LATIHAN SOAL-SOAL INDUKSI ELEKTROMAGNET
I. Pilihlah jawaban yang paling benar .
1. Sebuah kumparan yang terdiri dari 25 lilitan dan memiliki hambatan 2 ohm, berada dalam medan magnetik yang arahnya sejajar dengan sumbu kumparan. Fluks magnetik yang memasuki kumparan berubah terhadap waktu sesuai persamaan = 10-4 sin (4 x 103 t) Wb. Berapa GGL maximum antara ujung-ujung kumparan dan kuat arus maximum yang melalui kumparan …..
a. 12 v dan 6 A d. 10 v dan 5 A
b. 15 v dan 3 A e. 17 v dan 8 A
c. 10 v dan 2 A
2. Suatu kumparan terdiri dari 200 lilitan dan memiliki luas penampang 50 cm2 ditembus oleh medan magnet yang berubah-ubah dari 0,5 T menjadi 0,75 T selama 5 sekon. Besarnya GGL induksi yang dihasilkan oleh kumparan adalah …..
a. 5 x 10-2 v d. 12 x 10-2 v
b. 10 x 10-2 v e. 15 x 10-2 v
c. 6,25 x 10-2 v
3. Suatu lingkaran mula-mula melingkupi fluks magnetik sebesar 1 = 6,4 x 10-2 Wb dengan arah mendatar menuju kita (kedudukan bidang lingkaran kawat vertikal), kemudian fluks magnetik diubah menjadi 2 = 2,4 x 10-2 Wb dalam selang waktu 0,2 s. Jika hambatan kawat 4 , maka besar serta arah arus induksi pada kawat ialah …..
a. 20 mA berlawanan arah putaran jarum jam
b. 40 mA searah putaran jarum jam
c. 40 mA berlawanan arah putaran jarum jam
d. 50 mA searah putaran jarum jam
e. 50 mA berlawanan arah putaran jarum jam
4. Sebuah generator terdiri dari sebuah kumparan melingkar dengan diameter 20 cm dan berputar 3600 putaran/menit di dalam medan magnetik 0,5 T. berapakah jumlah lilitan kumparan agar dihasilkan GGL induksi maximum sebesar 2,4 kV (2 = 10) ?
a. 200 lilitan d. 500 lilitan
b. 300 lilitan e. 600 lilitan
c. 400 lilitan
5. Suatu kumparan terdiri dari 100 lilitan berbentuk persegi panjang dengan panjang 10 cm dan lebar 5 cm. kumparan ini mempunyai sumbu putar yang tegak lurus dengan medan magnet sebesar 2 T dan dapat diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. Maka tegangan maksimumnya adalah …..
a. 120 v c. 50 v e.60 v
b. 220 v d. 5 v
6. Dari gambar disamping ini diketahui R = 2 , B = 4T, dengan
PQ = 20 cm. jika kawat PQ digeser ke kanan dengan kecepatan
4 m/s maka besar dan arah arus yang mengalir adalah …..
a. 0,32 A dari P ke Q d. 1,6 A dari P ke Q
b. 3,2 A dari Q ke P e. 0,16 A dari P ke Q
c. 3,2 A dari P ke Q
7. Sebuah kumparan terdiri dari 100 lilitan dan memiliki hambatan 10 . Fluks magnetik pada kumparan memenuhi persamaan = (t2 + 1) Wb. Berapa kuat arus yang mengalir melalui kumparan pada saat t = 4s ?
a. 60 A d. 80 a
b. 70 A e. 10 A
c. 20 A
8. Suatu indikator sewaktu berisi udara induktansinya 10 H. Jika kedalamnya diisikan bahan ferit yang permeabilitasnya 200, maka induksi induktor itu menjadi …..
a. 1 H d. 4000 H
b. 0,1 H e. 2000 H
c. 10 H
9. Sebuah batang konduktor yang panjangnya 40 cm berputar pada porosnya seperti pada gambar dengan frekuensi tetap 10 putaran/detik. Jika besar medan magnet 0,3 T dan arah masuk kertas, maka nilai beda potensial antara kedua ujung konduktor adalah …..
a. 1,8 V d. 0,6 V
b. 1,25 V e. 1,5 V
c. 3 V
10. Sebuah induktor terbuat dari kumparan kawat dengan 50 lilitan. Panjang kumparan 5 cm dengan luas penampang 1 cm2. Berapakah induktansi induktor dan energi dalam induktor ( I = 2A) ?
a. 6,28 µH dan 12,56 µH d. 125,6 µH dan 251,2 µH
b. 62,8 µH dan 125,6 µH e. 3,14 µH dan 6,28 µH
c. 8,25 µH dan 251,2 µH
11. Suatu kumparan yang mempunyai induktansi diri 0,3 H dialiri arus listrik 6 A. maka energi yang tersimpan dalam kumparan adalah …..
