HUKUM FARADAY - GGL LISTRIK

Selamat datang di blog saya, 

  Pada kesempatan kali ini kita akan berbagi tentang Hukum Faraday, gaya gerak listrik (ggl) pada ujung - ujung tongkat yang berada pada medan magnet homogen. Dan saya berharap, pengalaman berbagi ini dapat membuat kita semua menjadi lebih baik, terima kasih. 

DAFTAR ISI : 

1. HUKUM FARADAY 

2. SOAL PENGHANTAR 

3.   Hukum GGL Induksi

Hukum Faraday tentang ggl  induksi :

    “GGL induksi yang timbul pada ujung – ujung penghantar atau 

    kumparan adalah sebanding dengan laju perubahan fluks 

    magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar kumparan 

    tersebut”. 

Catatan :

Tanda minus pada persamaan Faraday di atas merupakan konsekuensi dari hukum kekekalan energi dimana GGL Induksi adalah merupakan tegangan imbas dari induksi.

 

Soal : 1

Sebuah kumparan dengan luas 20 m² mempunyai jumlah lilitan 1000 lilitan dan besarnya fluks magnetik Ф = 6 x 10 ^{– 5} wb dalam waktu 0,02 sekon, maka ggl induksi yang timbul pada kumparan adalah … volt.

A.  1,0

B.  2,0

C.  3,0

D.  4,0

E.  5,0

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Luas kumparan, A = 20 m².

Jumlah lilitan, N = 1 000 lilitan

Fluks magnetik, Ф = 6 x 10 ^{– 5} wb

Selama, t = 0,02 sekon 

Ditanya,

Ggl induksi, ε = … ?

 

Peny : 

Kunci : C

 

Soal : 2

Fluks magnetik yang memiliki suatu kumparan berkurang dari 10 wb menjadi 2 wb dalam waktu 4 sekon. Jika kumparan disusun dari 20 lilitan dengan hambatan 5 Ω. Kuat arus listrik yang mengalir dalam kumparan … amper.

A.  2,0

B.  3,0

C.  4,0

D.  6,0

E.  8,0

 

Pembahasan : 

Diketahui,

Jumlah lilitan, N = 20 lilitan

Fluks awal, Ф₁ = 10 weber

Fluks berikutnya, Ф₂ = 2 weber

Selang waktu, t = 4 sekon

Hambatan listrik, R = 5Ω

 

Ditanya,

Kuat arus induksi, I = … ? 

Peny : 

Besar ggl Induksi, 

Besar kuat arus induksi, 

Kunci : A

Soal : 3

Fluks magnet di dalam sebuah kumparan yang memiliki 20 lilitan berubah sesuai persamaan :

 

Ф(t) = 4t² + 2t + 5

 

Besar ggl induksi yang timbul pada kumparan pada saat t = 2 sekon adalah …

A.  18 volt

B.  90 volt

C.  180 volt

D.  270 volt

E.  360 volt

 

Pembahasan : 

Diketahui,

Jumlah lilitan, N = 20 lilitan

Saat t = 2 sekon

Persamaan fluks, Ф(t) = 4t² + 2t + 5

 

Ditanya,

Besar ggl induksi, ε = … ?

 

Peny : 

Kunci : E

 

Soal : 4

Fluks magnet yang menembus suatu kawat melingkar yang memiliki hambatan 10 Ω berubah terhadap waktu sesuai persamaan :

 

Ф = 6t² – 2t + 1

 

Dimana Ф dalam weber dan t dalam sekon. Maka besar arus induksi pada saat t = 0,25 sekon sama dengan … Amper.

A.  1,2

B.  1,0

C.  0,5

D.  0,2

E.  0,1

 

Pembahasan : 

Diketahui,

Hambatan, R = 10 Ω

Saat t = 0,25 sekon

Persamaan fluks, Ф = 6t² – 2t + 1

 

Ditanya,

Kuat arus induksi, I = … ?

 

Peny :

 

Besar ggl listrik, ε : 

Saat t = 0,25 sekon

Maka kuat arus, I : 

Kunci : E

 

Soal : 5

Medan magnetik B = 10√3 sin 5t (wb/m²) menembus tegak lurus loop yang terdiri atas 40 lilitan. Hambatan loop adalah 8Ω. Amperemeter yang dipasang pada kumparan menunjukkan kuat arus induksi maksimum sebesar 2√3 A. Luas loop adalah … cm².

A.  0,8

B.  8

C.  80

D.  800

E.  8000

 

Pembahasan : 

Diketahui,

 

Jumlah lilitan, N = 40 lilitan

Kuat arus maksimu, I_m = 2√3 A

Hambatan loop, R = 8Ω

Kuat medan magnetik, B = 10√3 sin 5t (wb/m²)

 

Ditanya,

Luas bidang kumparan, A = … ? 

Peny :

 

Laju perubahan fluks magnetik, 

Besar ggl induksi, ε : 

Fluks magnetik menembus loop dengan tegak lurus, itu berarti ꞷt = 0⁰. Atau dengan kata lain garis medan magnetik berimpit dengan garis normal bidang (N). 

Kunci : C

 

Soal : 6

Medan magnetik B = 5√2 sin 2t Tesla menembus tegak lurus kumparan seluas 100 cm² yang terdiri atas 50 lilitan, hambatan kumparan 5Ω. Maka kuat arus listrik induksi maksimum yang timbul pada kumparan.

A.  √2 amper

B.  √3 amper

C.  √5 amper

D.  2√2 amper

E.  2√3 amper

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Kuat medan magnetik, B = 5√2 sin 2t (T)

Luas kumparan, A = 100 cm² = 10 ^{– 2} m².

Jumlah lilitan, N = 50 lilitan

Hambatan, R = 5Ω

 

Ditanya,

Kuat arus maksimum, I_m = … ?

 

Peny :

 

Laju perubahan medan magnetik, 

Maka ggl induksi, ε : 

    

    Kuat arus maksimum, I_m : 

Saat arus maksimum, maka nilai sin = 1

Kunci : A

Soal : 7

Suatu kumparan datar persegi panjang dengan ukuran 2 cm x 3 cm dan 60 lilitan dihubungkan ke suatu galvanometer pengukur muatan listrik. Hambatan total rangkaian adalah 100 ohm. Kedudukan bidang kumparan mula – mula tegak lurus terhadap suatu medan magnetik homogen dengan rapat fluks 0,3 T. Besar muatan listrik yang akan ditunjukkan oleh galvanometer, jika kumparan di putar melalui sudut 60⁰ adalah … μC.

A.  Nol

B.  15

C.  45

D.  54

E.  108

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Luas kumparan, A = 6 cm² = 6.10 ^{– 4} m².

Jumlah lilitan, N = 60 lilitan

Hambatan total, R = 100 Ω

Rapat fluks, B = 0,3 T

Sudut awal, Ɵ₁ = 0⁰

Sudut berikutnya, Ɵ₂ = 60⁰

 

Ditanya,

Jumlah muatan listrik, q = … μC. 

Gaya gerak listrik, ε : 

Kuat arus, I : 

Catatan :

Kuat arus = jumlah muatan per satuan waktu

1 amper sama dengan 1 coulomb per detik 

Sehingga kita dapat menentukan muatan listrik, 

Kunci : D