Medan Magnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus

Medan magnetik di sebuah titik yang memiliki jarak tertentu terhadap pusat lingkaran kawat dapat ditentukan menggunakan hukum Biot-Savart. Untuk memahaminya, perhatikan gambar di bawah ini.

        Pada gambar di atas titik P berjarak sejauh x dari pusat sebuah kawat melingkar yang berjari-jari a. Jarak antara titik P dan kawat melingkar yang dialiri arus listrik Iadalah r. Berdasarkan hukum Biot-Savart, medan magnetik B di titik P dirumuskan sebagai berikut.

B=μ0Ia22r3 $$

Keterangan:

I = kuat arus yang mengalir;

a = jari-jari kawat; dan

r = jarak titik dari lingkaran kawat 

Berdasarkan gambar tersebut nilai r adalah r=x2+a2−−−−−−√ , sehingga besar medan magnetiknya dapat ditulis seperti berikut.

B=μ0Ia22(x2+a2)32 

Jika titik P berada di pusat lingkaran atau x = 0, maka besar medan magnetiknya adalah sebagai berikut.

B=μ0I2a 

Apabila kawat tersebut terdiri dari N lilitan, maka besar medan magnetiknya adalah sebgai berikut.

B=μ0IN2a 

Arah medan magnetik pada kawat melingkar, dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu arah ibu jari menunjukkan arah medan magnetik, sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik.

🍠 Contoh soal

Sebuah titik A berada 5 cm dari lingkaran suatu kawat yang dialiri arus 10 A. Jika jari-jari kawat melingkar tersebut adalah 2 cm, maka berapakah besar medan magnetik di titik A?

Penyelesaian:

Diketahui:

I = 10 A

r = 5 cm

a = 2 cm

Ditanyakan: B?

Jawab:

Untuk mencari medan magnetiknya, gunakan persamaan berikut.

B=μ0Ia22r3 

B=4π×10−7×10×222×53=0,64π×10−7 

Jadi, kuat medan megntiknya pada titik A adalah 0,64π x 10-7 T.