Soal Induksi Elektromagnetik dan pembahasannya 3

Soal 1
Sebuah loop bidang terdiri atas empat lilitan kawat, masing-masing luasnya 300 cm2, diarahkan tegak lurus suatu daerah medan magnetik yang besarnya bertambah secara tetap dari 10 mT menjadi 25 mT dalam waktu 5 ms. Jika arus induksi yang dibangkitkan dalam kumparan sebesar 72 mA, hambatan kumparan adalah . . . .
A. 5 Ω
B. 7,5 Ω
C. 10 Ω
D. 12,5 Ω
E. 15 Ω

Jawab: A
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh

ε = –NA∆B/∆t

ε = –4 x 300 x 10-4 m2 x (25 – 10) x 10-3 T/(5 x 10-3 s) = – 3,6 V

maka, jika arus induksi yang dibangkitkan dalam kumparan sebesar 72 mA, hambatan kumparan adalah

R = ε/I = 0,36 V/(72 x 10-3 s) = 5 Ω

Soal 2
Suatu kawat melingkar dengan hambatan 9 Ω diletakkan dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu, dinyatakan dengan Φ = (3t - 5)2 . Arus yang mengalir dalam kawat pada t = 4 detik adalah . . . .
A. 4,7 A
B. 8 A
C. 18 A
D. 30 A
E. 42 A

Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh

ε = –NA/dt

ε = –(18t - 30) volt atau

ε = –(18 x 4 – 30) = –42 volt

Arus yang mengalir dalam kawat pada t = 4 detik adalah

I = ε/R = 42 volt/9 Ω = 4,67 A

Soal 3
Sebuah loop lingkaran kawat dengan luas 50 cm2 memiliki 1000 lilitan. Sebuah resistor 15 Ω dihubungkan di antara ujung-ujung kawat, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Suatu medan magnetik diarahkan tegak lurus terhadap loop. Arah medan magnetik adalah masuk ke bidang dan memiliki besar yang berubah terhadap waktu B = 0,45t dengan t dalam sekon dan B dalam tesla.
Energi listrik yang dibebaskan dalam resistor selama 20 sekon adalah . . . .
A. 2,16 J
B. 4,06 J
C. 5,43 J
D. 7,61 J
E. 8,10 J

Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh

ε = –NAdB/dt

ε = –1000 x 50 x 10-4 m2 x 0,45 T = –2,25 V

Energi listrik yang dibebaskan adalah

W = ε2t/R = (2,25 V)2 x 20 s/15 Ω = 6,75 J

Soal 4
Sebuah kumparan kawat melingkar diletakkan dengan bidangnya normal terhadap suatu medan magnetik dengan kerapatan fluks B. Ketika jari-jari kumparan dinaikkan dari r1 ke r2 pada laju konstan dalam selang waktu ∆t, besar GGL induksi dalam kumparan adalah . . . .
A. πBr12/∆t
B. πBr22/∆t
C. πBr1r2/∆t
D. πB(r2 – r1)2/∆t
E. πB(r22 – r12)/∆t

Jawab:
GGL induksi dalam kumparan diberikan oleh

ε = –NAB∆A/∆t

ε = – πB(r22 – r12)/∆t

Soal 5
Ketika ke dalam sebuah solenoida yang dialiri listrik dimasukkan sebatang logam, maka energi magnetiknya bertambah. Pernyataan berikut yang benar adalah...
A. Energi magnetik pada solenoida bertambah karena batang logam mempengaruhi arus listrik
B. Energi magnetik berada dalam batang logam
C. Permeabilitas batang logam lebih kecil dari vakum
D. Kuat medan magnet solenoida tetap
E. Energi magnetik pada solenoida tidak bergantung pada jenis logam

Jawab: B
Salah satu sifat solenoida adalah, medan magnet dan energi magnetik tersebar merata di dalam batang logam sementara di luar batang logam bergerak sirkular sejajar bidang selimut batang logam sehingga energi magnetik di luar batang nol.

Soal 6
Pada sebuah kumparan mengalir arus dengan persamaan I = sin πt. Jika koefisien induksi diri kumparan 8 H, GGL induksi diri yang terjadi dalam kumparan tersebut sesudah selang waktu 1/3 detik adalah . . .  .
A. π/4 volt
B. π/3 volt
C. π/2 volt
D. 2π volt
E. 4π volt

Jawab: E

GGL induksi diri dalam kumparan diberikan oleh

ε = –LdI/dt

ε = –(8 H)π cos π(1/3) = –4π V

0 Response to "Soal Induksi Elektromagnetik dan pembahasannya 3"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel