bab6

(1)

keBab 6. keBab 6.

jawaban diskusi jawaban diskusi

1.

1. beda fluks magnetik dan induksi magnetic beda fluks magnetik dan induksi magnetic

induksi magnetik : Peristiwa timbulnya arus listrik, hal ini terjadi karena adanya beda potendial induksi magnetik : Peristiwa timbulnya arus listrik, hal ini terjadi karena adanya beda potendial anata dua ujung.

anata dua ujung.

Fluks magnetik : sekumpulan medan magnet. Fluks merupakan sekumpulan induksi magnetic Fluks magnetik : sekumpulan medan magnet. Fluks merupakan sekumpulan induksi magnetic yang arahnya tegak lurus terhadap arah bidang.

yang arahnya tegak lurus terhadap arah bidang.

2.

2. Besarnya gaya gerak listrik ggl=Besarnya gaya gerak listrik ggl= =BLV =BLV

a. ketika kecepatan di ubah menjadi 2v dan B tetap maka a. ketika kecepatan di ubah menjadi 2v dan B tetap maka



 =BL2V =BL2V



 menjadi dua kali menjadi dua kali mula mula mula mula

b. ketika medan magnetik diubah menjadi 2B, dan kecepatan 2v tetap, ma b. ketika medan magnetik diubah menjadi 2B, dan kecepatan 2v tetap, ma kaka



 =2BLV =2BLV



 menjadi dua kali menjadi dua kali mula mula mula mula c.

c. ketika kecepatan di ketika kecepatan di ubah menjadi 2v ubah menjadi 2v dan dan medan magnetik diubah medan magnetik diubah menjadi 2B, menjadi 2B, makamaka



 =2BL2V =2BL2V



(2)



 menjadi dua kali ggl mula mula menjadi dua kali ggl mula mula 3.

3. arus mengalir melalui kawat ke atas. Sedangkan ujung magnet yang didekatkan adalah kutubarus mengalir melalui kawat ke atas. Sedangkan ujung magnet yang didekatkan adalah kutub utara,

utara, Ketika Ketika kutub kutub utara utara magnet magnet batang batang digerakkan digerakkan masuk masuk ke ke dalam dalam kumparan, kumparan, jumlahjumlah garis gaya-gaya magnet y

garis gaya-gaya magnet yang ang terdapat di terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. dalam kumparan bertambah banyak. BertambahnyaBertambahnya jumlah

jumlah garis- garis- garis garis gaya gaya ini ini menimbulkan menimbulkan GGL GGL induksi induksi pada pada loop. loop. arah arah arus arus induksiinduksi dapat ditentukan den

dapat ditentukan dengan cara mgan cara memperhatikan arah medan emperhatikan arah medan magnet magnet yang ditimbulkannya.yang ditimbulkannya.

Pada saat loop Pada saat loop digerakkan digerakkan menjauh dari menjauh dari magnet, jumlah magnet, jumlah garis-garis gaya garis-garis gaya magnet yang magnet yang terdapat di terdapat di dalam dalam kumparan

kumparan berkurang. Berkurberkurang. Berkurangnya jumlah angnya jumlah garis-garis garis-garis gaya gaya ini ini juga juga menimbulkan menimbulkan GGLGGL induksi

induksi pada pada ujung-ujung ujung-ujung kumparan, Gkumparan, GGL GL induksi yinduksi yang ditiang ditimbulkan menymbulkan menyebabkan arus ebabkan arus listriklistrik mengalir.

mengalir. 4.

4. GGL induksi diri dikenal dengan induktansi diri, arus induktansi diri memiliki karakter ArahGGL induksi diri dikenal dengan induktansi diri, arus induktansi diri memiliki karakter Arah arus induksi yang selalu melawan sebab/penyebab yang menimbulkannya. Karenanya disebut arus induksi yang selalu melawan sebab/penyebab yang menimbulkannya. Karenanya disebut ggl balik.

ggl balik. 5.

5. Energi yang tersimpan didalam induktor berbanding terbalik dengan nilai arus yag dimiliki.Energi yang tersimpan didalam induktor berbanding terbalik dengan nilai arus yag dimiliki. Makin besar arus, maka energi dalamnya akan makin kecil. Ketika arus didalam suatu induktor Makin besar arus, maka energi dalamnya akan makin kecil. Ketika arus didalam suatu induktor dijadikan dua kali, maka energi dalam diri induktor akan menjadi ½ lebih kecil dari energi dijadikan dua kali, maka energi dalam diri induktor akan menjadi ½ lebih kecil dari energi dalam sebelumnya.

dalam sebelumnya. 6.

6. Kemiripan eneri di dalam kapasitor denKemiripan eneri di dalam kapasitor dengan energi yang tersimpan didalam induktor berarus:gan energi yang tersimpan didalam induktor berarus: Sebagaimana halnya kapasitor yang dapat menjadi media

Sebagaimana halnya kapasitor yang dapat menjadi media penyimpanan energi listrik, induktor dapat menjadi media penyimpanan energi listrik, induktor dapat menjadi media penyimpanan

penyimpanan energi energi magnetik. magnetik. energi energi yang yang tersimpan tersimpan dalam dalam kapasitor kapasitor dalam dalam bentuk bentuk medameda listrik. W=1/2 CV2. Dengan C adalah capasitas kapasitor dan V adalah tegangan kapasitor.

listrik. W=1/2 CV2. Dengan C adalah capasitas kapasitor dan V adalah tegangan kapasitor. Energi yang tersimpan didalam induktor dalambentuk medan magnetik. W=1/2 L i2. L adalah Energi yang tersimpan didalam induktor dalambentuk medan magnetik. W=1/2 L i2. L adalah induktansi induktor dan

induktansi induktor dan I adalah arus pada induktor.I adalah arus pada induktor. 7.

