Cara Menghitung Resultan Induksi Magnetik

Sebuah titik bisa saja terletak di antara dua daerah medan magnet sehingga besar medan magnet pada titik tersebut dipengaruhi oleh besar medan magnet dari kedua daerah. Total besar medan magnet pada suatu titik karena pengaruh beberapa besar medan magnet sama dengan resultan induksi magnetik. Cara menghitung resultan induksi magnetik dapat dilakukan melalui penjumlahan atau selisih besar medan-medan magnet yang memengaruhi pada suatu titik.

Besar resultan magnetik dadi medan-medan magnet searah (memiliki arah yang sama) adalah hasil penjumlahan besar medan magnet tersebut. Sedangkan resultan medan magnet dengan arah berbeda (berlawanan arah) adalah selisih antara arah yang searah dan berlawanan arah dengan arah akhir mengikuti arah medan magnet yang lebih besar.

Sehingga cara menghitung resultan induksi magnetik perlu dibarengi kemampuan untuk menghitung besar medan magnet di suatu titik.

Terdapat beberapa persamaan yang dapat digunakan untuk menghitung besar induksi magnetik di sekitar kawat berarus. Persamaan medan magnet dibedakan berdasar bentuk kawat penghantar arus listrik. Tabel di bawah berisi kumpulan rumus induksi magnetik (B) yang dapat digunakan untuk menghitung besar induksi magnetik dengan berbagai bentuk kawat penghantar.

Baca Juga: Cara Menghitung Besar Biaya Pemakaian Listrik

Selanjutnya, bagaimana cara menghitung resultan induksi magnetik? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

• Resultan Induksi Magnetik pada Kawat Sejajar
  • 1) Arah dan besar induksi magnetik pada titik P yang dipengaruhi kawat pertama
  • 2) Arah dan besar induksi magnetik pada titik P yang dipengaruhi kawat kedua (B2)
  • 3) Menghitung Resultan medan magnet pada titik P (BP):
• Resultan Induksi Magnetik yang Letaknya Tidak Tegak Lurus dengan Kawat Penghantar
• Resultan Induksi Magnetik pada Dua Kawat dengan Bentuk Berbeda

Resultan Induksi Magnetik pada Kawat Sejajar

Sebuah titik P berada di antara dua kawat penghantar yang mengalirkan arus listrik sebesar I₁ = 6 A dan I₂ = 8 A. Arah arus listrik I₁ dan I₂ berlawanan, di mana I₁ mengalir dari bawah ke atas dan I₂ mengalir dari atas ke bawah. Titik P berjarak 5 cm dari kawat penghantar pertama dan berjarak 8 cm dari kawat penghantar kedua.

Berapakah resultan besar induksi magnetik yang terdapat pada titik P?

Sobat idschool perlu mengatahui besar induksi magnetik di titik P yang dipengaruhi setiap kawat terlebih dahulu. Selain itu, sobat idschool juga perlu mengetahui kemana arah induksi magnetik pada titik P yang dipengaruhi masing-masing kawat.

• Jika arah induksi magnetik sama maka resultan induksi magnetik diperoleh dengan menjumlahkannya dan arahnya mengikuti arah semula.
• Jika arah induksi magnetik berbeda maka resultan induksi magnetik diperoleh dengan pengurangan dan arahnya mengikuti arah induksi magnetik yang lebih besar.

Besar induksi magnetik di titik P adalah resultan induksi magnetik dari dua besar medan megnet yang sudah dihitung terlebih dahulu. Sebelumnya, lihat kembali informasi yang terdapat pada permasalahan di atas.

Diketahui:

• Besar arus listrik yang mengalir pada kawat pertama: i1 = 6 A
• Besar arus listrik yang mengalir pada kawat kedua: i2 = 8 A
• Jarak titik P ke kawat pertama: a1 = 5 cm = 5 ×10–2 m
• Jarak titik P ke kawat pertama: a₂ = 8 cm = 8 ×10^–2 m

1) Arah dan besar induksi magnetik pada titik P yang dipengaruhi kawat pertama

Menentukan arah B₁:
Arah induksi medan magnetik pada titik P yang di pengaruhi kawat penghantar pertama dapat dilakukan menggunakan bantuan tangan kanan. Ibu jari/jempol diposisikan mengikuti arah arus dan empat jari menuju titik P.

Posisi demikian akan membuat talapak tangan membelakangi kita. Sehingga arah induksi magnetik di titk P oleh pada kawat pertama adalah masuk bidang.

Menghitung besar pengaruh induksi magnetik pada titik P oleh kawat pertama (B₁):

2) Arah dan besar induksi magnetik pada titik P yang dipengaruhi kawat kedua (B2)

Menentukan arah B₂:
Cara menentukan arah induksi medan magnetik pada titik P yang di pengaruhi kawat penghantar kedua sama seperti sebelumnnya, Posisikan ibu jari/jempol diposisikan mengikuti arah arus dan empat jari menuju titik P.

Posisi tersebut juga akan akan membuat talapak tangan membelakangi kita. Sehingga arah induksi magnetik di titk P oleh pada kawat kedua adalah masuk bidang.

Menghitung besar pengaruh induksi magnetik pada titik P oleh kawat kedua:

3) Menghitung Resultan medan magnet pada titik P (BP):

Arah B₁ dan B₂ sama sehingga resultannya dihitung dengan menjumlahkan nilai B₁ dan B₂.

B_p = B₁ + B₂
B_p = 2,4 ×10^–5 + 2 ×10^–5
B_p = 4,4 ×10^–5 Tesla

Jadi, resultan besar induksi magnetik pada titik P adalah 4,4 ×10^–5 T dengan arah masuk bidang.  

Baca Juga: Rumus Induksi Magnetik dan Cara Menentukan Arahnya

Resultan Induksi Magnetik yang Letaknya Tidak Tegak Lurus dengan Kawat Penghantar

Sebuah titik Q terletak diantara dua kawat penghantar yang bentuknya lurus dan bermuatan I₁ = 15 A dan I₂ = 30 A. Titik Q tersebut terletak pada dua kawat dan membentuk sudut 60^o dan berjarak 8 cm pada setiap kawat. Diketahui jarak kawat pertama dan kawat kedua juga 8 cm. Berapakah besar resultan induksi magnetik yang terdapat pada titik Q?

Besar setiap induksi magnetik seperti permasalahan di atas dihitung dengan rumus induksi magnetik untuk kawat lurus. Selanjutnya adalah perhitungan besar resultan induksi magnetik dengan menjumlahkan vektor induksi magnetik yang membentuk arah tegak lurus dengan kawat penghantar.

Langkah – langkah pengerjaan permasalahan di atas adalah sebagai berikut.

• Menentukan besar induksi magnetik pada titik Q oleh kawat pertama (BQ1)
• Menentukan besar induksi magnetik pada titik Q oleh kawat kedua (BQ2)
• Menyelediki arah vektor BQ1dan BQ2 terletak tegak lurus dengan kawat penghantar dan menghitung sudut yang dibentuk vektor BQ1 dan BQ2
• Menghitung resultan besar induksi magnetik pada titik Q

Menentukan besar induksi magnetik pada titik Q oleh kawat pertama (B_Q1):

Menentukan besar induksi magnetik pada titik Q oleh kawat kedua (B_Q2):

Menyelediki arah vektor B_Q1dan B_Q2 terletak tegak lurus dengan kawat penghantar dan menghitung sudut yang dibentuk vektor B_Q1 dan B_Q2.

Kaidah tangan kanan dapat digunakan untuk menentukan arah medan magnet pada kawat penghantar pertama dan kedua. Diketahui bahwa medan magnet pada kawat pertama adalah memasuki bidang yang diberi keterangan tanda cross (×). Sedangkan medan magnet pada kawat kedua adalah keluar bidang yang diberi keterangan tanda dot (•).

Pada kawat pertama, posisikan ibu jari masuk bidang sehingga dapat diketahui arah B_Q1 yaitu sesuai arah empat jari dengan posisi tegak lurus. Selanjutnya, untuk arah B_Q2 juga dapat dilakukan dengan cara yang sama. Dari arah kedua vektor tersebut kemudian dapat dihitung sudut yang terbentuk oleh kedua vektor tersebut.

Arah dan besar sudut vektor untuk B_Q1 dan B_Q2 diberikan seperti gambar di bawah.

Besar sudut yang dibentuk vektor B_Q1 dan B_Q2 adalah 30^o + 60^o + 30^o = 120^o.

Menghitung resultan besar induksi magnetik pada titik Q:

Jadi, besar resultan induksi magnetik yang terdapat pada titik Q adalah 2√19×10^–5 T.

Baca Juga: 4 Metode Penjumlahan Vektor

Resultan Induksi Magnetik pada Dua Kawat dengan Bentuk Berbeda

Sebuah titik X terletak di tengah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan arus sebesar I₁ = 5 A. Pada bagian bawah kawat penghantar berbentuk lingkaran bersinggungan dengan sebuah kawat penghantar lurus dengan arus sebesar 3 A. Diketahui jari – jari kawat penghantar berbentuk lingkaran adalah 5 cm.

Berapakah besar resultan induksi magnetik pada titik X?

Langkah pertama untuk menghitung besar resultan induksi magnetik pada titik X adalah mengetahui besar dan arah induksi magnetik oleh kawat pertama dan kedua.

Menghitung besar induksi magnetik pada titik P oleh kawat penghantar berbentuk lingkaran (B_P1).

Menghitung besar induksi magnetik pada titik P oleh kawat penghantar berbentuk lingkaran (B_P2).

Menentukan arah induksi medan magnetik pada titik P oleh kawat penghantar pertama dan kedua (gunakan kaidah tangan).

• arah induksi magnetik pada titik P oleh kawat berbentuk lingakaran adalah masuk bidang
• arah induksi magnetik pada titik P oleh kawat lurus adalah keluar bidang

Diketahui bahwa arah induksi magnetik berbeda, sehingga resultan induksi magnetik pada titik P dapat diperoleh dengan cara mengurangkannya.

B_P = 2π × 10^–5 – 1,2 × 10^–5
B_P = (2π – 1,2) × 10^–5 T

Jadi, besar resultan induksi magnetik pada titik X adalah (2π – 1,2) × 10^–5 T.

Demikianlah bagaimana cara menghitung resultan induksi magnetik pada kawat berarus dengan berbagai bentuk. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!

Baca Juga: Rumus pada Hukum Colomb