Ringkasan Singkat
Video ini membahas tentang medan magnet di sekitar kawat melingkar berarus listrik, solenoida, dan toroida. Dijelaskan cara menentukan besar dan arah medan magnet menggunakan persamaan dan kaidah tangan kanan, serta contoh soal untuk memperjelas konsep. Aplikasi dari elektromagnetik seperti relay, bel listrik, induktor Ruhmkorff, dan reaktor fusi juga disebutkan.
- Medan magnet di sekitar kawat melingkar, solenoida, dan toroida.
- Penggunaan kaidah tangan kanan untuk menentukan arah medan magnet.
- Aplikasi elektromagnetik dalam berbagai perangkat dan teknologi.
Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik
Medan magnet di sekitar kawat melingkar berarus listrik dapat dihitung menggunakan hukum Biot-Savart. Persamaan untuk medan magnet (B) di suatu titik pada sumbu lingkaran adalah B = (Mio nol * I) / (2 * a) * sin^3(Alfa), di mana Mio nol adalah permeabilitas vakum, I adalah arus listrik, a adalah jari-jari lingkaran, dan Alfa adalah sudut antara garis yang menghubungkan titik tersebut dengan elemen kawat dan sumbu lingkaran. Jika titik berada di pusat lingkaran, maka persamaannya menjadi B = (Mio nol * I) / (2 * a). Arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan, di mana jika jari-jari melingkar searah arus, maka ibu jari menunjukkan arah medan magnet.
Contoh Soal Kawat Melingkar
Beberapa contoh soal membahas perhitungan induksi magnet pada kumparan dengan berbagai konfigurasi, termasuk kumparan dengan banyak lilitan, kawat yang dilengkungkan, dan kawat seperempat lingkaran. Soal-soal ini melibatkan penerapan rumus induksi magnet dan kaidah tangan kanan untuk menentukan besar dan arah medan magnet di pusat lingkaran atau titik tertentu. Contohnya, soal UN tahun 2011 tentang kawat lurus yang dilengkungkan menjadi setengah lingkaran, dan soal UMPTN 1996 tentang kawat seperempat lingkaran.
Medan Magnet pada Solenoida
Solenoida adalah kumparan panjang yang terdiri dari banyak lilitan kawat. Medan magnet di dalam solenoida dapat dihitung dengan persamaan B = (Mio nol * n * I) / L, di mana n adalah jumlah lilitan per satuan panjang dan L adalah panjang solenoida. Di ujung solenoida, medan magnetnya setengah dari nilai di tengah, yaitu B = (Mio nol * n * I) / (2 * L). Arah medan magnet di dalam solenoida juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan.
Contoh Soal Solenoida dan Aplikasi Elektromagnetik
Contoh soal membahas perhitungan induksi magnet pada ujung solenoida dengan parameter yang diberikan. Selain itu, dijelaskan aplikasi elektromagnetik seperti relay dan bel listrik yang memanfaatkan prinsip induksi magnet pada kumparan. Relay menggunakan elektromagnet untuk mengendalikan saklar, sedangkan bel listrik menggunakan elektromagnet untuk menggerakkan pemukul yang menghasilkan bunyi.
Medan Magnet dalam Toroida
Toroida adalah kumparan yang dililitkan membentuk lingkaran. Medan magnet di dalam toroida dapat dihitung dengan persamaan B = (Mio nol * N * I) / (2 * Pi * r), di mana N adalah jumlah lilitan total dan r adalah jari-jari efektif toroida. Medan magnet di luar toroida dianggap nol.
Contoh Soal Toroida dan Aplikasi Lilitan
Contoh soal membahas perhitungan induksi magnet di sumbu toroida dengan parameter yang diberikan, serta perbandingan induksi magnet pada dua toroida dengan jumlah lilitan dan jari-jari yang berbeda. Aplikasi lilitan seperti solenoida dan toroida juga digunakan pada transformator dan induktor Ruhmkorff. Solenoida juga digunakan dalam reaktor fusi nuklir untuk mengendalikan plasma.