7. Besarnya ggl induksi pada kumparan sekarang: halaman 247Besarnya ggl induksi pada kumparan sekarang: halaman 247

Untuk menentukan besarnya ggl induksi dari suatu kumparan dapat ditentukan dengan Untuk menentukan besarnya ggl induksi dari suatu kumparan dapat ditentukan dengan persamaan : persamaan : sin sin 2 2 ssiinn

NBA

NBA f f

ε ε ω ω θ θ ε ε π π θ θ

=

Ketika B dan f adalah B dan f, maka Ketika B dan f adalah B dan f, maka=E=E

2

2 ssiinn

NBA

NBA f f

E

ε

(3)

Maka ketika B= 1/2 , dan f=2 kali nya maka, ggl menjadi : Maka ketika B= 1/2 , dan f=2 kali nya maka, ggl menjadi :

2

2 22 22

1 1 2

2 ssiinn 22 22 ssiinn 22 ssiinn 2

2

B

B A

A f f

N

N BA

BA

f f

NBA

NBA f f

E

ε

=

ππ θθ

=

ππ θθ

=

ππ θθ

=

Sehingga ketika B diturunkan ½ dan f dinaikkan 2 kali, maka besar ggl adlaah tetap. Sehingga ketika B diturunkan ½ dan f dinaikkan 2 kali, maka besar ggl adlaah tetap.

8.

8. Perbedaan generator AC dan generator DC:Perbedaan generator AC dan generator DC: generator

generator AC: menggunakan AC: menggunakan cincin ganda, cincin ganda, Generator arus Generator arus bolak-balik yaitu bolak-balik yaitu generator generator dimanadimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik. Memiliki keluaran tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik. Memiliki keluaran dua arah

dua arah Ciri

Ciri generator generator DC: DC: menggunakan menggunakan cincin cincin belah belah (komutator), (komutator), Generator Generator arus arus searah searah yaituyaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa oleh komutator atau didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa oleh komutator atau menggunakan dioda, Desain cincin belah hanya memiliki satu terminal keluaran. Memiliki menggunakan dioda, Desain cincin belah hanya memiliki satu terminal keluaran. Memiliki keluaran satu arah

keluaran satu arah 9.

9. cara untuk meningkatkan arus listrik keluaran generator:cara untuk meningkatkan arus listrik keluaran generator: - menambah jumlah lilitan sekunder

- menambah jumlah lilitan sekunder - menaikkan tegangan primer

- menaikkan tegangan primer - menambah arus yang masuk - menambah arus yang masuk

- mempercepat laju kecepatan sudut. - mempercepat laju kecepatan sudut. 10.

10. inti trafo terdiri dari inti besi lunak karena kandungan elektron bahan yang terdapat di inti besiinti trafo terdiri dari inti besi lunak karena kandungan elektron bahan yang terdapat di inti besi lebih banyak dibandingkan pada alumunium. Semakin banyak kandungan elekronnya maka lebih banyak dibandingkan pada alumunium. Semakin banyak kandungan elekronnya maka kemampuan mengantarkan arus listrik ke bagian sekunder semakin besar. Dan ketika daya kemampuan mengantarkan arus listrik ke bagian sekunder semakin besar. Dan ketika daya hantar nya semakin bagus, maka trafo dikatakan semakin bagus.

hantar nya semakin bagus, maka trafo dikatakan semakin bagus. 11.

11. Mula mula suara di terima oleh mikrofon, suara ini memiliki nilai frekuensi tertentu,Mula mula suara di terima oleh mikrofon, suara ini memiliki nilai frekuensi tertentu, selanjutnya suara ini dikuatkan dengan amplitudo tertentu dengan menggunakan amplifier. selanjutnya suara ini dikuatkan dengan amplitudo tertentu dengan menggunakan amplifier. Setelah melalui amplifier ini, suara dapat diatur besar kecilnya sehingga pendengar dapat Setelah melalui amplifier ini, suara dapat diatur besar kecilnya sehingga pendengar dapat mendengar suara sesuai dengan keingininan pendengar, baik didengarkan dengan menggunakan mendengar suara sesuai dengan keingininan pendengar, baik didengarkan dengan menggunakan loadpeaker atau headset

loadpeaker atau headset 12.

12. efisensi tidak mencapai 100% karena tidak ada alat yang ideal didunia ini, sebagian energiefisensi tidak mencapai 100% karena tidak ada alat yang ideal didunia ini, sebagian energi diubah bentuknya menjadi bentuk energi yang lain, seperti panas, sehingga arus yag diubah bentuknya menjadi bentuk energi yang lain, seperti panas, sehingga arus yag dihantarkan akan berkurang.

dihantarkan akan berkurang. 13.

13. a. tegangan terendah yang dimiliki: 220 volta. tegangan terendah yang dimiliki: 220 volt b. tegangan tertinggi yang dimiliki:

b. tegangan tertinggi yang dimiliki: c. c. i. i. mungkinmungkin ii. mungkin ii. mungkin iii. mungkin iii. mungkin iv. mungkin iv. mungkin v. mungkin v. mungkin vi. mungkin vi. mungkin 14.

14. Ketika arus AC diukur dengan ampermeter DC akan memberikan bacaan nol, tetapi tidak nolKetika arus AC diukur dengan ampermeter DC akan memberikan bacaan nol, tetapi tidak nol ketika dibaca dengan menggunakan ampermeter AC karena ampermeter DC mengukur harga ketika dibaca dengan menggunakan ampermeter AC karena ampermeter DC mengukur harga rata rata. Sedangkan harga rata rata p

rata rata. Sedangkan harga rata rata pada ampermeter AC yang berbentuk sinusoidal adalah nol.ada ampermeter AC yang berbentuk sinusoidal adalah nol. 15.

(4)

Daya disipasi pada arus bolak balik dapat dihitung: Daya disipasi pada arus bolak balik dapat dihitung: Ketika R= ½ maka

Ketika R= ½ maka

Nilai maksimum arus bolak balik adalah Nilai maksimum arus bolak balik adalah

16. 16.

