Close

March 26, 2020

Fisika – Latihan Soal Induksi Elektromagnetik

Latihan Soal Induksi Elektromagnetik

Pada artikel sebelumnya, kita sudah membahas mengenai konsep induksi elektromagnetik. Yaitu ketika perubahan magnet menyebabkan adanya gaya gerak listrik atau GGL yang membuat elektron pada kawat bergerak dan menghasilkan arus listrik.

Dalam bab induksi elektromagnetik ini, kamu akan menemukan berbagai konsep yang digunakan, seperti GGL Induksi, fluks magnetik, Hukum Faraday, Hukum Lenz dan Induktansi Diri. Untuk berlatih menyelesaikan soal-soal mengenai induksi elektromagnetik, langsung aja yuk kita simak latihan soal di bawah ini.

1. Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 40 \text{ A} . Jika permeabilitas vakum sebesar  4\pi \cdot 10^{-7} \text{ Wb/Am} .Besarnya induksi magnet pada sebuah titik yang jaraknya 10 \text{ cm} dari pusat kawat tersebut adalah…

a. 5\cdot10^{-5}\text{ Tesla}
b. 6\cdot10^{-5}\text{ Tesla}
c. 7\cdot10^{-5}\text{ Tesla}
d. 8\cdot10^{-5}\text{ Tesla}
e. 9\cdot10^{-5}\text{ Tesla}

Pembahasan: 

  • Berdasarkan rumus kuat medan magnet B=\frac{\mu_oI}{2\pi a}
  • Arus listrik sebesar 40 \text{ A}
  • Jarak titik sebesar 10 \text{ cm}
  • Maka

\begin{aligned}B&=\frac{\mu_oI}{2\pi a}\\B&=\frac{4\pi \cdot 10^{-7}(40)}{2\pi (0,1)}\\B&=\frac{4 \cdot10^{-7}(40)}{0,2}\\B&=800\cdot10^{-7}\\B&=8\cdot10^{-5}\text{ Tesla}\end{aligned}

Jadi jawabannya adalah D

2. Suatu rangkaian QRST terletak dalam zona medan magnet dengan kuat medan sebesar 0,5\text{ Wb/m}^2 dan arahnya masuk bidang kertas. Bila pada rangkaian tersebut terdapat kawat AB dengan lebar sebesar 50\text{ cm} dan digeser ke kanan dengan kecepatan   4\text{ m/s}, maka gaya gerak listrik dan arahnya adalah…

a. \varepsilon=1 \text{ volt (dengan arah dari A ke B)}
b. \varepsilon=1 \text{ volt (dengan arah dari B ke A)}
c. \varepsilon=2 \text{ volt (dengan arah dari A ke B)}
d. \varepsilon=2 \text{ volt (dengan arah dari B ke A)}
e. \varepsilon=3 \text{ volt (dengan arah dari A ke B)}

Pembahasan:

  • Hukum Lenz mengikuti persamaan \varepsilon=Blv
  • Arah gaya lorentz F_L selalu berlawanan dengan arah gerak v
  • Berdasarkan kaidah tangan kanan arus induksi berarah ke atas
  • Maka

\begin{aligned}\varepsilon&=Blv\\\varepsilon&=(0,5)(0,5)(4)\\\varepsilon&=1\text{ volt (dengan arah dari B ke A)}\end{aligned}

Jadi jawabannya adalah B

3. Suatu kumparan memiliki jumlah lilitan sebanyak 123\text{ lilitan} . Jika arus listrik yang mengalir pada kumparan tersebut sebesar 3,33\text{ ampere} dan fluks magnet yang terbentuk sebesar 5,55\text{ weber}, maka induktansi diri dari kumparan tersebut adalah…

a. 206\text{ Henry}
b. 205\text{ Henry}
c. 204\text{ Henry}
d. 203\text{ Henry}
e. 202\text{ Henry}

Pembahasan

  • Besar induktansi diri suatu kumparan dirumuskan dengan L=\frac{N\Phi}{I} 
  • Arus listrik sebesar 3,33\text{ ampere} dengan fluks magnet sebesar 5,55\text{ weber}
  • Jumlah lilitan sebanyak 123\text{ lilitan}
  • Maka

\begin{aligned}L&=\frac{N\Phi }{I}\\L&=\frac{(123)(5,55)}{(3,33)}\\L&=205\text{ Henry}\end{aligned}

