Kuis I Elektromagnetika I TT3810

Transkripsi

1 Nama: NIM : Kuis I Elektromagnetika I TT3810 Dikumpulkan pada Hari Sabtu, tanggal 27 Februari 2016 Jam di N107, berupa copy file, bukan file asli. Pilihlah 25 soal untuk dikerjakan

2 Kasus #1. Tiga buah muatan titik (q1=2c, q2=-3c, dan q3=4 C) berturut-turut diletakkan pada titik koordinat Cartesius (0,3), (4,0), dan (4,3). Semua koordinat dalam meter. Tentukanlah : a. Gaya listrik pada muatan q2 b. Medan listrik yang terjadi pada pusat koordinat O. Page 2 of 31

3 Kasus #2. a. Cari Medan listrik pada jarak a dari pusat simetri kawat lurus sangat panjang jika diketahui distribusi muatan panjangnya sama dengan L b. Coba jika kawat panjangnya L Page 3 of 31

4 Kasus #3. Cari Medan listrik pada jarak a dari pusat cincin kawat lingkaran yang berjari-jari distribusi muatan panjangnya sama dengan L jika diketahui Page 4 of 31

5 Kasus #4. Suatu kawat penghantar yang sangat panjang dialiri arus konstan I dalam arah sumbu z. Tentukan kerapatan fluks magnet (B) pada jarak dari kawat Page 5 of 31

6 Kasus #5. a. Gunakan hukum Biot-Savart untuk menentukan kerapatan fluks magnet yang dihasilkan oleh loop lingkaran tunggal berarus I b. Anggap jari-jari loop R dan titik yang ingin dicari kerapatan fluksnya berjarak a dari pusat lingkaran Page 6 of 31

7 Kasus #6. Sebuah muatan titik +q yang ditempatkan pada pusat koordinat akan memberikan medan listrik di sekitarnya q E k aˆ r N / C 2 r Tentukan fluks listrik dari medan listrik tersebut yang menembus permukaan bola berjari-jari 2 m dan bola berpusat pada pusat koordinat. Page 7 of 31

8 Kasus #7. Sebuah antena kawat lurus sangat panjang yang berorientasi sepanjang sumbu z jika antena dialiri arus I akan memberikan 0I B aˆ T 2 Tentukan fluks magnet akibat B di atas yang menembus bidang segi empat (x=0, panjang dari y=2 m sampai y=6 m dan lebar dari z=0 sampai z=2 m) Page 8 of 31

9 Kasus #8. Sebuah bola pejal memiliki distribusi muatan volum V dan jari-jari a. Tentukan medan listrik di dalam dan di luar bola tersebut. Page 9 of 31

10 Kasus #9. Medan magnet pada suatu daerah berbentuk B 4x 2 yaˆ 2xy cos(2t ) aˆ x Sebuah loop konduktor bujur sangkar bersisi 2 m berhambatan 0.5 Ohm diletakkan pada daerah tersebut seperti gambar berikut. Tentukan arus listrik yang mengalir pada loop. z T Page 10 of 31

11 Kasus #10. Kawat lurus sangat panjang sepanjang sumbu z dialiri arus listrik I. Tentukan medan magnet (kerapatan fluks magnet) pada jarak a dari kawat lurus tersebut. Page 11 of 31

12 Kasus #11. Kawat lurus sangat panjang dialiri arus sepanjang sumbu z. Jika jari-jari kawat adalah a dan Rapat arus pada kawat 2 A/m 2, tentukan Medan magnet (kerapatan fluks magnet) di luar dan di dalam kawat Page 12 of 31

13 Kasus #12. Kapasitor pelat sejajar (pelat berbentuk bidang lingkaran) memiliki luas 100 cm 2 dan kapasitansi 30 pf. Kapasitor diisi muatan dengan batere 70 V (hambatan kawat 2 Ohm). Tentukan : a. Arus pergeseran antar pelat pada t=0 s b. Medan magnet yang terjadi antara 2 pelat Page 13 of 31

14 Kasus #13. Dua bola tipis masing-masing berjari-jari a dan b (a<b). Bola dalam memiliki rapat muatan +ρs C/m 2 dan bola luar -ρs C/m 2. Tentukan medan listrik di tiap daerah (r<a, a<r<b, r>b, r dihitung dari pusat bola). Page 14 of 31

