1. Induksi Magnetik pada Sumbu Solenoida
Solenoida
didefinisikan sebagai sebuah kumparan dari kawat yang diameternya
sangat kecil dibanding panjangnya. Apabila dialiri arus listrik,
kumparan ini akan menjadi magnet listrik. Medan solenoida tersebut
merupakan jumlah vektor dari medan-medan yang ditimbulkan oleh semua
lilitan yang membentuk solenoida tersebut.
Medan
magnet pada solenoida.
Pada
Gambar diatas memperlihatkan medan magnetik yang terbentuk pada
solenoida. Kedua ujung pada solenoida dapat dianggap sebagai kutub
utara dan kutub selatan magnet, tergantung arah arusnya. Kita dapat
menentukan kutub utara pada gambar tersebut adalah di ujung kanan,
karena garis-garis medan magnet meninggalkan kutub utara magnet.
Jika
arus I mengalir pada kawat solenoida, maka induksi magnetik
dalam solenoida (kumparan panjang) berlaku:
B
= μ0
.I.n
Persamaan
diatas digunakan untuk menentukan induksi magnet di tengah solenoida.
Sementara itu, untuk mengetahui induksi magnetik di ujung solenoida
dengan persamaan:
Induksi
magnetik (B) hanya bergantung pada jumlah lilitan per satuan panjang
(n), dan arus (I ). Medan tidak tergantung pada posisi di dalam
solenoida, sehingga B seragam. Hal ini hanya berlaku untuk solenoida
tak hingga, tetapi merupakan pendekatan yang baik untuk titik-titik
yang sebenarnya tidak dekat ke ujung.
2. Induksi Magnetik pada Sumbu Toroida
Solenoida
panjang yang dilengkungkan sehingga berbentuk lingkaran dinamakan
toroida, seperti yang terlihat pada Gambar berikut:
Toroida
Induksi
magnetik tetap berada di dalam toroida, dan besarnya dapat diketahui
dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Perbandingan
antara jumlah lilitan N dan keliling lingkaran 2πa
merupakan jumlah lilitan per satuan panjang n, sehingga
diperoleh:
B
= μ0
.I.n
Contoh
Soal:
1.
Suatu solenoida yang panjangnya 2 m memiliki 800 lilitan dan
jari-jari 2 cm. Jika solenoida dialiri arus 0,5 A, tentukan induksi
magnetik:
a.
di pusat solenoida,
b.
di ujung solenoida!
Penyelesaian:
panjang
solenoida, l = 2 m
banyak
lilitan, n = 800
arus
listrik, I = 0,5 A
a.
Induksi magnetik di pusat solenoida
b.
Induksi magnetik di ujung solenoida
2.
Sebuah toroida berjari-jari 20 cm dialiri arus sebesar 0,8 A. Jika
toroida mempunyai 50 lilitan, tentukan induksi magnetik pada toroida!
Penyelesaian:
jari-jari,
a = 20 cm = 2 × 10-1 m
arus
listrik, I = 0,8 A
banyak
lilitan, N = 50
Induksi
magnetik pada toroida adalah:
