Soal Dan Pembahasan Fisika : Induksi Elektromagnetik

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

Sebuah solenoida memiliki 1000 lilitan berada dalam medan magnetik sehingga solenoida dipengaruhi fluks magnetik sebesar 4.10^-3 Wb. Jika fluks magnetiknya berubah menjadi 3.10^-3 Wb dalam 2 sekon, maka tentukan besar ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung solenoida tersebut?

Pembahasan:

Diketahui: N = 1000 lilitan; Q1 = 4.10^-3 Wb; Q2 = 3.10^-3 Wb; t = 2 s

Ditanya: e

Jawab:

e = - N. (Q2-Q1)/t

e = - 1000 (3.10^-3 - 4.10^-3) / 2

e = 0,5 V 

===============================================

Kawat PQ panjang 50 cm digerakkan tegak lurus sepanjang kawat AB memotong medan magnetik serba sama 0,02 Tesla seperti pada gambar:

Pembahasan;

Diketahui: L = 50 cm = 0,5 m; R = 0,02 Ohm; B = 0,02 T; v = 2 m/s

Ditanya: e?

Jawab: 

      e = B. L. v = 0,02. 0,5. 2 = 0,02 volt

Maka, kuat arus listrik yang mengalir;

 i = e/R 

 i = 0,02 / 0,02 = 1 A  

Dari gambar terlihat bahwa;

-   Arah induksi magnetik B keluar (tanda titik).

-   Arah gaya Lorentz adalah ke kiri (berlawanan dengan arah kecepatan).

-   Maka dengan kaidah tangan kanan, didapatkan arah arus listrik dari P ke Q.

=========================================================================

Penghantar AB memiliki panjang 25 cm bergerak dengan kecepatan 5 m/s dalam medan magnet homogen 40 mT.  Jika penghantar dihubungkan hambatan 50 Ω maka, tentukan :

a. besar kuat arus yang lewat R,

b. gaya Lorentz yang timbul pada kawat!

Pembahasan: 

Diketahui: l = 25 cm = 0,25 m; v= 5 m/s; B = 40 mT = 0,04 T; R = 50 Ω

Ditanya: i dan F

Jawab:

e = B.l.v

e = 0,04. 0,25. 5

e = 0,05 V

i = e/R

i = 0,05/50

i = 0,001 A = 1 mA

F = B.i.l

F = 0,04. 0,001. 0,25

F = 1.10^-5 N

================================================

Perhatikan gambar di bawah ini!

Apabila magnet digerakkan mendekati kumparan, tentukanke mana arah arus  listrik yang terjadi pada hambatan R!

Pembahasan:

Karena magnet digerakkan men-dekati kumparan, maka pada kumparan akan timbul ggl induksi yang menyebabkan timbulnya arus induksi pada kumparan, sehingga menyebabkan timbul medan magnet yang menentang medan magnet tetap, maka arah arus dalam kumparan/ hambatan dari B ke A.

=================================================

Sebuah transformator memiliki perbandingan antara lilitan primer dan sekunder 15 : 2. Jika kumparan primer terdiri atas 750 lilitan dan dihubungkan dengan sumber tegangan AC sebesar 150 volt. Hitunglah jumlah lilitan sekunder dan tegangan pada kumparan sekunder!

Pembahasan :

Diketahui : Np: Ns = 15 : 2; Np = 750 lilitan; Vp = 150 Volt

Ditanyakan: Ns dan Vs

Jawab :

Np: Ns = 15 : 2

15. Ns = 2. Np

Ns = (2/15). Np

Ns = (2/15). 750 = 100 lilitan

Vp: Vs = Np: Ns

Vs = (Ns/Np). Vp

Vs = (100/750). 150

Vs = 20 V

==================================================