15 Kasus #14. Pada loop lingkaran berjari-jari a diketahui bekerja medan magnet B=20 cos (4t) Tesla dengan arah keluar bidang gambar. Jika medan magnet tsb hanya bekerja di dalam loop lingkaran, tentukan medan listrik di dalam loop dan di luar loop Page 15 of 31

16 Kasus #15. Kerapatan medan listrik dalam suatu daerah berbentuk D xaˆ Tentukan Fluks listrik yang menembus bola berjari-jari r=1 m dan berpusat di (0,0,0). x C Page 16 of 31

17 Kasus #16. Kawat lurus panjang berjari-jari ½ m memiliki rapat arus J 4,5e 2 aˆ A/ m z untuk (0 0.5; 0 2 ) dan J=0 untuk lainnya. Gunakan medan magnet B untuk <0,5 dan >0,5 Page 17 of 31

18 Kasus #17. Vektor A 4 aˆ r 5 aˆ 10 aˆ jika ditulis dalam sistem koordinat kartesian? dalam sistem koordinat bola dengan titik pangkal di (10,/2,). Page 18 of 31

19 Kasus #18. Diketahui vektor A 6 ax 2 ay 4 az dan Bx ax ay az oleh kedua vektor adalah 60, maka nilai B x? B 2. Jika sudut yang dibentuk Page 19 of 31

20 Kasus #19. Diketahui vektor A=4ar +2a +1a dengan titik pangkal pada titik (2,90 0,0 0 ) dan vektor B=2ar +6a +3 a dengan titik pangkal pada titik (2,90 0,-90 0 ). Maka A B pada titik (2,90 0,90 0 )? Page 20 of 31

21 Kasus #20. Titik B(x = 3, y = 5, z = 9) dalam sistem koordinat kartesian jika ditulis dalam sistem koordinat bola adalah? Page 21 of 31

22 Kasus #21. Di ruang hampa dua buah muatan listrik masing-masing 2μC dan 4μC ditempatkan di titik (0,3,0) dan (4,0,0). Medan listrik yang dirasakan di titik (0,0,5) adalah? Page 22 of 31

23 Kasus #22. Suatu lembaran muatan memiliki ρ s = 10 nc/m 2 berada pada bidang y=-2m. Intensitas medan listrik pada titik P(0,2,1)m adalah?? V/m Page 23 of 31

24 Kasus #23. Jika kerapatan fluks magnetic di ruang bebas memenuhi persamaan : cos sin B a 2 r Tesla, maka magnitude medan magnet di titik P(r = 0,5 m, 45, 30) =?? A/m Page 24 of 31

25 Kasus #24. Untuk medan yang time varying berlaku E? E?, sedangkan untuk medan statis berlaku Page 25 of 31

26 Kasus #25. Besar fluks dari vektor A = 2 a + 6 az yang menembus permukaan silinder tertutup dengan tinggi -1 < z < 2 dan radius alas 2 m =? Page 26 of 31

27 Kasus #26. Kawat lurus panjang berjari-jari ½ m memiliki rapat arus J 4,5e 2 aˆ A/ m z untuk (0 0.5; 0 2 ) dan J=0 untuk lainnya. Gunakan medan magnet B untuk <0,5 dan >0,5 Page 27 of 31

28 Kasus #27. Diketahui D 6cosa C/m 2, tentukan : a) Rapat muatan pada titik (3m, 90 0, -2m) b) Total fluks yang menembus permukaan sebuah silinder dengan 0 ρ 4m, 0 90 o, -4m z 0m Page 28 of 31

29 Kasus #28. Pada suatu daerah terdapat vektor X = yz ax (zxy 2 +3xy) ay + A az. Jika X merupakan medan magnet, maka nilai A =? Page 29 of 31

30 Kasus #29. Diketahui pada suatu daerah terdapat vektor intenstias medan listrik ˆ dan rapat arus. Tentukan intensitas medan magnet ( H ) E 10 cos(2 10 t 9 2z) a x J 0 pada daerah tersebut menggunakan hukum Ampere! Page 30 of 31

31 Kasus #30 Loop konduktor terletak pada bidang x = 0 dengan luas 0,2 m 2 memiliki resistansi 3. Jika H = 0.3 sin (10 4 t + y) a x A/m, besarnya arus pada loop = A Page 31 of 31