Besarnya V total yang bekerja yang pada rangkaian adalah Besarnya V total yang bekerja yang pada rangkaian adalah V=V1+V2+V3 V=V1+V2+V3 Dengan Dengan Dan Dan

Ketika nilai frekuensi arus bolak balik dinaikkan menjadi 2 kali mula mula, maka Nilai V1 Ketika nilai frekuensi arus bolak balik dinaikkan menjadi 2 kali mula mula, maka Nilai V1 adalah tetap, dan V2 menjadi 2 kali V2 mula mula, dan dan V3 menjadi ½ kali V3 mula-mula. adalah tetap, dan V2 menjadi 2 kali V2 mula mula, dan dan V3 menjadi ½ kali V3 mula-mula. 17.

17. Sudut fase untuk rangkaian arus bolak balik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:Sudut fase untuk rangkaian arus bolak balik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa XL dan XC dipengaruhi oleh frekuensi pada Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa XL dan XC dipengaruhi oleh frekuensi pada rangkaian arus bolak balik yang ada. Maka jelas bahwa sudut fase dipengaruhi oleh frekuensi rangkaian arus bolak balik yang ada. Maka jelas bahwa sudut fase dipengaruhi oleh frekuensi Agar reaktansi kapasitif dan reaktansi Induktif sama, maka sudut fase ωr dapat dicari

Agar reaktansi kapasitif dan reaktansi Induktif sama, maka sudut fase ωr dapat dicari

18.

18. Ketika terjadi resonansi maka XL=XC, maka:Ketika terjadi resonansi maka XL=XC, maka: a.

a. Benar, Kondisi tegangan dan arus adalah sefase, karena ketika terjadi resonansi Xl dan XCBenar, Kondisi tegangan dan arus adalah sefase, karena ketika terjadi resonansi Xl dan XC adalah sama, maka akan saling meniadakan, sehingga bisa dianggap tidak dipengaruhi oleh adalah sama, maka akan saling meniadakan, sehingga bisa dianggap tidak dipengaruhi oleh impedansi L dan C

(5)

b.

b. Benar, impedansi resonansi dapat dihitung dengan :Benar, impedansi resonansi dapat dihitung dengan : Ketika XL=XC, maka

Ketika XL=XC, maka

c.

c. Benar, dari persamaan pada bagian b, makBenar, dari persamaan pada bagian b, maka bisa dibilang bersifat resesif murnia bisa dibilang bersifat resesif murni d.

d. Benar, XL =XCBenar, XL =XC e.

e. Salah, ketika terjadi resonansi maka, Daya disipasi adalah makasimumSalah, ketika terjadi resonansi maka, Daya disipasi adalah makasimum 19.

19. Pada induktor murni, untuk selang waktu tertentu selalu berharga positif, dan daya dapatPada induktor murni, untuk selang waktu tertentu selalu berharga positif, dan daya dapat dihitung P=VI, sehingga daya sesaat juga berharga positif, yang berarti bahwa gwnwraotor dihitung P=VI, sehingga daya sesaat juga berharga positif, yang berarti bahwa gwnwraotor mengirim energi ke inductor. Tetapi dalam selang waktu lainnya, tegangan adalah negative. mengirim energi ke inductor. Tetapi dalam selang waktu lainnya, tegangan adalah negative. Sementara arus adalah positif, sehingga daya sesaat sebagai hasil kali keduanya adalah Sementara arus adalah positif, sehingga daya sesaat sebagai hasil kali keduanya adalah negative, selama selang waktu ini, inductor mengembalikan energinya ke generator. Jadi, daya negative, selama selang waktu ini, inductor mengembalikan energinya ke generator. Jadi, daya bergantian

bergantian antara antara nilai nilai nilai nilai positif positif dan dan negative negative untuk untuk selang selang waktu waktu yang yang sama. sama. Dengan Dengan katakata lain, inductor secara bergantian menyerap dan membebaskan energy. Secara rata rata daya lain, inductor secara bergantian menyerap dan membebaskan energy. Secara rata rata daya adalah nol dan sebu

adalah nol dan sebuah inductor dalam rangkaian AC sama sekali tidak ah inductor dalam rangkaian AC sama sekali tidak menggunakan energy.menggunakan energy. Pada rangkaian capasitor murni, perbedaan fase 90 0 antara arusa dan tegangan mengarah pada Pada rangkaian capasitor murni, perbedaan fase 90 0 antara arusa dan tegangan mengarah pada hasil yang sama untuk daya rata rata yag terjadi dalam sebuah inductor. Sebuah kapasitor secara hasil yang sama untuk daya rata rata yag terjadi dalam sebuah inductor. Sebuah kapasitor secara brgantian menyerap

brgantian menyerap dan dan membebaskan membebaskan energy daenergy dalam selang lam selang waktu waktu yang syang sama. Jama. Jadi secara adi secara ratarata rata daya adalah nol dan sebuah capasitor dalam sebuah rangkaian AC sama sekali tidak rata daya adalah nol dan sebuah capasitor dalam sebuah rangkaian AC sama sekali tidak menggunakan

menggunakan energyenergy.. 20.

20. Pada kondisi resonansi, maka kuat arus yang mengalir dalam rangkaian adalah maksimum.Pada kondisi resonansi, maka kuat arus yang mengalir dalam rangkaian adalah maksimum.

Dari persamaan ini I terlihat bernilai maksimum Dari persamaan ini I terlihat bernilai maksimum Daya disipasi P, dapat dihitung

Daya disipasi P, dapat dihitung

Ketika i maksimum, kenaikan harga P sangat bes

(6)

Jawaban uji Kompetensi Bab 6 Jawaban uji Kompetensi Bab 6 1.

1. Nilai fluks magnetik Nilai fluks magnetik

2.

