30 SOAL DAN PENYELESAIAN MEDAN MAGNET, SAMPAI ARUS BOLAK-BALIK (2)

Cara Cepat Pintar Fisika: Soal Latihan Ujian Nasional materi ajar Medan Magnet, Induksi Elektromagnet, Arus dan Tegangan Bolak- Balik. Materi ini sengaja kami buat menjadi dua bagian, yaitu bagian satu dan bagian dua, agar tidak terlalu berat loadingnya, sehingga anda lebih nyaman mempelajarinya. Selamat belajar

16. Kumparan bujur sangkar sisi = 20 cm terdiri atas 400 lilitan dan diputar dengan kecepatan sudut = 50 rad/s. GGL induksi maksimum yang terjadi:
A. 0,16 V.
B. 1,6 V.
C. 16 V.
D. 160 V.
E. 1600 V.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\varepsilon =BA\omega N\\\varepsilon =0,2(2.10^{-1})^{2}.50.4.10^{2}\\\varepsilon =160V$

---

17. Kawat PQ panjang = 50 cm digeser kekanan dengan kecepatan = 60 m/s dalam medan magnet homogen = 0,4 Tesla . Jika R = 1,2 ohm, kuat arus induksinya sebesar:
A. 1 A.
B. 2 A.
C. 10 A.
D. 20 A.
E. 40 A.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$i=\frac{Blv}{R}\\i =\frac{0,4.0,5.60}{1,2}\\i=10A$ 

---

18. Batang PQ panjang = L diputar dengan frekuensi = f di dalam medan magnet = B GGL yang timbul pada batang PQ =…..
A. $\small \omega=\frac {\pi BL}{2f}$
B. $\small \omega=\frac {\pi Bf}{2L}$
C. $\small \omega=\frac {\pi BLf}{2}$
D. $\small \omega=2\pi BLf$
E. $\small \omega=\pi BL^{2}f$
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\varepsilon =\frac{1}{2}B\omega .L^{2}\\\varepsilon =\frac{1}{2}B(2\pi f) .L^{2}\\\varepsilon =\pi B .L^{2}f$ 

---

19. Induktansi solenoida dapat diperbesar dengan cara :
1. Menambah jumlah lilitan.
2. Memperbesar diameter penampang solenoida.
3. Memperpendek solenoida.
4. Memasukkan besi ke dalam solenoida.
Cara yang benar adalah:
A. 1, 2, 3.
B. 1, 3.
C. 2, 4.
D. 4.
E. 1, 2, 3, 4.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$B=\frac{\mu _{o}.i.N}{l}$  Medan magnet B dapat diperbesar dengan cara memperbesar i atau N atau memperkecil l (B)

---

20. Solenoida panjang =$\small 2\pi .10^{-2}$ m. luas penampang = 5.10^-4m² terdiri atas 1000 lilitan dan dialiri arus 2A . Energi yang tersimpan:
A. 1,8.10^-2J.
B. 2,0.10^-2J.
C. 2,5.10^-3J.
D. 3,0.10^-3J.
E. 4,5.10^-3J.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$E =\frac{1}{2}Li^{2}\\E =\frac{1}{2}(10^{-2})(2)^{2}\\E =2.10^{-2}J$

---

21. Jika pada kumparan 1 (lihat gambar) terjadi perubahan 20 A/s, ternyata pada kumparan 2 terjadi ggl induksi 100 V. Besar induktansi silangnya:

A. 0,2 H.
B. 5 H.
C. 20 H.
D. 80 H.
E. 120 H.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\varepsilon =L\frac{\Delta i}{\Delta t}\\100=L.20\\L=5H$ 

---

22. Sebuah kumparan memiliki hambatan 5 ohm dan induktansi 0,05 H. Jika arus dalam kumparan berubah dengan persamaan I = 20 sin 100 t maka kuat arus induksi maksimum yang timbul pada kumparan:
A. 0,2 A.
B. 0,4 A.
C. 20 A.
D. 40 A.
E. 50 A.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$I=I_{max}\sin \theta \\I = 20 sin 100 t\\I_{max}=20A$

