)
Gambar berikut menunjukan arah induksi magnet yang benar akibat kawat penghantar berarus I adalah…

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.12 (UN 2004)
Kawat lurus yang sangat panjang hampir bersinggungan dengan sebuah kawat melingkar yang berpusat di P.
Jika i1 = i2 = 5 ampere dan jari-jari lingkaran =10 cm maka besar dan arah induksi magnetik di P adalah…
  1. 2,14 x 10-5 tesla, arah ke dalam
  2. 2,14 x 10-5 tesla, arah ke luar
  3. 2,14 x 10-7 tesla, arah ke dalam
  4. 2,14 x 10-7 tesla, arah ke luar
  5. Nol

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.13 (SPMB 2005)
Kumparan bentuk segi empat dengan panjang 12 cm dan lebar 10 cm terdiri atas 40 lilitan dan di aliri arus 2 A. Kumparan berada pada medan magnet 0,25 T. Besar torsi yang dialami kumparan adalah ….
  1. 0.06 Nm
  2. 0.10 Nm
  3. 2,14 x 10-7 tesla, arah ke dalam
  4. 2,14 x 10-7 tesla, arah ke luar
  5. Nol

PEMBAHASAN :
Perhatikan gambar !

Diketahui:
F1 = F2 = BiL
L = 12 cm = 0,12 m
r = ½ lebar = ½ x 10 cm = 5 cm = 0,05 m
Menentukan torsi
τ = F1 r + F2 r
τ = BiLr + BiLr
τ = 2BiLr
τ = 2(0,25)(2)(0,12)(0,05) = 0.06 Nm
Jawaban : A

DOWNLOAD RANGKUMAN INDUKSI MAGNET DALAM BENTUK PDF Klik Disini

 

KINI HADIR LAYANAN BERTANYA TUGAS & PR PREMIUM (FAST RESPOND!!)

CUKUP PAKAI FASILITAS SMS, WA atau BBM Dan PR Mu Terbantu Dengan Cepat

DONASI:
SMP : Rp. 5.000 per pertanyaan
SMA : Rp. 6.500 Per pertanyaan.
Perguruan Tinggi : Rp. 7.500 Per pertanyaan ( Hanya Kimdas dan Fisdas)
Tingkat SMP, SMA mata pelajaran yang bisa ditanyakan Kimia, Fisika, Matematika.

Dijawab oleh guru yang sudah ahli di bidangnya
Layanan Bantuan PR/Tugas dari jam 15.00 s.d 20.00 WIB
(menghindari kecurangan saat ujian)

INFORMASI LEBIH LANJUT HUB : 089622667471 (SMS / WA)

ARTIKEL TERKAIT

Tinggalkan Balasan

Pesan kamu*

Komentar kamu akan ditinjau dulu sebelum ditampilkan

Name*
Email*
Url