Soal dan penyelesaian GGL induksi kelas 12
1. Diantara faktor - faktor berikut:
(1) jumlah lilitan kumparan
(2) laju perubahan fluks magnet
(3) arah medan magnet
yang mempengaruhi GGL induksi pada kumparan adalah...
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Rumus hukum faraday: \begin{align*}\varepsilon &=-N\frac{d\Phi }{dt}\end{align*} GGL induksi dipengaruhi oleh laju perubahan fluks magnetik dan jumlah jumlah lilitan.
2. Suatu generator menghasilkan tegangan GGL induksi sebesar Ɛ. Jika generator tersebut kumparannya dirubah sehingga jumlah lilitannya menjadi dua kali lipat dari semula, dan laju fluksnya menjadi tiga kali semula, besar perbandingan GGL sekarang dan GGL mula – mula adalah.....
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\frac{\varepsilon _1}{\varepsilon _2}&=\frac{N_1\frac{d\Phi _1}{dt}}{N_2\frac{d\Phi _2}{dt}} \\\frac{\varepsilon _1}{\varepsilon _2}&=\frac{N_1.\Phi _1}{N_2.\Phi _2}\\\frac{\varepsilon _1}{\varepsilon _2}&=\frac{N_1.\Phi _1}{2N_1.3\Phi _1}=\frac{1}{6}\end{align*}
3. Sebuah penghantar dengan panjang 20 cm digerakkan memotong tegak lurus medan magnet 5T dengan kelajuan 10 m/s. Besar GGL induksi antara kedua ujung penghantar adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=Blv\sin \theta \\\varepsilon &=5(0,2)10\sin 90^o \\\varepsilon &=10V\end{align*}
4. Bila induksi magnetik B = 4 T dan kawat PQ digeser ke kanan dengan kecepatan V, ternyata timbul daya listrik pada R sebesar 25 watt.
Tentukan besar kecepatan V jika panjang kawat PQ = 25 cm dan besar hambatan R = 4 ohm.
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}P&=\frac{v^{2}}{R}=\frac{(Blv)^{2}}{R}\\25&=\frac{(4(0,25)v)^{2}}{4}\\v&=\sqrt{100}\\v&=10ms^{-2}\end{align*}
5. Sebuah kumparan dengan luas penampang 100 cm2, hambatan 4ohm dengan jumlah lilitan 400 berada dalam medan magnet yang arahnya sejajar dengan sumbu kumparan. Besarnya induksi magnetiknya berubah-ubah menurut persamaan B = 10-4 sin 2000t dalam satuan SI. Maka besar kuat arus induksi maksimum yang timbul pada kumparan adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}i&=\frac{\varepsilon }{R}\\i&=\frac{NA\frac{dB}{dt} }{R} \\i&=\frac{400(100.10^{_4})\frac{d(10^{-4} \sin 2000t)}{dt} }{4} \\i&=\frac{4.10^{-4}.2000 \cos 2000t}{4}\\i&=0,2A=200mA\end{align*}
6. Lampu L1 dan L2 mempunyai data sama 1 V, 15 mW tersusun pada rangkaian seperti gambar.
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}P&=\frac{v^{2}}{R}=\frac{(Blv)^{2}}{R}\\25&=\frac{(4(0,25)v)^{2}}{4}\\v&=\sqrt{100}\\v&=10ms^{-2}\end{align*}
5. Sebuah kumparan dengan luas penampang 100 cm2, hambatan 4ohm dengan jumlah lilitan 400 berada dalam medan magnet yang arahnya sejajar dengan sumbu kumparan. Besarnya induksi magnetiknya berubah-ubah menurut persamaan B = 10-4 sin 2000t dalam satuan SI. Maka besar kuat arus induksi maksimum yang timbul pada kumparan adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}i&=\frac{\varepsilon }{R}\\i&=\frac{NA\frac{dB}{dt} }{R} \\i&=\frac{400(100.10^{_4})\frac{d(10^{-4} \sin 2000t)}{dt} }{4} \\i&=\frac{4.10^{-4}.2000 \cos 2000t}{4}\\i&=0,2A=200mA\end{align*}
6. Lampu L1 dan L2 mempunyai data sama 1 V, 15 mW tersusun pada rangkaian seperti gambar.
Bila kawat PQ digeser ke kanan dengan kecepatan 10 m/s ternyata kedua lampu menyala normal. Tentukan besar gaya Lorentz yang bekerja pada kawat PQ!
