sebuah solenoida dengan panjang 50 cm dan luas penampang 10 cm persegi terdiri atas 500 lilitan.hitunglah induktansi diri dan energi yg trsimpan dalam solenoida

Kelas: XII
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Induktansi

Kata Kunci: Induktansi Diri Solenoida

                                       
Jawaban pendek:

Sebuah solenoida dengan panjang 50 cm dan luas penampang 10 cm persegi terdiri atas 500 lilitan. Maka:

- induktansi diri: 6,28 × 10^-4 Henry

- energi yg tersimpan dalam solenoida itu jika di aliri arus AC sebesar 25 A adalah: 0,19625 Joule

Jawaban panjang:

Tahap I: Induktansi Diri Solenoida          

Solenoida adalah kumparan kawat terlilit pada suatu silinder. Pada saat solenoida dialiri arus listrik akan timbul medan magnetik, dalam proses yang disebut dengan induktansi diri. Besar dari induktansi diri ini adalah:

L = (μ0.N².A) / l

Di mana:

L = induktansi diri solenoida (dalam satuan Henry)

μ0 = permeabilitas udara (sebesar 4π × 10^-7 Wb/Am)

N = jumlah lilitan kawat

l = panjang solenoida (dalam satuan meter)

A = luas penampang (dalam satuan m²)

Sehingga bila solenoida terdiri atas 500 lilitan, dengan panjang 50 cm (setara dengan 0,5 m) dan luas penampang 10 cm² (setara dengan 10^-3 m²) maka induktansi diri solenoida itu adalah:

L = (μ0.N².A) / l

   = (4π × 10^-7 × 500² x 10^-3) / 0,5

  = 6280000 × 10^-10

  = 6,28 × 10^-4 Henry

Tahap II: Energi Tersimpan dalam Solenoida

Energi tersimpan dalam bentuk medan magnetik, dan besarnya adalah:

U = ½ L. I²

Di mana:

U = energi tersimpan (dalam satuan Joule)

L = Induktansi diri (dalam satuan Henry)

I = kuat arus listrik yang mengalir (dalam satuan Ampere)

Sehinga bila arus yang mengalir adalah 25 Ampere, maka energi tersimpan adalah:

U = ½ L. I²

   = ½ × 6,28 × 10^-4 × 25²

   = 0,19625 Joule