---

23. Perubahan arus 12,5 A dalam 0,1 detik menimbulkan ggl induksi 50 V, pada kumparan . Jika kumparan dihubungkan pada sumber arus bolak – balik 1000rad/s, maka reaktansi induktifnya:
A. 4000 ohm.
B. 400 ohm.
C. 40 ohm.
D. 4 ohm.
E. 0,4 ohm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun $$\begin{align*}\varepsilon &=-L\left (\frac{\Delta i}{\Delta t} \right )\\50 &=L\left (\frac{12,5}{0,1} \right )\\L &=\frac{50}{125}=0,4H\\\\X_L&=\omega L\\X_L&=1000(0,4)\\X_L&=400\Omega \end{align*}$$

---

24. Resistor R = 50 ohm, kumparan dengan X_L = 150 ohm, dan kapasitor dengan X_C = 100 ohm dirangkai seri pada sumber tegangan bolak balik. Beda sudut fase antara arus dan tegangan pada rangkaian adalah ….
A. 0^o.
B. 30^o.
C. 45^o.
D. 60^o.
E. 90^o.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\tan \theta =\frac{X_{L}-X_{C}}{R}\\\tan \theta =\frac{150-100}{50}\\\tan \theta =1\\\theta =45^{o}$ 

---

25. Rangkaian seri R dan L dipasang tegangan bolak – balik . Jika V_R= 6V, V_L= 8V, kuat arus rangkaian tersebut 2 A, maka impedansinya
A. 16 ohm.
B. 8 ohm.
C. 7 ohm.
D. 6 ohm.
E. 5 ohm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$Z=\frac{\sqrt{V_{R}^{2}+V_{L}^{2}}}{i}\\\\Z=\frac{\sqrt{6^{2}+8^{2}}}{2}\\Z=5\Omega$

---

26. Kapasitor $\small 100\mu$F dihubungkan dengan tegangan bolak balik 110 V, 50 Hz. Reaktansi kapasitifnya:
A. $\small \frac {100}{\pi }$ohm.
B. $\small \frac {50}{\pi }$ohm.
C. $\small \frac {10}{\pi }$ohm.
D. $\small \frac {5}{\pi }$ohm.
E. $\small \frac {1}{\pi }$ohm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$X_{C}=\frac{1}{2\pi fC}\\X_{C}=\frac{1}{2\pi .50.100.10^{-6}}\\\\X_{C}=\frac{100}{\pi }\Omega$

---

27. Hambatan 15 ohm dan induktor 20 ohm dirangkai seri dan dipasang pada tegangan bolak – balik 100V. Faktor daya …
A. 0,2.
B. 0,4.
C. 0,6.
D. 0,8.
E. 0,9.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\cos \theta =\frac{R}{\sqrt{R^{2}+X_{L}^{2}}}\\\cos \theta =\frac{15}{\sqrt{15^{2}+20^{2}}}\\\cos \theta =\frac{15}{25}=\frac{3}{5}=0,6$

---

28. Sebuah penghantar mengandung induktansi. Jika dipasang pada 12 V, DC arusnya 0,15 A. Jika dipasang pada 12 V AC arusnya 0,12 A. Reaktansi induktifnya:
A. 40 ohm.
B. 60 ohm.
C. 80 ohm.
D. 100 ohm.
E. 144 ohm.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
ketika dipasang tegangan DC: $R=\frac{V}{i}\\R=\frac{12}{0,15}\\\\R=80\Omega$
ketika dipasang tegangan AC: $Z=\frac{V}{i}\\Z=\frac{12}{0,12}\\\\Z=100\Omega$
Reaktansi induktifnya: $X_{L}=\sqrt{Z^{2}-R^{2}}\\X_{L}=\sqrt{100^{2}-80^{2}}\\X_{L}=60\Omega$

---

29.Kita ingin mengubah tegangan AC 220 volt menjadi 110 volt dengan suatu transformator. Tegangan 220 volt dihubungkan dengan kumparan primer yang mempunyai 1000 lilitan. Kumparan sekundernya harus mempunyai ….
A. 500 lilitan.
B. 750 lilitan.
C.1000 lilitan.
D.1500 lilitan.
E.2000 lilitan.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\frac{N_{p}}{N_{s}}=\frac{V_{p}}{V_{s}}\\\\\frac{1000}{N_{s}}=\frac{220}{110}\\\\N_{s}=500$

---

30. Resistor R dan induktor X_L dirangkai seri. Jika arus efektif yang mengalir pada rangkaian = i maka daya yang digunakan rangkaian:
A.i²(R+X_L)
B.i²
C.0
D.i²R.
E.i²X_L .
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun
$\small P_{eff}=i^{2}R$

kembali ke bagian - 1