2. Diketahui: Diketahui: panjang panjang pesawat pesawat ==

l l

Panjang sayap = Panjang sayap =

x

Kelajuan =

vv

Medan magnet B miring sebesar θ terhadap bumi Medan magnet B miring sebesar θ terhadap bumi Ditanya

Ditanya : : Besar Besar ggl ggl yang yang dibangkitkan dibangkitkan di di ujung2 ujung2 sayap?sayap? Jawab:

Jawab:

sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah B tegak lurus dengan v sehingga sesuai dengan kaidah tangan kanan, arah B tegak lurus dengan v sehingga

v

v besar besar gglggl = =

Bxv

sin θ sin θ

B B 3.

3. Kawat penghantar bergerak memotong tegak lurus medan magnetKawat penghantar bergerak memotong tegak lurus medan magnet homogeny

homogeny



 = =

Blv

Blv, dimana B

, dimana B = medan magnet

= medan magnet

l = panjang kawat

v = kelajuan

jika kawat diperpanjang menjadi 2l dan kelajuan menjadi ½v

maka

 = =

B.2l.½v = Blv

sehingga perbandingan ggl 1:1

4.

4. Diketahui Diketahui : : Panjang Panjang sayapsayap

l l

= 12m, = 12m, kelajuan

kelajuan

vv

=60 m/s ke arah utara,=60 m/s ke arah utara, besar Medan B 60 µT arah 60

besar Medan B 60 µT arah 60oo ke tanah terhadap ke tanah terhadap arah mendatar.arah mendatar. Jawab :

(7)

Besar ggl

Besar ggl  = =

Blv sin

θ = 60.10 θ = 60.10-6-6 . 60 . 12 . . 60 . 12 .

½√3 =

3737 5.

5. Energy yang digunakan untuk mengalirkan arus dalam loop kawat adalahEnergy yang digunakan untuk mengalirkan arus dalam loop kawat adalah

6.

6. Diketahui : sebatang tembagaDiketahui : sebatang tembaga Panjang L

Panjang L Ketinggian L Ketinggian L

Medan magnetic B mendatar Medan magnetic B mendatar Ditanya

Ditanya : : beda beda potensial potensial antara antara dua dua ujungujung Jawab :

Jawab :

Besarnya kecepatan batang ketika dijatuhkan dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Besarnya kecepatan batang ketika dijatuhkan dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi.

Beda potensial Beda potensial

7.

7. Besarnya gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat adalahBesarnya gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat adalah Dengan arus i adalah

Dengan arus i adalah Dan Dan Sehingga Sehingga Maka Maka 8.

8. Kecepatan konstan yang dicapai oleh kawat adalahKecepatan konstan yang dicapai oleh kawat adalah Dari jawaban yang telah dicari pada no 7.

Dari jawaban yang telah dicari pada no 7.

Maka v adalah Maka v adalah

F sendiri dapat dicari dengan hokum newton, F=mg. maka F sendiri dapat dicari dengan hokum newton, F=mg. maka

(8)

9.

9. Diketahui Diketahui : : Pada Pada lilitan lilitan primernya,primernya, Np=1000 lilitan,

Np=1000 lilitan, R=0.5 m

R=0.5 m

Pada lilitan sekunder, Pada lilitan sekunder, Ns=5 lilitan,

Ns=5 lilitan, A=2 10 A=2 10-3-3 m m22,,

perubahan arus dari 7A

perubahan arus dari 7A menjadi 9Amenjadi 9A

Ditanya

Ditanya : : GGL GGL imbas imbas yang yang terjaditerjadi …..? …..? Jawab

Jawab

Sebelum menghitung GGL induksi pada kumparan, yang harus dilakukan terlebih dahulu Sebelum menghitung GGL induksi pada kumparan, yang harus dilakukan terlebih dahulu adalah menghitung induksi bersama yang disebabkan oleh dua kumparan tersebut adalah adalah menghitung induksi bersama yang disebabkan oleh dua kumparan tersebut adalah

(9)

2 211 1122 21 21 21 21 22 1 1 21 21 11 1 1 11 1 1 21 21 11 1 1 11 21 21 21 21 21 21 22 1 1 1 1 11 2 211 22 11 1 1 2 211 11 22 11 7 7 3 3 21 21 6 6 21 21 2 2 21 21 4 4 1010 5 5 11000000 22 1100 1 1 4 4 1010 _ _ _ _ ,, __ __ 11ddeett

M

M M

M

N

ii

dengan

AB

dan

oN i

B

l l

maka

AB

oN i

A

l l

maka

M

N

ii

oN i

M

N

N A

A

lili

oo

M

N

N N

N

A

l l

M

x

xx

M

GG

GGL

L pa

pada

da ku

kump

mpar

aran

an

di

ddeennggaan

n aassuum

mssi

i t

t

iik

k

dt

µ µ µ µ µ µ µ µ π π π π ε ε ε ε − − − − − −

=

Φ

=

Φ

Φ =

=

Φ

Φ =

=

Φ

Φ =

=

Φ

=

= −

=

66 6 6 9 9 4 4 1010 1 1 1 122 1100

x

π π ε ε − − − −

−

= −

12 12

V

ε ε = −= − µ µ 10.

10. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah tongkat tongkat konduktor konduktor dgndgn panjang l = 1m,

panjang l = 1m,

berputar dengan kecepatan sudut ω = 10 rad/s, berputar dengan kecepatan sudut ω = 10 rad/s,

medan B = 0.1T medan B = 0.1T Ditanya ggl induksi?? Ditanya ggl induksi?? Jawab : Jawab : = ω=2πf = ω=2πf f = f = V V 11.

(10)

dgn

dgn r r = = 2cm 2cm (2.10(2.10-2-2m).m).

B = 0.55T. ujung kawat di tarik sehingga B = 0.55T. ujung kawat di tarik sehingga r = 0 dalam waktu 0,25s. r = 0 dalam waktu 0,25s. Ditanya: ggl induksi. Ditanya: ggl induksi. = 2,7646 mV = 2,7646 mV 12.