a. 54 J d. 0,5 J
b. 5,4 J e. 1 J
c. 0,1 J
12. Sebuah magnet batang jatuh sepanjang sumbu cincin. Arus induksi pada cincin dilihat dari atas memilki arah :
a. searah jarum jam kemudian berhenti
c. searah lalu berlawanan jarum jam lalu berhenti
d. berlawanan lalu searah jarum jam lalu berhenti.
e. Tidak ada arus
13. Jika sebuah kawat digerakan sedemikian rupa hingga memotong garis-garis suatu medan magnet maka pada kedua ujung kawat itu timbul GGL karena induksi. Kaidah ini dirumuskan oleh :
a. Maxwell
b. Lenz
c. Biot Savart
d. Ampere
e. Faraday
14. Berdasarkan hokum Faraday, maka satuan weber identik dengan :
a. Ampere . sekon
b. Volt .sekon
c. Ampere / sekon
d. Watt / sekon
e. Volt / sekon
15. Sepotong kawat penghantar yang panjangnya L digerakkan memotong tegak lurus suatu medan magnet B, sehingga menimbulkan GGL induksi . Jika kecepatan gerak kawat dinaikkan dua kali semula dengan arah tetap dan panjang kawat diubah menjadi ¼ kali semula , maka GGL induksinya menjadi…
a. 0,25
b. 0,5
c. 2
d. 3
e. 4
16. Kawat AB panjang 40 cm digerakkan dalam medan magnet homogen B = 10-2 T. Bila hambatan 5 ohm, maka besar dan arah gaya Lorent yang bekerja pada kawat AB adalah …
a. 2,4 x 10-5 ke kiri
b. 6,4 x 10-5 ke kanan
c. 6,4 x 10-5 ke kiri
d. 3,2 x 10-54 ke kiri
e. 3,2 x 10-4 ke kanan
17. Kawat PQ sepanjang 50 cm digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap dalam suatu medan magnetic homogen B = 0,05 T. Bila hambatan R = 10 ohm, maka nilai dan arah arus listrik yang melalui hambatan R adalah …
a. 0,05 A ke atas
b. 0,05 A ke bawah
c. 0,25 A ke atas
d. 0,25 A ke bawah
e. 2,50 A ke atas
18. Sebuah trafo step-up mengubah tegangan 25 volt. Bila efisiensi trafo tersebut 80% dan kumparan sekundernya dihubungkan dengan lampu 250 v/50 w, maka besar kuat arus pada kumparan primernya …..
a. 5 A d. 12,5 A
b. 7,5 A e. 15 A
c. 2,5 A
19. Bila sebuah generator berputar pada 1500 putaran/menit untuk membangkitkan arus 100 v, maka besarnya kecepatan sudut untuk membangkitkan 120 v sebesar ….. (putaran/menit)
a. 1800 d. 2100
b. 2400 e. 1500
c. 1200
20. Dalam suatu percobaan tranformator lilitan primer dan sekunder berturut-turut 2000 dan 400 lilitan dengan panjang dan luas penampang sama yaitu 40 cm dan 1 cm2. Berapakah induktansi silang transformator tersebut …..
a. 5,25 x 10-5 d. 25,12 x 10-5
b. 6,28 x 10-5 e. 26,0 x 10-15
c. 12,56 x 10-6
21. Suatu kumparan memiliki induktansi diri sebesar 4 mili henry, dialiri arus yang merupakan fungsi dari waktu yaitu i = (4t3 – 2t2 + 5t + 4), maka GGL induksi yang timbul pada kumparan (harga mutlaknya) tepat pada t = 2 detik ialah …..
a. 200 mV d. 130 mV
b. 180 mV e. 120 mV
c. 150 mV
22. Gaya gerak listrik induksi dapat ditimbulkan dengan berbagai cara, satu diantaranya adalah
a. Meletakkan kumparan kawat dalam induksi magnet
b. Menggerakkan kawat dalam medan magnet searah garis gaya magnet
c. Memasang galvanometer pada ujung-ujung kumparan
d. Mendekatkan batang magnet pada ujung kumparan
e. Menggerakkan kawat dalam medan magnet sehingga memotong garis gaya magnet.
23. Prinsip kerja generator arus bolak balik adalah …
a. Hukum Biot -Savart
b. Hukum Ampere
c. Hukum Faraday
d. Hukum Henry
e. Hukum Lenz
24. Sebuah generator AC diputar dengan kecepatan 500 putaran / menit, sehingga menghasilkan GGL induksi sebesar 100 V, maka generator tersebut harus diputar dengan kecepatan …
a. 400 putaran /menit
b. 300 putaran /menit
c. 250 putaran /menit
d. 200 putaran /menit
e. 100 putaran /menit
25. Terjadinya arus pusar ( Edy ) pada suatu penghantar yang menguntungkan dalam kehidupan sehari-hari contohnya terdapat pada alat….