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Kedua lampu menyala normal, berarti daya total (2x15mW)=20mW pada tegangan 1 Volt. \begin{align*}i&=\frac{P}{V}\\i&=\frac{30m}{1}=30mA\\\varepsilon &=Blv\\Bl&=\frac{\varepsilon }{v}=\frac{1}{10}\\F&=(Bl)i=(\frac{1}{10})(30m)\\F&=3mN=3.10^{-3}N\end{align*}
7. Batang konduktor yang panjangnya 80 cm berputar dengan frekuensi 5 Hz di dalam medan magnetik 0,3 T.
Besar GGL induksi yang terjadi pada batang konduktor tersebut sekitar..!
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Bila konduktor perputar 1 kali, maka luas yang dilingkupinya adalah:\begin{align*}A&=\pi R^2=\pi l^2\end{align*}Jumlah lingkaran N = 1
Jawaban Fisika Pak Dimpun:
Bila konduktor perputar 1 kali, maka luas yang dilingkupinya adalah:\begin{align*}A&=\pi R^2=\pi l^2\end{align*}Jumlah lingkaran N = 1
Waktu yang digunakan: \begin{align*}t=T\end{align*}sehingga \begin{align*}\varepsilon &=NB\frac{\Delta A}{\Delta t}\\\varepsilon &=B\left (\frac{\pi l^2}{nT} \right )\\\varepsilon &=B\left (\frac{\pi l^2}{T} \right ) \\\varepsilon &= \pi Bf l^2\end{align*}maka\begin{align*}\varepsilon &=\pi fBl^2\\\varepsilon &=(3,14)(5) (0,3)(0,8)^2 \\\varepsilon &\approx 3\, V\end{align*}
10. Arus sebesar 2A mengalir dalam suatu kumparan dari 400 lilitan sehingga menimbulkan fluks 10-4 weber pada penampang kumparan tersebut. Jika arus berbalik arah dalam waktu 0,08 detik, maka ggl imbas diri yang terjadi adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=N\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\\\varepsilon &=400(\frac{10^{-4} }{0,08})\\\varepsilon &=0,5V\end{align*}
11. Sebuah kumparan memiliki 100 lilitan dan induktansinya 0,4 Henry. Bila pada kumparan tersebut terjadi perubahan kuat arus dari 10A menjadi 2A dalam waktu 0,1 sekon, GGL induksi diri pada kumparan itu adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=L\frac{\Delta i }{\Delta t}\\\varepsilon &=0,4(\frac{8 }{0,1})\\\varepsilon &=32V\end{align*}
12. Sebuah solenoida memiliki 500 lilitan dan panjang 10 cm. jari-jari penampang solenoida 5 cm. Induktansi solenoida tersebut adalah sekitar..