Jadi jawabannya adalah B

4. Suatu generator AC sederhana memiliki luas kumparan sebesar 1000\text{ cm}^2 yang terdiri atas 111\text{ lilitan} diletakkan dalam suatu medan magnet dengan induksi magnet sebesar 1,1\text{ Wb/m}^2kemudian kumparan tersebut diputar. Waktu yang dibutuhkan kumparan untuk berputar dalam satu periode sebesar 1\text{ detik} . Selama kumparan berputar terjadi perubahan orientasi bidang terhadap medan magnet. Tentukan besar gaya gerak listrik saat  t=11\text{ detik}!

a. 71,3\text{ volt}
b. 72,3\text{ volt}
c. 73,3\text{ volt}
d. 74,3\text{ volt}
e. 75,3\text{ volt}

Pembahasan

  • Nilai ggl pada generator AC selalu berubah setiap saat  

\varepsilon=\varepsilon_{maks}sin\text{ }\omega t

  • Berdasarkan rumus ggl magnet \varepsilon_{maks}=NBA\text{ }\omega    
  • Kecepatan sudut terhadap periode berlaku \omega=\frac{2\pi}{T}  
  • Maka

\begin{aligned}\varepsilon_{maks}&=NBA\text{ }\omega\\\varepsilon_{maks}&=NBA\text{ }(\frac{2\pi}{T})\\\varepsilon_{maks}&=(111)(1,1)(0,1)(\frac{2(3,14)}{1})\\\varepsilon_{maks}&=(111)(1,1)(0,1)(6,28)\\\varepsilon_{maks}&=76,67\text{ volt}\\\varepsilon&=\varepsilon_{maks}sin\text{ }\omega t\\\varepsilon&=(76,67)sin\text{ }(6,28\cdot 11 )\\\varepsilon&=(76,67)sin\text{ }(69)\\\varepsilon&=(76,67)(0,93)\\\varepsilon&=71,33\text{ volt}\end{aligned}

Jadi jawabannya adalah A

5. Dua kawat persegi panjang ditempatkan seperti pada gambar.

Apabila arus listrik I pada kawat luar mengalir berlawanan dengan arah jarum jam dan bertambah maka arus listrik induksi pada kawat dalam akan ….

a. Mengalir searah jarum jam dan konstan
b. Mengalir searah jarum jam dan membesar
c. Mengalir berlawanan arah jarum jam dan membesar
d. Mengalir berlawanan arah jarum jam dan mengecil
e. Mengalir berlawanan arah jarum jam dan konstan

Pembahasan

  • Ketika arus listrik I mengalir pada kawat luar maka di sekitar kawat tersebut timbul induksi magnet. Karena arus yang mengalir bertambah (ada perubahan) maka terjadi perubahan induksi magnet.
  • Perubahan induksi magnet ini menyebabkan kawat dalam terinduksi. Maka timbullah arus induksi pada kawat dalam.
  • Sesuai dengan hukum Lenz, arah arus induksi yang timbul menentang arah penyebabnya. Sehingga arah arus induksi tersebut searah dengan arah jarum jam.
  • Karena arus I yang melalui kawat luar semakin bertambah maka perubahan induksi magnet pun juga semakin bertambah. Akibatnya, arus induksi yang terjadi pada kawat dalam juga semakin membesar.
  • Jadi, arus induksi pada kawat dalam mengalir searah jarum jam dan membesar. 

Jadi jawaban yang paling tepat adalah B

Nah, itulah beberapa contoh soal tentang induksi elektromagnetik. Kamu bisa coba lebih banyak lagi latihan soal di aplikasi Pahamify. Kamu juga bisa dapat pembahasan soalnya dan juga video pembelajaran seru lainnya.
Selain itu, kamu juga bisa menemukan soal-soal induksi elektromagnetik yang biasa keluar di UTBK dengan mengikuti Tryout Online UTBK di Pahamify.

Jadi, tunggu apa lagi? Ayo download dan berlangganan aplikasi belajar Pahamify!

Penulis: Fakhrizal Muttaqien

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *