Penentuan Besar dan Arah Medan Magnet di Pusat Lingkaran
Dalam gambar yang diberikan, terdapat kawat lurus yang dialiri arus listrik sebesar 2 A ke kiri, dan kawat melingkar dengan jari-jari 2π cm yang dialiri arus listrik sebesar 4 A berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Kita diminta untuk menentukan besar dan arah medan magnet di pusat lingkaran yang berjarak 8 cm dari kawat lurus. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan Hukum Ampere yang menyatakan bahwa medan magnet di sekitar kawat lurus sebanding dengan arus yang mengalir melalui kawat tersebut. Dalam hal ini, arus yang mengalir melalui kawat lurus adalah 2 A. Kita juga dapat menggunakan Hukum Biot-Savart yang menyatakan bahwa medan magnet di sekitar kawat melingkar sebanding dengan arus yang mengalir melalui kawat tersebut dan jarak dari titik yang diamati ke kawat. Dalam hal ini, arus yang mengalir melalui kawat melingkar adalah 4 A dan jarak dari pusat lingkaran ke kawat melingkar adalah 8 cm. Dengan menggunakan kedua hukum tersebut, kita dapat menghitung besar medan magnet di pusat lingkaran. Untuk kawat lurus, medan magnetnya dapat dihitung menggunakan rumus: \[ B = \frac{{\mu_0 \cdot I}}{{2 \cdot \pi \cdot r}} \] Dimana: - \( B \) adalah medan magnet - \( \mu_0 \) adalah permeabilitas ruang hampa (konstan) - \( I \) adalah arus yang mengalir melalui kawat - \( r \) adalah jarak dari titik yang diamati ke kawat Dalam hal ini, \( \mu_0 \) dapat dianggap sebagai \( 4\pi \times 10^{-7} \) Tm/A. Untuk kawat melingkar, medan magnetnya dapat dihitung menggunakan rumus: \[ B = \frac{{\mu_0 \cdot I}}{{2 \cdot r}} \] Dalam hal ini, \( \mu_0 \) juga dapat dianggap sebagai \( 4\pi \times 10^{-7} \) Tm/A. Dengan menggabungkan kedua medan magnet ini, kita dapat menentukan besar dan arah medan magnet di pusat lingkaran. Setelah melakukan perhitungan, diperoleh bahwa besar medan magnet di pusat lingkaran adalah sebesar \( 3,5 \times 10^{-5} \) T ke dalam. Dengan demikian, jawaban yang benar adalah B. \( 3,5 \times 10^{-5} \) T ke dalam.