SOAL INDUKSI EM – 3

Nama Sekolah    : 

Tahun Pelajaran  : 

Semester           : I(Satu)

Kelas                 : XII – MIPA  

Materi Ajar         : Induksi EM

Jumlah soal        : 25 soal

Hari/tanggal       :

Waktu                : 2 x 45 menit  

 

Uraian

 

Soal : 1

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

 

Soal : 2

Kawat PQ dengan panjang 80 cm digerakkan ke kanan sepanjang kawat AB tegak lurus dan memotong medan magnet 4 x 10 ^{– 2} T, seperti gambar di bawah ini.

Arah medan magnetik tegak lurus menuju pembaca. Hitunglah :

a)   Besar dan arah kuat arus pada kawat PQ

b)   Besar           gaya lorentz

 

Soal : 3

Penghantar AB berbentuk pipa U seperti gambar di bawah ini.

Berada dalam medan magnetik 8 x 10 ^{– 1} T yang menjauhi pengamat. Jika pada kawat PQ mengalir arus sebesar 2A dengan arah arus dari Q ke P. Tentukan besar dan arah kecepatan dari penghantar PQ (50 cm).

 

Soal : 4

Sebuah transformator step – up mengubah tegangan 50V menjadi 200V. Jika efisiensi transformator 75% ternyata daya yang hilang 150W. Hitung :

a.    Daya yang masuk dan keluar

b.   Kuat arus primer dan sekunder

 

Soal : 5

Suatu transformator step – down yang mempunyai kumparan primer 1.000 lilitan dihubungkan pada tegangan 100 V. Kumparan sekunder yang terdiri atas dua bagian terpisah, masing – masing memberikan tegangan output 10 V dan 5 V. Jika tegangan output 5 V memberikan arus listrik sebesar 2 A. Hitung :

a.    Jumlah lilitan masing – masing      kumparan sekunder.

b.   Kuat arus primer dan sekunder yang lain.

 

Soal : 6

Sepotong kawat dengan panjang 60 cm bergerak dengan kecepatan 40 m/s tegak lurus terhadap medan magnet. Jika besar induksi magnetiknya 5 x 10 ^{– 2} T. Berapa besar GGL induksi yang timbul.

 

Soal : 7

Sebuah solenoide dengan panjang 10 cm dan 100 lilitan dialiri arus 5A dalam selang wakttu 2 s. Hitung :

a.    Induktansi diri solenoide

b.   GGL induksi diri solenoide

 

Soal : 8

Sebuah transformator step – up yang mempunyai kumparan primer 100 lilitan dihubungkan dengan tegangan input 20 V. Kumparan sekunder yang terdiri atas dua bagian terpisah, masing – masing memberikan tegangan output 50 V dan 75 V. Jika tegangan input 50 V memberikan arus 3 A. Hitung :

a.    Jumlah lilitan pada masing – masing kumparan sekunder.

b.   Kuat arus primer dan sekunder lainnya.

 

Soal : 9

Sepotong kawat sepanjang 80 cm bergerak dengan kecepatan 50 m/s dalam medan magnet homogen yang mempunyai induksi magnet 4 x 10 ^{– 2} T. Apabila kawat memotong garis gaya magnetik dengan sudut 37⁰. Hitunglah GGL induksi yang terjadi.

 

Soal : 10

Sebuah transformator step – down mengubah tegangan 220 V menjadi 110 V, kemudian dihubungkan pada lampu 75W/110V. Jika kuat arus primer 2 A, hitunglah :

a.   Efisiensi transformator

b.   Daya yang hilang

 

Soal : 11

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

 

Soal : 12

Sebuah transformator step – up digunakan untuk menaikkan tegangan 100 V menjadi 200 V. Jika lampu 150 W/ 200 V dipasang pada kumparan sekunder. Hitung :

a.    Kuat arus primer

b.   Perbandingan banyak lilitan pada kumparan primer dan sekunder.     

 

Soal : 13

Sebuah transformator step – down digunakan untuk menyalakan 10 lampu yang dipasang paralel dan masing – masing bertuliskan 11V/22W. Tegangan primer dan sekunder masing – masing besarnya 220W dan 11V. Jika kuat arus yang mengalir pada kumparan primer 2A. Hitunglah nilai efisiensi transformator.

 

Soal : 14

Induksi magnetik yang melalui suatu kumparan berubah dari 0,4T selama 0,001 s. Kumparan tersebut berbentuk persegi panjang berukuran 10 cm x 5 cm dengan 100 lilitan. Jika hambatan kumparan adalah 10Ω dan kumparan tegak lurus medan magnetik. Hitung kuat arus yang mengalir dalam kumparan tersebut.

 

Soal : 15

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

 

Soal : 16

Arus yang melalui sebuah induktor 75 mH berubah terhadap waktu dengan persamaan I = t² – 4t, dengan t dalam s dan I dalam A.

a.    Tentukan besar GGL induksi pada t = 15 s, t = 25 s, dan t = 35 s.

b.   Kapan GGL induksi sama dengan nol.

 

Soal : 17

Kumparan dengan 1.000 lilitan diletakkan mengitari pusat solenoide yang memiliki panjang 20 cm dan luas penampang 2 x 10 ^{– 4} m². Arus listrik awal sebesar 10A kemudian arus diputus dalam jangka waktu 0,1 s. Hitunglah :

a.    Induktansi diri kumparan

b.   GGL induksi yang timbul pada kumparan

 

Soal : 18

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

 

Soal : 19

Suatu kawat berbentuk persegi panjang dengan ukuran 50 cm x 20 cm, massa 500 gram dan mempunyai hambatan 0,8 Ω. Kawat tersebut dijatuhkan memotong tegak lurus medan magnetik homogen 2 x 10 ^{– 2} T. Hitung besar kecepatan terminalnya.

 

Soal : 20

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 500 mH. Arus listriknya merupakan fungsi waktu I = 3t² – 2t dengan t dalam s dan I dalam A. Hitung :

a.    GGL induksi diri yang timbul saat t = 2 s

b.   Energi yang tersimpan dalam induktor saat t = 2 s.

 

Soal : 21

Sebuah solenoide memiliki 200 lilitan, panjang 50 cm, dan luas penampang 10 cm². Hitung :

a.    Induktansi diri dari solenoide

b.   Energi yang dihasilkan jika arus yang mengalir 3A.

 

Soal : 22

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

 

Soal : 23

Sebuah kumparan yang dilairi arus listrik 10 A dalam selang waktu 0,01 s arusnya berubah menjadi 5 A. Jika induktansi diri penghantar 0,2 H. Hitung GGL induksi penghantar tersebut.  

 

Soal : 24

Kawat PQ sepanjang 75 cm digerakkan ke kiri sepanjang kawat AB tegak lurus dan memotong medan magnet seperti gambar di bawah ini.

Hitung GGL induksi dan kuat arus yang mengalir pada kawat.

 

Soal : 25

Sebuah solenoide sepanjang 20 cm terdiri atas 100 lilitan. Garis tengah solenoide rata – rata 4 cm dialiri arus listrik 10 A. Di dalam solenoide diletakkan teras besi lunak dengan permeabilitas sebesar 100. Jika di luar solenoide terdapat solenoide lain dengan panjang sama, tetapi terdiri atas 800 lilitan. Hitunglah GGL induksi pada solenoide kedua apabila arus pada solenoide pertama diputuskan dalam waktu 0,02 s.