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}L&=\frac{\mu _{o}N^{2}A}{l}\\L&=\frac{4\pi .10^{-7}(500)^{2}\times \pi (5.10^{-2})^{2}}{0,01}\\L&\approx 25.10^{-3}H=25mH\end{align*}
13. Sebuah induktor memiliki induktansi 50 mH. Pada induktor tersebut mengalir arus 10A. energi yang tersimpan pada induktor tersebut adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}W&=\frac{1}{2}Li^{2}\\W&=\frac{1}{2}(50.10^{-3})10^{2}\\W&=2,5J\end{align*}
14. Sebuah kumparan dengan induktansi 3,0 mH dialiri arus listrik yang berubah terhadap waktu menurut persamaan $I = 10 \sin 100 \pi t$ Ampere. GGL induksi diri maksimum pada kumparan adalah sekitar…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=L\frac{di}{dt}\\\varepsilon &=3m\frac{d(10 \sin 100 \pi t)}{dt}\\\varepsilon &=3m.10.100\pi \cos 100 \pi t\\\varepsilon _{mak} &=3\pi V\approx 10V\end{align*}
15. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1 : 4. Tegangan dan kuat arus masuknya masing-masing 10V dan 2A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator tersebut adalah 4W dan tegangan keluarannya 40V, arus keluarannya sebesar:......
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}P_{s}&=P_{p}-P_{h}\\V_{s}.i_{s}&=V_{ip}.i_{p}-P_{k}\\40.i_{s}&=10.2-4\\40.i_{s}&=16\\i_s&=\frac{16}{40}\\i_s&=0,4A\end{align*}Mungkin yang Anda cari ada di sini:
10. Arus sebesar 2A mengalir dalam suatu kumparan dari 400 lilitan sehingga menimbulkan fluks 10-4 weber pada penampang kumparan tersebut. Jika arus berbalik arah dalam waktu 0,08 detik, maka ggl imbas diri yang terjadi adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=N\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}\\\varepsilon &=400(\frac{10^{-4} }{0,08})\\\varepsilon &=0,5V\end{align*}
11. Sebuah kumparan memiliki 100 lilitan dan induktansinya 0,4 Henry. Bila pada kumparan tersebut terjadi perubahan kuat arus dari 10A menjadi 2A dalam waktu 0,1 sekon, GGL induksi diri pada kumparan itu adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=L\frac{\Delta i }{\Delta t}\\\varepsilon &=0,4(\frac{8 }{0,1})\\\varepsilon &=32V\end{align*}
12. Sebuah solenoida memiliki 500 lilitan dan panjang 10 cm. jari-jari penampang solenoida 5 cm. Induktansi solenoida tersebut adalah sekitar..
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}L&=\frac{\mu _{o}N^{2}A}{l}\\L&=\frac{4\pi .10^{-7}(500)^{2}\times \pi (5.10^{-2})^{2}}{0,01}\\L&\approx 25.10^{-3}H=25mH\end{align*}
13. Sebuah induktor memiliki induktansi 50 mH. Pada induktor tersebut mengalir arus 10A. energi yang tersimpan pada induktor tersebut adalah…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}W&=\frac{1}{2}Li^{2}\\W&=\frac{1}{2}(50.10^{-3})10^{2}\\W&=2,5J\end{align*}
14. Sebuah kumparan dengan induktansi 3,0 mH dialiri arus listrik yang berubah terhadap waktu menurut persamaan $I = 10 \sin 100 \pi t$ Ampere. GGL induksi diri maksimum pada kumparan adalah sekitar…
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}\varepsilon &=L\frac{di}{dt}\\\varepsilon &=3m\frac{d(10 \sin 100 \pi t)}{dt}\\\varepsilon &=3m.10.100\pi \cos 100 \pi t\\\varepsilon _{mak} &=3\pi V\approx 10V\end{align*}
15. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1 : 4. Tegangan dan kuat arus masuknya masing-masing 10V dan 2A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator tersebut adalah 4W dan tegangan keluarannya 40V, arus keluarannya sebesar:......
Jawaban Fisika Pak Dimpun:\begin{align*}P_{s}&=P_{p}-P_{h}\\V_{s}.i_{s}&=V_{ip}.i_{p}-P_{k}\\40.i_{s}&=10.2-4\\40.i_{s}&=16\\i_s&=\frac{16}{40}\\i_s&=0,4A\end{align*}Mungkin yang Anda cari ada di sini:
