SOAL INDUKSI EM – 2

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  

Pilihan Berganda

Soal : 1

Sebuah lampu 30W dapat menyala dengan normal jika dihubungkan pada kumparan sekunder sebuah transformator dengan efisiensi 60%. Jika N_P : N_S = 1 : 4, maka besar tegangan yang diberikan pada kumparan primer adalah …

A.   100 volt

B.   75 volt

C.   50 volt

D.  25 volt

E.   12,5 volt   

Soal : 2

Sebuah kumparan terdiri atas 200 lilitan dalam 0,1 s mengalami perubahan kuat arus dari 6A menjadi 8A dan menimbulkan fluks magnetik sebesar 10 ^{– 4} wb. Besar induktansi diri yang diberikan kumparan adalah …

A.   5,0 x 10 ^{– 2} Henry

B.   7,5 x 10 ^{– 2} Henry

C.   9,0 x 10 ^{– 2} Henry

D.  0,1 Henry

E.   12,5 Henry 

Soal : 3

Suatu kumparan terdiri atas 400 lilitan berbentuk empat persegi panjang dengan ukuran 25 cm x 5 cm. Kumparan ini bersumbu putar tegak lurus medan magnet sebesar 0,18T dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. Maka besar GGL maksimum yang timbul pada kumparan adalah …

A.   4.320 volt

B.   432 volt

C.   43,2 volt

D.  4,32 volt

E.   0,432 volt

Soal : 4

Sebuah solenoide dialiri arus listrik 10A sepanjang 20 cm dengan jumlah lilitan 400 buah dan garis tengah rata – rata 4 cm. GGL induksi diri dalam solenoide jika arusnya diputuskan dalam waktu 10 ^{– 3} sekon adalah …

A.   2,16 volt

B.   12,6 volt

C.   15,0 volt

D.  21,6 volt

E.   25 volt

 

Soal : 5

Induktansi sebuah kumparan berbanding terbalik dengan …

A.   Banyaknya lilitan

B.   Luas penampang

C.   Panjang

D.  Induksi magnetik

E.   Permeabilitas

 

Soal : 6

Sebuah kumparan dengan induktansi diri 0,25H dialiri arus yang berubah sebagai fungsi waktu I = (8 – 6t²) A. GGL induksi diri sebesar 24V timbul pada saat t sama dengan …

A.   2 sekon

B.   4 sekon

C.   6 sekon

D.  8 sekon

E.   12 sekon

Soal : 7

Sebuah kumparan dengan induktansi diri 0,05H dialiri arus yang besarnya berubah – ubah menurut persamaan I(t) = 20 sin 100t (dalam satuan SI). Besar hambatan dan kuat arus maksimum pada kumparan adalah …

A.   5 Ω dan 20 A

B.   5 Ω dan 10 A

C.   10 Ω dan 20 A

D.  10 Ω dan 10 A

E.   15 Ω dan 20 A

 

Soal : 8

Suatu kumparan terdiri atas 200 lilitan berbentuk persegi dengan ukuran 10 cm. Kumparan mempunyai sumbu putar yang tegak lurus medan magnet sebesar 0,5T dan diputar dengan kecepatan sudut 30 rad/s. Besar GGL induksi maksimum pada ujung kumparan adalah …

A.   30 volt      

B.   50 volt

C.   60 volt

D.  75 volt

E.   90 volt  

 

Soal : 9

Suatu induktor di udara induksinya 25 H. Jika kedalamnya diisikan bahan ferit yang permeabilitas relatifnya 200, maka induktansi induktor menjadi …

A.   8 H

B.   16 H

C.   2.000 H

D.  4.500 H

E.   5.000 H

 

Soal : 10

Sebuah solenoide dengan panjang 3,14 cm dan luas penampang 5 cm² terdiri atas 300 lilitan. Solenoide dialiri arus 2A sehingga energi yang tersimpan sebesar …

A.   0,9 x 10 ^{– 3} Joule

B.   1,8 x 10 ^{– 3} Joule

C.   3,6 x 10 ^{– 3} Joule

D.  9,0 x 10 ^{– 3} Joule

E.   4,5 x 10 ^{– 4} Joule

 

Soal : 11

Perhatikan gambar transformator ideal berikut.

Kumparan sekunder dihubungkan dengan sebuah lampu, sedangkan kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan. Lampu tersebut akan menyala …

A.   Lebih terang apabila jumlah lilitan primer diperbesar.

B.   Lebih terang apabila jumlah lilitan sekunder diperbesar.

C.   Lebih terang apabila tegangan primer diperbesar.

D.  Lebih terang apabila jumlah lilitan sekunder sama dengan primer.

E.   Lebih redup apabila tegangan primer dan jumlah lilitan sekunder diperbesar.

 

Soal : 12

Sebuah solenoide sepanjang 20 cm terdiri atas 2.000 lilitan kawat dengan luas penampang 10 cm² dan dialiri arus 5A. Besar energi yang tersimpan dalam solenoide adalah …

A.   4,13 x 10 ^{– 2} Joule

B.   4,13 x 10 ^{– 1} Joule

C.   3,14 x 10 ^{– 3} Joule

D.  3,14 x 10 ^{– 2} Joule

E.   3,14 x 10 ^{– 1} Joule

 