12. Diketahui Diketahui : : Sebuah Sebuah loop loop dgndgn A = 10 A = 10-4-4 m m22,, R = 10 ohm, R = 10 ohm, N = 20 lilitan. N = 20 lilitan.

Muatan yg melalui loop Muatan yg melalui loop q = 2.10

q = 2.10-6-6 C. C. Ditanya:

Ditanya: besar besar B??B?? jawab:

jawab:

muatan yg mengalir pada kumparan (dengan asumsi t = 1s) muatan yg mengalir pada kumparan (dengan asumsi t = 1s)

13.

13. Diketahui Diketahui : : Loop Loop kawat kawat persegipersegi dgn l=5cm ,

dgn l=5cm , B = 0,008T. B = 0,008T.

medan magnet berkurang menjadi nol dalam waktu t = 0,2s. medan magnet berkurang menjadi nol dalam waktu t = 0,2s. ditanya:

ditanya: Ggl Ggl induksi induksi ?????? jawab :

jawab :

????? ????? 14.

14. Diketahui Diketahui : : Loop Loop lingkaranlingkaran dgn N = 1000 lilitan, dgn N = 1000 lilitan, A = 40cm A = 40cm22.. Dihubungkan dng R = 15 ohm. Dihubungkan dng R = 15 ohm. Dialirkan medan B = 0,45t. Dialirkan medan B = 0,45t. Ditanya Energi selama t=25s.

Ditanya Energi selama t=25s. Jawab:

Jawab:

Pertama ditentukan terlebih dahulu nilai GGL induksi akibat lilitan tersebut Pertama ditentukan terlebih dahulu nilai GGL induksi akibat lilitan tersebut

3 3 3 3 (0 (0..4455 )) 1 1000000 ((44 1100 )) 1 1000000 ((44 1100 ))00..4455 1.8 1.8

dB

NA

dt

d

t t

x

x xx

dt

x

x xx

V

ε ε ε ε ε ε ε ε − − − −

= −

Selanjutnya nilai ini digunakan untuk menghitung nilai energy yang dibutuhkan selama 25 Selanjutnya nilai ini digunakan untuk menghitung nilai energy yang dibutuhkan selama 25 sekon tersebut

(11)

2 2 22 2 2 2 2 (( 11..88 )) 2 255 55..44 15 15

W

W V

Viit

t

V

W

W V

V t

t

R

W

t t

R

V

W

J

ε ε ε ε

=

−

=

15. 15. Jawab :Jawab :

Besarnya gaya gerak listrik rata-rata yang diinduksikan pada kumparan dapat dihitung : Besarnya gaya gerak listrik rata-rata yang diinduksikan pada kumparan dapat dihitung : GGL induksi akibat kondisi tegak lurus

GGL induksi akibat kondisi tegak lurus sin sin 5 500 00..0022 00..1188 ssiin 9n 900 0.18 0.18

NAB

x

xx

V

ε ε θ θ ε ε ε ε

= −

Dan GGL induksi akibat sudut 60 Dan GGL induksi akibat sudut 60oo

sin sin 5 500 00..0022 00..1188 ssiin 6n 600 1 1 0 0..1188 00..99 2 2

NAB

x

xx

Vx

V

= −

=

−

=

−

Kondisi ini terjadi selama 0.1 s, maka ggl rata rata adalah Kondisi ini terjadi selama 0.1 s, maka ggl rata rata adalah

2 2 11

0

0..99 (( 00..1188)) 00..99 rat

rata a ratrataa rat

rata a ratrataa

V

ε ε ε ε ε ε ε ε − − − −

∆

=

−

∆

=

−

− −

−

=

16.

16. Diketahui Diketahui : : dua dua kumparan kumparan P P dan dan QQ

Dililitkan pada inti besi lunak Dililitkan pada inti besi lunak Saklar k mula mula di buka Saklar k mula mula di buka Kemudian di tutup

Kemudian di tutup

Maka pernyataan yang benar adalah Maka pernyataan yang benar adalah

Apabila saklar di tutup, arus dalam rangkaian 1 tidak konstan, dibutuhkan waktu untuk Apabila saklar di tutup, arus dalam rangkaian 1 tidak konstan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kondisi nol. Selama waktu ini akan terjadi perubahan fluks, yang mengakibatkan mencapai kondisi nol. Selama waktu ini akan terjadi perubahan fluks, yang mengakibatkan munculnya arus induksi. Arus induksi ini akan bergerak dari s

munculnya arus induksi. Arus induksi ini akan bergerak dari s umber potensial + keumber potensial + ke

kumparan, arus induksi ini akan meningkat. Pada kondisi ini, kumparan 2 juga akan terjadi kumparan, arus induksi ini akan meningkat. Pada kondisi ini, kumparan 2 juga akan terjadi perubahan. Ada perubahan fluks, arus induksi bergerak dari titik

perubahan. Ada perubahan fluks, arus induksi bergerak dari titik Y ke titik X melewatiY ke titik X melewati galvanometer.

(12)

17.

17. Ketika kutub Ketika kutub utara magnet utara magnet batang digerakkan batang digerakkan masuk ke masuk ke dalam dalam kumparan, jumlahkumparan, jumlah garis gaya-gaya

garis gaya-gaya magnet yang magnet yang terdapat di dalam terdapat di dalam kumparan bertambah kumparan bertambah banyak.banyak. Bertambahnya

Bertambahnya jumlah jumlah garis- garis- garis garis gaya gaya ini ini menimbulkan menimbulkan GGL GGL induksi induksi padapada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum

menggerakkan jarum galvanometer. Agalvanometer. Arah arus rah arus induksi induksi dapat ditentukan dapat ditentukan dengan dengan caracara memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya

gaya dalam kumparan dalam kumparan bertambah. bertambah. Akibatnya medan Akibatnya medan magnet hasil magnet hasil arus arus induksi bersifatinduksi bersifat mengurangi garis gaya

mengurangi garis gaya itu. Dengan demikian, ujung itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub kumparan itu merupakan kutub utarautara sehingga

sehingga arah arah arus arus induksi induksi seperti seperti yang yang ditunjukkan ditunjukkan Gambar Gambar 12.1.a 12.1.a (ingat (ingat kembali kembali caracara menentukan kutub-kutub solenoida).

menentukan kutub-kutub solenoida).

