Contoh Soal Induksi Magnet dan Pembahasanya

Contoh Soal Induksi Magnet dan Pembahasanya


1. Sebuah kumparan kawat yang terdiri dari 100 lilitan menerima perubahan fluks magnet 2 x 10^-3 Wb per detik. Besar gaya gerak listrik yang timbul pada kumparan adalah ?

Jawab

Untuk menghitung besar GGL yang timbul pada kumparan kawat, bisa kita pergunakan hukum Faraday

Tanda negatif menunjukan bahwa ketika fluks membesar akan timbul medan magnet induksi yang melawan medan magnet asal, pernyataan ini merupakan hukum Lenz.





2. Sebuah kumparan terdiri dari 200 lilitan menerima perubahan fluks magnet dari 2 x 10^-3 Wb menjadi 3 x 10^-3 Wb dalam 0,8 detik. Besar gaya gerak listrik yang timbul pada kumparan adalah ?

 Jawab

3. Luas sebuah kumparan kawat 5 sentimeter kuadrat ditembus oleh medan magnet yang berubah dari 3 x 10^-3 T menjadi 5 x 10^-3 T dalam waktu 0,5 detik. Jumlah lilitan pada kumparan 200 lilitan. Gaya gerak listrik yang timbul pada kumparan adalah.

Jawab

4.

Sebuah kawat beberbentuk U memiliki hambatan 20 Ohm  berada dalam medan magnet 5 x 10^-3 T kemudian pada kawat tersebut digerakan sebuah kawat AB dengan besar kecepatan 10 m/s seperti pada gambar di atas. Panjang kawat AB 20 cm. Tentukanlah :

a. Besar gaya gerak listrik atau GGL yang timbul pada kawat AB
b. Besar arus yang mengalir
c. Arah arus yang melewati hambatan R

Jawab

 a. Menentukan besar GGL yang timbul pada kawat AB, kita gunakan rumus

b. Menentukan besar arus yang mengalir

c. Menentukan besar arus yang melewati hambatan

Untuk menentukan arah arus kita bisa gunakan hukum Lenz yang menyatakan bahwa ketika besar fluks membesar maka akan timbul medan magnet induksi yang melawan arah medan magnet asal. Medan magnet induksi digambarkan bulat titik berwarna hitam yang menunjukan melawan arah medan magnet asal yang berwarna kuning. Dengan menggunakan aturan tangan kanan bagian jempol merupakan arah medan magnet induksi dan keempat jari menggenggam merupakan arah arus yang timbul pada kawat.

Fluks membesar karena besar luas permukaan kawat yang ditembus medan magnet membesar ketika kawat AB ditarik ke kanan, sebaliknya apabila kawat AB ditarik ke sebelah kiri luas permukaan kawat yang ditembus medan magnet mengecil maka medan magnet induksi akan searah dengan medan magnet asal

5. Sebuah generator listrik terdiri dari 1000 lilitan. Kawat kumparan dalam generator berputar dengan kecepatan sudut 360 rad/s, luas penampang 60 cm²  besar medan magnet yang menembus kumpatan 2 x 10^-2 T. Tentukanlah :

a. Besar GGL maksimum yang dihasilkan generator
b. Persamaan GGL setiap saat


Jawab

a. Menentukan besar GGL maksimum

b. Persamaan GGL setiap saat

6. Sebuah transformator ideal memiliki tegangan primer sebesar 200 volt, jumlah lilitan primer 1000 lilitan, jumlah lilitan sekunder 500 lilitan, daya sekunder 10 Watt.
Tentukan :
a. Besar tegangan sekunder
b. Besar arus primer

Jawab

Transformator ideal adalah transformator yang tidak kehilangan daya, daya primer sama dengan daya sekunder rumusnya bisa ditulis seperti  dua persamaan di bawah ini

a. Menentukan besar tegangan sekunder adalah

b. Menentukan besar arus primer

Kita harus menghitung lebih dulu besar arus sekunder dari rumus daya yaitu arus dikali besar tegangan

Arus sekunder bisa diperoleh

Kita bisa menghitung besar arus primer dari persamaan besar daya primer sama dengan besar daya sekunder

7. Sebuah transformator tidak ideal dengan efisiensi 80 % memiliki tegangan primer sebesar 220 volt, jumlah lilitan primer 2000 lilitan, jumlah lilitan sekunder 1000 lilitan, besar arus primer 2A.
Tentukan :
a. Besar tegangan sekunder
b. Besar arussekunder

Jawab

a. Menentukan besar tegangan sekunder

b. Menentukan besar arus sekunder

Karena bukan transformator ideal maka, nilai efisiensi harus lebih diperhatikan. pada transformator ideal nilai efisiensi adalah satu sehingga daya sekunder sama dengan daya primer.

Efisiensi secara matematis adalah perbandingan daya sekunder dibagi dengan daya primer