ELEKTROMAGNETIK - 8

Nama Sekolah     : ………………..

Tahun Pelajaran    : …………………

Semester            : I (satu)

Kelas                  : XII – MIPA

Materi                 : Bahan Ulangan Harian

 

Uraian

 

Soal : 1

Sebuah kawat dengan panjang 100 cm bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Tegak lurus terhadap arah medan magnet. Jika besar induksi magnetiknya 4 x 10 ^{– 2} T. Tentukan besar GGL induksinya.

 

Pembahasan :

Soal : 2

Penghantar AB berbentuk “U” seperti gambar di bawah ini, 

Berada dalam medan magnetik 0,8 T yang menjauhi pengamat. Jika pada kawat PQ mengalir arus sebesar 2A dengan arah arus dari Q ke P. Tentukan besar dan arah kecepatan PQ yang memiliki panjang 50 cm.

 

Pembahasan :

  

Kuat arus induksi, I = 2A

Panjang batang PQ, L = 50 cm = 0,5 m

Hukum ohm,

 

Induksi GGL,

 

Substitusikan pers (1) dengan pers (2),

 

Tanda minus menunjukkan batang PQ bergerak ke kiri dan sesuai dengan aturan telapak tangan kanan.

 

Soal : 3

Suatu transformator step – down yang mempunyai kumparan primer 1 000 lilitan dihubungkan pada tegangan 100 volt. Kumparan sekunder yang terdiri dari atas dua bagian terpisah, masing – masing memberikan tegangan out put 10 V dan 5 V. Jika tegangan output 5V memberikan arus listrik sebesar 2A. Hitunglah :

a)  Jumlah lilitan masing – masing kumparan sekunder

b) Kuat arus primer dan sekunder yang lain.

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

 

Misalkan V_s2 = 5 volt dan I_s2 = 2A, maka dapat kita tentukan jumlah kumparan sekunder kedua.

 

 

Selanjutnya kita dapat menentukan jumlah lilitan pada kumparan yang lain, N_S1.

 

 

Bagian b)

 

Untuk menentukan kuat arus primer, I_P :

 

 

Kemudian kita dapat menentukan nilai kuat arus I_S1 :

 

 

 

Soal : 4

Sebuah solenoida dengan panjang 10 cm dan 100 lilitan dialiri arus 5A dalam selang waktu 2 sekon. Hitunglah :

a)  Induktansi diri solenoida

b) GGL induksi diri solenoida

 

Pembahasan :

 

 

Bagian a)

 

Panjang = keliling

10 cm = 2∏R

0,1 m = 2∏R

      R = 0,1/(2∏) m

 

Maka luas permukaan kumparan A :

 

 

Maka induktansi diri, L :

 

 

 

Bagian b)

 

 

 

Soal : 5

Sepotong kawat sepanjang 80 cm bergerak dengan kecepatan 50 m/s dalam medan magnet homogen yang mempunyai induksi magnet 0,04T. Apabila kawat memotong garis gaya magnetik dengan sudut 37⁰. Maka hitunglah GGL induksi yang terjadi.

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 6

Sebuah transformator dihubungkan pada tegangan 120 V. Transformator mempunyai kumparan primer dan sekunder yang terdiri atas 400 lilitan dan 100 lilitan. Jika kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu yang mempunyai hambatan 20 ohm. Hitung kuat arus primer dan sekundernya.

 

Pembahasan :

Langkah pertama,

Kita tentukan terlebih dahulu besar tegangan sekundernya, V_S :

 

 

Langkah kedua,

Kuat arus sekunder, I_S :

 

 

Langkah ketiga,

Kuat arus primer, I_P :

 

 

 

Soal : 7

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 500 mH. Arus listriknya merupakan fungsi waktu I = 3t² – 2t dengan t dalam satuan sekon dan I dalam satuan amper. Hitunglah :

a)  GGL induksi diri yang timbul saat t = 2 sekon.

b) Energi yang tersimpan dalam induktor dalam t = 2 sekon.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Induktansi diri, L = 500 mH = 0,5 H

Fungsi arus terhadap waktu, I = 3t² – 2t

 

Ditanya,

a)       GGL induksi saat t = 2 sekon

b)      Energi tersimpan dalam induktor selama t = 2 sekon

 

 

Penyelesaian

 

Bagian a)

 

 

Bagian b)

 

 

 

Soal : 8

Dalam suatu induktor, mengalir arus listrik sebesar 60 A dan berubah menjadi nol dalam waktu 3 sekon. Ternyata pada kumparan timbul GGL induksi diri sebesar 50 V. Tentukan induktansi diri kumparan.

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 9

Sepasang kumparan mempunyai induktansi timbal – balik 2H. Kuat arus dalam kumparan pertama mengalami perubahan dari 2A menjadi 8A selama 0,02 sekon. Hitunglah GGL induksi dalam kumparan kedua.

 

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 10

Dalam sebuah kumparan mengalir arus sebesar 12A dalam selang waktu 0,02 sekon. Arus berubah menjadi 6A sehingga dalam rangkaian timbul GGL induksi sebesar 60 volt. Hitung induksi diri dalam rangkaian.

 

Pembahasan :