Ketika kutub

Ketika kutub utara magnutara magnet batang et batang digerakkan digerakkan keluar dari keluar dari dalam dalam kumparan, kumparan, jumlahjumlah garis-garis gaya magnet y

garis-garis gaya magnet yang ang terdapat di dalam terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlahkumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer.

galvanometer. Sama Sama halnya halnya ketika ketika magnet magnet batang batang masuk masuk ke ke kumparan. kumparan. pada pada saatsaat magnet keluar

magnet keluar garis gaya garis gaya dalam kumparan dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan maberkurang. Akibatnya medan magnet hasilgnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 12.1.b.

12.1.b. 18.

18. TTegangan maksimum pada egangan maksimum pada generator listrik bolak balik bergantung pada : generator listrik bolak balik bergantung pada : ….….

AB

ε

=

= −

−

ω ω

Sehingga, ggl induksi bergantung pada : Sehingga, ggl induksi bergantung pada : 1.

1. Kecepatan sudut perputaran rotorKecepatan sudut perputaran rotor 2.

2. Besar induksi magnetic yag digunakanBesar induksi magnetic yag digunakan 3.

3. Jumlah lilitan rotorJumlah lilitan rotor 4.

(13)

19.

19. Fungsi kedua cincin luncur untuk memungkinkan arus induksi untuk mengalir dalamFungsi kedua cincin luncur untuk memungkinkan arus induksi untuk mengalir dalam arah yang sama melalui

arah yang sama melalui galvanometer.galvanometer. 20.

20. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah generatorgenerator Emaks1=12V Emaks1=12V F1=750 putaran/menit=12.5putaran/sekon F1=750 putaran/menit=12.5putaran/sekon Jika f2=2250 putaran/menit=37.5 Jika f2=2250 putaran/menit=37.5 Ditanya

Ditanya : : Emaks2 Emaks2 berikutnya berikutnya …?…? Jawab Jawab 1 1 11 2 2 22 7 75500 11 1 1 1122 // 60 60 22 2250 2250 2 2 3377 // 60 60 sin sin sin2 sin2 sin2 sin2 1 122 ssiinn 5500(( __ ))

rot

rotasi

asi se

seko

konn

dan

rot

rotas

asi i se

sekon

kon

E

E Emaksx

Emaksx

t t

maka

E

E Emaks

Emaks x

x

f t

dan

E

E Emaks

Emaks x

x

f f t t

maka

E

x

dalam

dalam radian

radian

ω ω ω ω ω ω π π π π

=

21.

21. Diketahui Diketahui : : lampu lampu 10 10 buah,buah, 12 V, 24 watt, 12 V, 24 watt, dipasang pararel dipasang pararel T

Terhubung ke erhubung ke trafo,trafo, dengan s

dengan suplay 240Vuplay 240V, 4/3 A, 4/3 A Ditanya

Ditanya : : Efisiensi Efisiensi trafo?trafo? Jawab

Jawab

Hambatan tiap tiap lampu Hambatan tiap tiap lampu

Maka besarnya efisiensi Maka besarnya efisiensi

(14)

22.

22. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah dynamo,dynamo,

memutar 44 kali putaran untuk setiap 1 kali putaran memutar 44 kali putaran untuk setiap 1 kali putaran ban sepeda

ban sepeda

R ban sepeda =0,33m R ban sepeda =0,33m Jangkar dimano 75 lilitan, Jangkar dimano 75 lilitan, A=2,6 10

A=2,6 10-3-3 m m22,, dengan B= 0,1 T dengan B= 0,1 T Ditanya

Ditanya : : kelajuan kelajuan linear linear sesaat sesaat ketika ketika kelajuan kelajuan maksimum maksimum 6volt6volt Jawab : Jawab : 3 3 3 3 6 6 7755 22..6 16 100 00..11 6 6 307.69 307.69 7 755 22..66 1100 00..11 2 2 444422 0.33 0.33 0.0075 0.0075 44 44 tan tan 4 444 330077..6699 00..00007755 30 307.7.6969 0.0.00007575 2 2..33 // 44 44

NBA

V

x

x x x

x x xx

V

x

x x

x

xx

dan

kelilinglingkaran

r

rk

maka

ke

keccep

epa

a

li

line

near

ar

v

r

dan

r

rk

r

xx

x

r

m

m ss

ε ε ω ω ω ω ω ω π π π π ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω − − − −

=

= −

−

= −

=

−

=

23.

23. Diketahui Diketahui : : trafo trafo digunakan digunakan untuk untuk menyalakan menyalakan lampu lampu 140watt, 140watt, 24V24V Suplay AC 240V, 0,7 A,

Suplay AC 240V, 0,7 A, Ditanya

Ditanya : : efiensi efiensi trafotrafo Jawab Jawab Efiensi Efiensi 24. 24. Diketahui Diketahui : : Np/Ns Np/Ns = = 4:54:5

(15)

Ip/is Ip/is = = 5:35:3 Ditanya

Ditanya : : efisiensi efisiensi trafotrafo Jawab Jawab Efiensi Efiensi Karena Karena Sehingga Sehingga 25.

25. Diketahui Diketahui : : kumparan, kumparan, N N = = 600 600 lilitanlilitan Induksi diri L = 40mH Induksi diri L = 40mH

Perubahan arus =10 menjadi 4 A Perubahan arus =10 menjadi 4 A T=0,1 detik

T=0,1 detik Ditanya

Ditanya : : beda beda potensial potensial di di ujung ujung kumparan….?kumparan….? Jawab :

Jawab :

Gaya gerak listrik adalah Gaya gerak listrik adalah

26.

