Dua buah loop arus lingkaran diletakkan dengan pusat di sumbu $z$ pada posisi $z = \pm h$. Masing-masing loop memiliki jari-jari $a$ dan dialiri arus sebesar $I$ dengan arah $a_\phi$. (a) Tentukan nilai intensitas medan magnet ($H$) di sepanjang sumbu $z$ pada rentang $-h < z < h$. Dengan mengambil nilai arus $I = 1 \text{ A}$, buatlah plot atau sketsa grafik $|H|$ sebagai fungsi dari $z/a$ untuk kondisi (b) $h = a/4$ (c) $h = a/2$ (d) $h = a$. Manakah dari pilihan jarak $h$ tersebut yang menghasilkan medan magnet paling seragam (konstan) di sekitar titik tengah?
(a) Menemukan Persamaan H pada Sumbu z
Berdasarkan hasil sebelumnya, medan magnet dari satu loop di sumbu $z$ adalah:
Dengan $I = 1\text{ A}$, persamaannya menjadi:
(b, c, d) Plot dan Analisis Uniformitas
Mari kita tinjau perilaku $|H|$ terhadap variasi jarak pemisah $h$. Kita asumsikan $a = 1$ untuk memudahkan visualisasi rasio $z/a$.
(b) $h = a/4$. Memiliki jarak pemisah $0.5a$. Medan sangat kuat di pusat, namun melengkung tajam (puncak tunggal).
(c) $h = a/2$. Memiliki jarak pemisah $1.0a$. Turunan kedua dari medan adalah nol, menghasilkan daerah datar yang luas (Kondisi Helmholtz).
(d) $h = a$. Memiliki jarak pemisah $2.0a$. Medan melemah di pusat, menciptakan “lembah” di antara dua puncak.
Pilihan yang memberikan medan paling seragam (uniform) adalah (c) $h = a/2$.