a. Tungku induksi dan transformator
b. Rem magnetic dan tungku induksi
c. Setrika listrik dan tranformator
d. Kipas angina dan tungku induksi
e. Kipas angina dan rem magnetik
26. Suatu generator yang dapat menghasilkan daya 100 kW dihubungkan ke pabrik melaui kabel dengan hambatan 5 ohm. Jika generator menghasilkan beda potensial 5000 v, maka daya maksimum yang dapat dipakai pabrik adalah …
a. 2000 watt
b. 40.000 watt
c. 96.000 watt
d. 98.000 watt
e. 100.000 watt
27. Sebuah kumparan dengan induktansi 0,25 H dialiri arus yang berubah-ubah menurut persamaan I = 8 – 6t2 dalam SI, bila GGL induksi diri sebesar 12 volt akan timbul pada saat t sama dengan ….
a. 1 s
b. 2 s
c. 3 s
d. 4 s
e. 5 s
28. Sebuah inductor mempunyai induktansi 0,05 H . Pada inductor tersebut mengalir arus 10 A, maka besar energi listrik yang tersimpan pada inductor adalah :
a. 0,25 J
b. 0,50 J
c. 2,50 J
d. 5,00 J
e. 25,00 J
29. Sebuah kumparan dengan 50 lilitan dan induksi 50 mH dihubungkan dengan sumber arus searah, kalau kuat arus di dalam kumparan 5 A, maka besar fluks magnetic di dalam kumparan adalah …
a. 4 x 10-5 weber
b. 5 x 10-5 weber
c. 6 x 10-5 weber
d. 7 x 10-5 weber
e. 8 x 10-5 weber
30. Suatu kumparan dengan 600 lilitan dan induktansi diri 40 mH mangalami perubahan arus listrik dari 10 A menjadi 4 A dalam waktu o,1 s. Maka besar GGL induktansi diri pada kumparan adalah ….
a. 1,8 volt
b. 2,4 volt
c. 4,8 volt
d. 10,8 volt
e. 14,4 volt
II. ESAY
1. Sebuah kumparan 2000 lilitan dialiri arus 2 A dan fluks magnetiknya 4 x 10-3 Wb. Hitunglah besar GGL induksi dalam lilitan itu, jika ada perubahan aliran arus sebesar 4 A per sekon !
Jawab :……………………………………………
2. Sepotang kawat panjangnya 40 cm, bergerak dengan kecepatan 60 m/s dan tegak lurus dengan arah medan magnet homogen yang induksi magnetiknya 0,5 wb/ m2. Kawat memotong garis gaya magnet, hitunglah gaya gerak listrik yang terjadi !
Jawab :……………………………………………………
3. Suatu arus berubah dari 6 A menjadi 4 A selama 2 detik pada kumparan. Jika GGL induksi diri 16 volt, hitunglah induktansi diri kumparan tersebut !
Jawab:………………………………………………………..
4. Jika kuat arus yang mengalir pada suatu kumparan diduakalikan , bagaimanakah energi inductor tersebut ?
Jawab :………………………………………………………
5. Jika gaya gerak listrik induksi yang timbul pada suatu penghantar yang panjangnya 0,6 m yang bergerak dengan kecepatan v adalah 0,6 volt dalam suatu medan magnet homogen 10-1 wb .m-2. Tentukan nilai v tersebut !
Jawab :………………………………………………………..
6. Sebuah solenoida terdiri dari 1000 lilitan yang panjangnya 40 cm dialiri arus listrik 10 A dan jari-jarinya 10 cm. Arus diputus dalam waktu10-3 sekon. Hitung gaya gerak listrik induksi diri di dalam solenoida !
Jawab :…………………………………………………………
7. Sepotong kawat memotong tegak lurus garis gaya magnet dari 8 x 10-2 weber selama 0,02 sekon. Hitunglah besar ggl yang terjadi pada kawat tersebut !
Jawab :…………………………………………………………
8. Kawat penghantar bergerak memotong tegak lurus medan magnet homogen. Jika panjang kawat diperbesar dua kali semula dan kecepatannya diubah menjadi setengah kali semula sedangkan medan magnetnya tetap. Tentukan perbandingan besar gaya gerak listrik pertama dengan kedua !
Jawab :……………………………………………………………..
9. Sutu kawat melingkar dengan hambatan 6 ohm diletakkan dalam fluks magnetic yang berubah-ubah sesuai dengan persamaan =(t + 2 )3 dalam SI. Tentukan besar arus yang mengalir dalam kawat pada saat t = 2 sekon
Jawab :……………………………………………………………..
10. Perhatikan gambar !
Bila panjang kawat PQ adalah 1,5 m diberi beda potensial 6 v, diletakkan dalam induksi magnetic 0,5 T dengan potensial P lebih tinggi . Tentukan besar dan arah kecepatan kawat PQ ketika digerakkan !
Jawab :…………………………………………………………….