26. Diketahui Diketahui : : I= I= sin sin ωtωt L= 4H L= 4H T=1/3 s T=1/3 s Ditanya:

Ditanya: gaya gaya gerak gerak imbasimbas Jawab

Jawab

27.

27. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah solenoid,solenoid, N=300 lilitan, N=300 lilitan, R=5cm, R=5cm, l=20cm, l=20cm, I= 4 A I= 4 A

(16)

Ditanya

Ditanya : : Energi Energi yang yang tersimpan tersimpan di di dalam dalam solenoid..?solenoid..? Jawab : Jawab : Dan Dan Maka Maka 28. 28. Jawab Jawab

Maka harga tangent adalah Maka harga tangent adalah

29.

29. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah kapasitor kapasitor 2µF2µF,, tegangan antar

tegangan antar keeping 35 keeping 35 VV,, inductor L=5mH

inductor L=5mH Ditanya

Ditanya : : arus arus I I agar agar energy energy yang yang tersimpan tersimpan di di dalam dalam capasitor capasitor dan dan inductor inductor adalahadalah sama

sama Jawab : Jawab :

Energy untuk kapasitor Energy untuk kapasitor

Energy untuk inductor Energy untuk inductor

Diketahui : sumber tegangan AC, R= Diketahui : sumber tegangan AC, R= 90 , XC=50, XL=20

90 , XC=50, XL=20

Ditanya : harga tangen fasa aerus Ditanya : harga tangen fasa aerus terhadap potensial

(17)

30.

30. Langkah untuk mengubah reaktansi induktif:Langkah untuk mengubah reaktansi induktif: 1.

1. Memperbesar teganganMemperbesar tegangan 2.

2. Memperkecil arusMemperkecil arus 3.

3. Memperkecil induktansi inductorMemperkecil induktansi inductor 4.

4. Memperkecil frekuensi arusMemperkecil frekuensi arus 31.

31. Diketahui Diketahui : : diagram diagram fasor fasor suatu suatu rangkaian rangkaian arus arus bolak bolak balik.balik.

Frekuensi f=50Hz Frekuensi f=50Hz maka

maka

Impedansi dalam rangkaian Impedansi dalam rangkaian

12 12 24 24 0.5 0.5

V

Z

ii

Z

=

Ω

Maka induktansi nya adalah Maka induktansi nya adalah

3 3 2 2 2 244 22 5500 2 244 224400 10 10 100 100 L L

X

fL

L

mH

π π π π π π π π − −

=

32.

32. Diketahui Diketahui : : suatu suatu rangkaian rangkaian seri, seri, terdiri terdiri daridari Hambatan R= 20Ω

Hambatan R= 20Ω

Kapasitor, reaktansi kapaitor 30Ω\ Kapasitor, reaktansi kapaitor 30Ω\ T

(18)

Ditanya

Ditanya : : tegangan tegangan efektif efektif pada pada resistor resistor dan dan kapasitor kapasitor masing masing masing masing …..?…..? Jawab

Jawab

Impedansi total dari rangkaian tersebut adalah Impedansi total dari rangkaian tersebut adalah

2 2 22 2 2 22 4 400 3300 5500 C C

Z

R

X

Z

=

+

=

+

=

Arus efektif dari rangkaian yang ada Arus efektif dari rangkaian yang ada

220 220 4.4 4.4 50 50 ef ef ef ef ef ef

V

ii

Z

i i

A

=

Selanjutnya ditentukan tegangan pada masing masing komponen adalah Selanjutnya ditentukan tegangan pada masing masing komponen adalah

4 4..44 4400 117766 4 4..44 3300 113322 R R ef ef R R C C eef C f C C C

V

i i R

R

V

x

V

dan

V

i i X

X

V

x

V

=

33.

33. Diketahui Diketahui : : suatu suatu kapasitor, kapasitor, inductor inductor dan dan resistor resistor dihubungkan dihubungkan secara secara seriseri Ketika kasitor diperbesar, impedansi rangkaian akan menjadi…? Ketika kasitor diperbesar, impedansi rangkaian akan menjadi…? Hubungan impecansi pada rangkaian CLR adalah

Hubungan impecansi pada rangkaian CLR adalah Z Z22=((X=((XLL-X-XCC))22+R +R 22)) Dan Dan X XCC=1/ωC,=1/ωC,

Dari sini tampak ketika di perbesar harag capasitor maka akan memperkecil nilai impedansi Dari sini tampak ketika di perbesar harag capasitor maka akan memperkecil nilai impedansi total dari rangkaian yang ada.

total dari rangkaian yang ada. 34. 34. Diketahui Diketahui : : Vm=100VVm=100V Im = 1 ampere Im = 1 ampere R= 8 ohm R= 8 ohm Ditanya

Ditanya : : tegangan tegangan antara antara ujung ujung ujung ujung inductor inductor (V(V bc bc) ….?) ….? Jawab : Jawab : Hambatan total Hambatan total 100 100 100 100 1 1

V

Rt

I

=

= =

=

= Ω

Maka Maka

(19)

2 2 22 2 2 22 2 2 22 22 2 2 2 2 1 10000 88 100 100 1 100000000 6644 9936 9936 9 999,, 667799 110000 1 1 110000 100 100 L L L L L L LL L L L L L L L L

Rt

R

X

maka

V

Vbbc

c IIX

X

V

Vbbc

c xx

V

Vbbc

c

V

=

+

=

+

=

−

=

−

=

Ω

= Ω

=

35.