Soal : 13

Sebuah kumparan terdiri atas 1.000 lilitan kawat dengan teras kayu berdiameter 4 cm. Hambatan kumparan 400 Ω dihubungkan seri dengan galvanometer yang memiliki hambatan dalam 150 Ω. Apabila medan magnetik B = 15 x 10 ^{– 4} T yang dililit kumparan dengan garis medan sejajar batang kayu tiba – tiba dihilangkan. Besar muatan yang mengalir lewat galvanometer adalah …

A.   0,50ϖ x 10 ^{– 6} Coulomb.

B.   1,00ϖ x 10 ^{– 6} Coulomb.

C.   1,09ϖ x 10 ^{– 6} Coulomb.

D.  3,00ϖ x 10 ^{– 6} Coulomb.

E.   6,00ϖ x 10 ^{– 6} Coulomb.

 

Soal :14

Sebuah lampu pijar 60W/110V akan dinyalakan pada jaringan listrik 220V dengan menggunakan transformator berefisiensi 80%. Jika I_P dan I_S adalah kuat arus primer dan sekunder, perbandingan I_P dan I_S adalah …

A.   2 : 1

B.   3 : 4

C.   4 : 3

D.  5 : 8

E.   8 : 5

 

Soal : 15

Sebuah transformator step – up dipasang untuk mengubah tegangan 50V menjadi 200V. Kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu 50W/200V. Jika efisiensi transformator 60%, besar kuat arus yang melalui kumparan primer adalah …

A.   5,0 amper

B.   3,0 amper

C.   2,0 amper

D.  1,5 amper

E.   1,0 amper

 

Soal : 16

Sebuah kawat melingkar diletakkan dalam suatu fluks magnetik yang berubah terhadap waktu. Fluks dinyatakan dengan persamaan Փ = (2t – 4)², dengan Փ dalam wb dan t dalam s. Besar GGL yang timbul pada kawat saat t = 5 sekon adalah …

A.   12 volt

B.   18 volt

C.   20 volt

D.  24 volt

E.   27 volt

 

Soal : 17

Perhatikan pernyataan – pernyataan berikut.

(1)   Menambah jumlah lilitan

(2)   Memperpendek solenoide (tanpa mengurangi jumlah lilitan)

(3)   Memperbesar diameter penampang

(4)   Menyiapkan bahan dalam solenoide dengan bahan 

    yang permeabilitas magnetiknya lebih besar.

Induktansi solenoide dapat diperbesar dengan cara nomor …

A.   (1), (2), (3), dan (4)

B.   (1), (2), dan (3)

C.   (1) dan (3)

D.  (2) dan (4)

E.   Hanya (4)

 

Soal : 18

Polaritas GGL induksi selalu sedemikian sehingga arah induksi yang ditimbulkan selalu melawan penyebab timbulnya GGL induksi. Pernyataan tersebut merupakan bunyi hukum …

A.   Maxwell

B.   Lorentz

C.   Lenz

D.  Faraday

E.   Kirchoff II

 

Soal : 19

Sebuah kumparan terdiri atas 400 lilitan dan mempunyai hambatan 20 Ω. Kumparan dilingkupi fluks magnetik yang berubah – ubah terhadap waktu, yaitu Փ = (2t – 3)². Kuat arus yang melalui kumparan saat t = 2 sekon adalah …

A.   160 A

B.   120 A

C.   80 A

D.  60 A

E.   40 A

 

Soal : 20

Sebuah transformator step – down dengan efisiensi 80% mengubah tegangan 1.000 V menjadi 220 V. Transformator digunakan untuk menyalakan lampu 40W/22V. Besar arus yang mengalir pada kumparan primer adalah …

A.   32 mA

B.   40 mA

C.   50 mA

D.  400 mA

E.   500 mA

 

Soal : 21

Perhatikan gambar berikut

Kawat PQ sepanjang 20 cm digerakkan ke kanan dengan kecepatan 6 m/s. Jika induksi magnet B = 0,5 T besar dan arah kuat arus melalui kawat PQ adalah …

A.   0,3 A dari P ke Q

B.   0,3 A dari Q ke P

C.   3,0 A dari P ke Q

D.  3,0 A dari Q ke P

E.   1,2 A dari Q ke P

 

Soal : 22

Kumparan terdiri atas 10 lilitan berada dalam fluks magnetik yang berubah dari 0,4 wb menjadi 0,2 wb dalam waktu 0,01 s. Besar GGL induksi dalam kumparan tersebut adalah …

A.   20 volt

B.   30 volt

C.   40 volt

D.  60 volt

E.   200 volt

 

Soal : 23

Sebuah transformator step – up mengubah tegangan dari 24V menjadi 220V. Jika efisiensi transformator 75% dari kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu 60W/220V. Besar hambatan pada kumparan primer adalah …

A.   14,4 ohm

B.   12,2 ohm

C.   7,2 ohm

D.  3,4 ohm

E.   1,7 ohm

 

Soal : 24

Sebuah kawat dengan panjang 2 meter bergerak tegak lurus medan magnetik dengan kecepatan 10 m/s seperti gambar berikut.

Jika pada ujung – ujung kawat PQ timbul bedapotensial 4V. Besar induksi magnetiknya adalah …

A.   0,8 T

B.   0,6 T

C.   0,4 T

D.  0,2 T

E.   0,1 T

 

Soal : 25

Sebuah solenoide mempunyai induktansi diri 0,5 H. Besar GGL induksi diri yang timbulkan dalam kumparan. Jika terjadi perubahan arus listrik dari 100 mA menjadi 60 mA dalam selang waktu 0,02 s adalah …

A.   20 volt

B.   10 volt

C.   2 volt

D.  1 volt

E.   0,5 volt

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.