Soal Induksi Elektromagnetik dan Penyelesaiannya 2
Soal 1
Fluks magnetik yang dibangkitkan kumparan tipis berarus 4 A adalah 0,8 Wb. Dalam 0,4 sekon arus dalam kumparan berbalik dari arah semula. Berapakah GGL induksi diri yang dibangkitkan di antara ujung-ujung kumparan tersebut?
Jawab:
Diketahui: I = 4 A, φ = 0,8 Wb, ∆t = 0,4 s dan kumparan berbalik dari arah semula maka fluks magnetiknya menjadi φ2 = –0,4 Wb, maka
Ggl induksi diri yang dibangkitkan pada kumparan adalah
ε = –N∆φ/∆t
= –(–0,4 Wb – 0,4 Wb)/0,4 s
ε = 2,0 V
Soal 2
Arus yang mengalir dalam kumparan dinyatakan sebagai i = 4 sin 2πt dengan i dalam A dan t dalam sekon. Bila induktansi diri kumparan 8 H, tentukan: (a) GGL induksi pada t = 1/3 s dan t = 1/6 s (b) GGL maksimum.
Jawab:
Diketahui: L = 8 H, i = 4 sin 2πt
(a) GGL induksi pada t = 1/3 s dan t = 1/6 s
ε = –LdI/dt
= –8 H x d(4 sin 2πt)/dt
= –8 x 4 x 2π cos 2πt
ε = –64π cos 2πt
ketika, t = 1/3 s, maka
ε = –64π cos 2π(1/3) = 32π V
ketika, t = 1/6 s, maka
ε = –64π cos 2π(1/6) = –32π V
(b) ggl maks ketika nilai cos 2πt = 1
Soal 3
Arus tetap 1,5 A menimbulkan fluks magnetik 45 ×10-6 Wb antara ujung-ujung suatu kumparan yang terdiri dari 400 lilitan. Berapakah induktansi diri kumparan itu?
Jawab:
Diketahui: I = 1,5 A, φ = 45 ×10-6 Wb, N = 400,
Induktansi diri kumparan adalah
L = Nφ/I = 400 x 45 ×10-6 Wb/1,5 A
L = 0,012 H = 12 mH
Soal 4
Hitung energi dalam bentuk medan magnetik yang tersimpan dalam sebuah solenoida 200 lilitan yang menghasilkan fluks magnetik 3,50 x 10-4 Wb dalam tiap lilitannya ketika dilalui arus tetap 1,65 A.
Jawab:
Diketahui: φ = 3,50 x 10-4 Wb, N = 200, I = 1,65 A.
Energi dalam bentuk medan magnetik yang tersimpan dalam sebuah solenoida adalah
W = ½LI2 dengan
L = Nφ/I, maka
W = ½ NφI = ½ x 200 x 3,50 x 10-4 Wb x 1,65 A = 0,05775 J
Soal 5
Sebatang tembaga meluncur pada dua rel penghantar yang saling membentuk sudut θ (sin θ = 5/13). Batang tersebut bergerak ke kanan dengan kelajuan tetap v = 0,40 m/s. Suatu medan magnetik homogen 0,5 T tegak lurus terhadap bidang (lihat gambar). Tentukan besar GGL rata-rata yang diinduksikan dalam segitiga PQR selama selang waktu t = 3 s setelah batang melalui titik P.
Jawab:
batang membutuhkan waktu t = 3 s dari P ke Q, maka jarak mendatar batang adalah
x = vt
maka setelah sampai di titik Q panjang batang menjadi QR yang melingkupi bidang PQR, dengan
QR = x tan θ = vt tan θ,
Maka GGL rata-rata yang diinduksikan dalam segitiga PQR selama t = 3s adalah
ε = LBv
ε = v2tB tan θ
= (0,4 m/s)2(3 s)(0,5 T)(5/12)
ε = 0,1 V
Fluks magnetik yang dibangkitkan kumparan tipis berarus 4 A adalah 0,8 Wb. Dalam 0,4 sekon arus dalam kumparan berbalik dari arah semula. Berapakah GGL induksi diri yang dibangkitkan di antara ujung-ujung kumparan tersebut?
Jawab:
Diketahui: I = 4 A, φ = 0,8 Wb, ∆t = 0,4 s dan kumparan berbalik dari arah semula maka fluks magnetiknya menjadi φ2 = –0,4 Wb, maka
Ggl induksi diri yang dibangkitkan pada kumparan adalah
ε = –N∆φ/∆t
= –(–0,4 Wb – 0,4 Wb)/0,4 s
ε = 2,0 V
Soal 2
Arus yang mengalir dalam kumparan dinyatakan sebagai i = 4 sin 2πt dengan i dalam A dan t dalam sekon. Bila induktansi diri kumparan 8 H, tentukan: (a) GGL induksi pada t = 1/3 s dan t = 1/6 s (b) GGL maksimum.
Jawab:
Diketahui: L = 8 H, i = 4 sin 2πt
(a) GGL induksi pada t = 1/3 s dan t = 1/6 s
ε = –LdI/dt
= –8 H x d(4 sin 2πt)/dt
= –8 x 4 x 2π cos 2πt
ε = –64π cos 2πt
ketika, t = 1/3 s, maka
ε = –64π cos 2π(1/3) = 32π V
ketika, t = 1/6 s, maka
ε = –64π cos 2π(1/6) = –32π V
(b) ggl maks ketika nilai cos 2πt = 1
Soal 3
Arus tetap 1,5 A menimbulkan fluks magnetik 45 ×10-6 Wb antara ujung-ujung suatu kumparan yang terdiri dari 400 lilitan. Berapakah induktansi diri kumparan itu?
Jawab:
Diketahui: I = 1,5 A, φ = 45 ×10-6 Wb, N = 400,
Induktansi diri kumparan adalah
L = Nφ/I = 400 x 45 ×10-6 Wb/1,5 A
L = 0,012 H = 12 mH
Soal 4
Hitung energi dalam bentuk medan magnetik yang tersimpan dalam sebuah solenoida 200 lilitan yang menghasilkan fluks magnetik 3,50 x 10-4 Wb dalam tiap lilitannya ketika dilalui arus tetap 1,65 A.
Jawab:
Diketahui: φ = 3,50 x 10-4 Wb, N = 200, I = 1,65 A.
Energi dalam bentuk medan magnetik yang tersimpan dalam sebuah solenoida adalah
W = ½LI2 dengan
L = Nφ/I, maka
W = ½ NφI = ½ x 200 x 3,50 x 10-4 Wb x 1,65 A = 0,05775 J
Soal 5
Sebatang tembaga meluncur pada dua rel penghantar yang saling membentuk sudut θ (sin θ = 5/13). Batang tersebut bergerak ke kanan dengan kelajuan tetap v = 0,40 m/s. Suatu medan magnetik homogen 0,5 T tegak lurus terhadap bidang (lihat gambar). Tentukan besar GGL rata-rata yang diinduksikan dalam segitiga PQR selama selang waktu t = 3 s setelah batang melalui titik P.
Jawab:
batang membutuhkan waktu t = 3 s dari P ke Q, maka jarak mendatar batang adalah
x = vt
maka setelah sampai di titik Q panjang batang menjadi QR yang melingkupi bidang PQR, dengan
QR = x tan θ = vt tan θ,
Maka GGL rata-rata yang diinduksikan dalam segitiga PQR selama t = 3s adalah
ε = LBv
ε = v2tB tan θ
= (0,4 m/s)2(3 s)(0,5 T)(5/12)
ε = 0,1 V
Post a Comment for "Soal Induksi Elektromagnetik dan Penyelesaiannya 2"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!