Medan Magnet Solenoida dan Toroida

Bagaimanakah konsep medan magnet solenioda dan toroida? Bayangkan kita mempunyai sebuah kawat lurus, kemudian kawat tersebut dibuat kumparan yang memiliki panjang tertentu, kumparan ini disebut solenoida. Ketika kumparan dilalui arus maka medan magnet timbul dalam kumparan yang arahnya hampir sama dengan arah medan magnet pada magnet batang. Kekuatan medan magnet dalam solenoida dapat diperkuat melalui penambahan logam besi kedalam solenioda. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat induksi magnetik solenoida meliputi arus listrik, panjang solenoida, jumlah lilitan dan bahan yang disisipkan kedalam bagian dalam solenoida. Medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida dipusatnya dapat dihitung dengan hukum Ampere. Persamaan jadinya untuk pusat dan ujung solenoida adalah sebagai berikut.

N menyatakan jumlah lilitan, L menunjukkan panjang solenoida (m), i arus listrik (A), dan miu nol menunjukkan permeabilitas magnetik.

Kaji-1: Suatu solenoida panjangnya 1 m dan diamater rata-rata 3 cm memiliki 100 lilitan kawat. Solenoida tersebut dialiri dengan arus 5 A, tentukanlah besar induksi magnetik di pusat solenoidan dan di ujungnya!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

Besar medan magnet dipusat solenoida.


Besar medan magnetik diujung solenoida setengah dari medan dipusat.

Latih-1: Suatu solenoida panjangnya 2 m dan diamater rata-rata 3 cm memiliki 400 lilitan kawat. Solenoida tersebut dialiri dengan arus 10 A, tentukanlah besar induksi magnetik di pusat solenoidan dan di ujungnya!

Kaji-2: Suatu solenoida superkonduktor  digunakan untuk membangkitkan medan magnet 10 Tesla dipusatnya. Jika solenoida terdiri dari 2000 lilitan per meter, tentukanlah kuat arus yang dialirkan dalam kawat solenoida!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Kuat arus yang mengalir dalam kawat solenoida.

Latih-2: Suatu solenoida superkonduktor  digunakan untuk membangkitkan medan magnet 20 Tesla dipusatnya. Jika solenoida terdiri dari 4000 lilitan per meter, tentukanlah kuat arus yang dialirkan dalam kawat solenoida!

Medan Magnet Toroida
Toroida mempunyai kesamaan dengan solenoida. Sebuah kawat dipintal menjadi sebuah kumparan, hanya saja kumparan tersebut tidak berada dalam keadaan lurus tetapi dibuat melingkar menyerupai sebuah donat yang dililiti kawat. Untuk lebih jelasnya perhatikanlah gambar toroida di bawah ini.

Faktor yang mempengaruhi kuat medan magnetik dalam Toroida dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu jumlah lilitan, kuat arus, jejari efektif toroida, dan bahan yang disisipkan kedalam toroida. Secara matematis medan magnetik dipusat toroida dapat dituliskan.

Jari-jari satu adalah jari-jari lingkaran dalam dan jari-jari dua adalah jari-jari lingkaran luar (m), N menunjukkan jumlah lilitan, dan i menunjukkan arus listrik (A).

Kaji-1: Suatu Toroida mempunyai jari-jari dalam 6 cm dan jari-jari luar 10 cm serta memiliki 100 lilitan kawat. Toroida tersebut dialiri dengan arus 5 A, tentukanlah besar induksi magnetik di pusat Toroida tersebut!

Jawab:

Besaran yang diketahui.

Kuat medan magnet di pusat Toroida

Latih-1: Suatu Toroida mempunyai jari-jari dalam 6 cm dan jari-jari luar 10 cm serta memiliki 1000 lilitan kawat. Toroida tersebut dialiri dengan arus 10 A, tentukanlah besar induksi magnetik di pusat Toroida tersebut!

Kaji-2: Suatu Toroida superkonduktor  digunakan untuk membangkitkan medan magnet 10 Tesla dipusatnya. Jika solenoida terdiri dari 2000 lilitan dengan jejari efektif 1 m, tentukanlah kuat arus yang dialirkan dalam kawat Toroida!

Jawab:
Besaran yang diketahui.


Arus listrik yang dialirkan dalam kawat Toroida.


Latih-2: Suatu Toroida superkonduktor  digunakan untuk membangkitkan medan magnet 20 Tesla dipusatnya. Jika solenoida terdiri dari 4000 lilitan dengan jejari efektif 2 m, tentukanlah kuat arus yang dialirkan dalam kawat Toroida!