35. Diketahui Diketahui : : inductor inductor idealideal Menarik I=8A Menarik I=8A Sumber AC pertama, V=100V Sumber AC pertama, V=100V F=50Hz F=50Hz I=10A I=10A

Komponen disusun seri Komponen disusun seri Sumber AC V=150V, 40 Hz Sumber AC V=150V, 40 Hz Ditanya

Ditanya : : kuat kuat arus arus yang yang mengalir mengalir melalui melalui susunan susunan seri seri resistor resistor dan dan inductor inductor …?…? Ketika

Ketika dalam dalam kondisi resistor kondisi resistor murnimurni 100 100 10 10 10 10

V

V IR

IR

V

R

I

=

= =

=

= Ω

Ω

Ketika dalam kondisi inductor murni Ketika dalam kondisi inductor murni

1 10000 2255 8 8 22 L L L L

V

V IX

IX

V

X

I

=

= =

=

= Ω

Ω

Nilai inductor dapat ditentukan dengan menggunakna persamaan Nilai inductor dapat ditentukan dengan menggunakna persamaan

2 2 2 2 5050 100 100 L L L L L L L L

X

LL

X

fL

X

LL

X

LL

ω ω π π π π π π

=

Dan dari penyelesaian se

Dan dari penyelesaian sebelumnya diperoleh nilai XL adalah 25/2 ohm, maka belumnya diperoleh nilai XL adalah 25/2 ohm, maka nilai L dapatnilai L dapat ditentukan ditentukan 100 100 25 25 100 100 2 2 2 255 2255 2 2 110000 220000 L L

X

LL

L

π π π π π π π π

=

Ω =

=

Dan ketika f diganti nilainya dengan 40Hz, maka L akan berubah nilai menjadi Dan ketika f diganti nilainya dengan 40Hz, maka L akan berubah nilai menjadi

(20)

2 2 25 25 2 2 4040 200 200 10 10 L L L L L L L L

X

LL

X

fL

X

xx

X

ω ω π π π π π π

=

Maka impedansi total adalah Maka impedansi total adalah

2 2 22 22 2 2 22 22 2 2 1 100 1100 1 10000 110000 1100 22 L L

Z

R

X

Z

=

+

=

+

=

+

=

36. 36. Diketahui :Diketahui : V VR R =V=VCC=V=VLL

Karena rangkaian dalam kondisi seri, maka arrus yang melewati rangkaian adalah sama Karena rangkaian dalam kondisi seri, maka arrus yang melewati rangkaian adalah sama Dan Dan IIttR=IR=IttXXCC=I=IttXXLL Sehingga Sehingga R=X R=XCC=X=XLL Maka Maka 2 2 22 2 2 (( _L_L _C_C))

Rt

R

X

Rt

R

Rt

Rt R

R

=

+

−

=

Sehingga Sehingga V=ItxR V=ItxR V=120 V=120 VVoltolt 37. 37.

Nilai reaktansi capasitor adalah…? Nilai reaktansi capasitor adalah…?

Jawab : Jawab :

Arus yang melalui rangkaian : Arus yang melalui rangkaian :

80 80 11 1 16600 22

V

I

R

I

A

=

(21)

tan_ tan_ 100 100 200 200 1 1 2 2 total total

hhaam

mbba

a

ttoottaal

l

V

Rt

I

V

Rt

A

=

Ω

Induktansi inductor Induktansi inductor 2 2 22 2 2 22 2 2 2 20000 116600 4 400000000 2255660000 1144440000 120 120 L L L L L L L L

Rt

R

X

=

+

=

+

=

−

=

Ω

Maka reaktansi capasitor adalah Maka reaktansi capasitor adalah

2 2 22 2 2 22 2 2 22 22 2 2 2 2 22 2 2 22 (( )) 2 20000 116600 (( )) (( )) 220000 116600 (( )) 4400000000 2255660000 (( )) 121200 (( 112200)) 112200 1 12200 112200 240 240 C C LL C C LL C C LL C C LL C C LL C C C C C C

R

X

=

+

−

=

+

−

=

−

=

−

=

−

=

−

=

Ω

38.

38. gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalamgaya gerak listrik induksi yang dihasilkan pada cincin kawat yang digerakkan dalam medan magnetic bergantung pada :

medan magnetic bergantung pada : 1.

1. diameter cincindiameter cincin 2.

2. besar medan magnetic besar medan magnetic 3.

3. arah penampang cincinarah penampang cincin 4.

4. arah medan magneticarah medan magnetic

ini dapat dilihat dari persamaan ggl induksi yang pengaruhi oleh medan magnet ini dapat dilihat dari persamaan ggl induksi yang pengaruhi oleh medan magnet

cos cos

NBA

ε ε

=

θ θ 39.

39. diketahui diketahui : : sebuah sebuah transformator transformator step step up,up, v1=200V

v1=200V V2=1000V V2=1000V

Daya keluaran P=20 watt Daya keluaran P=20 watt Efisiensi 80%

Efisiensi 80%

Jumlah lilitan primer Np=400 lilitan Jumlah lilitan primer Np=400 lilitan Maka

Maka

Efisiensi transformator Efisiensi transformator

(22)

100% 100% 20 20 8 800%% 110000%% 20 20 1 10000%% 2255 80% 80% s s p p p p p p

P

x

P

x

P

x

W

η η

=

Dan Dan p p p p pp s s s s ss

n

v

ii

n

=

v

=

ii

Maka Maka 4 40000 220000 1000 1000 400 400 1 1000000 22000000 200 200 p p s s ss s s

ii

n

ii

nn

=

Dan Dan 2 200 11000000 20 20 0.02 0.02 1000 1000 2 255 11000000 25 25 0.125 0.125 1000 1000 s s s s ss s s s s p p p p pp p p p p

P

P v i

v i

w

xi

i i

A

dan

P

v

v ii

W

xi

W

i i

A

=

40.

40. diketahui diketahui : : hambatan hambatan R R =300Ω=300Ω inductor L=0.9H inductor L=0.9H capasitor C=2µF capasitor C=2µF jawab : jawab :

pertama tama ditentukan dulu nilai induktansi inductor pertama tama ditentukan dulu nilai induktansi inductor

1 10000 00..99 990000 L L L L

X

LL

X

xx

ω ω

=

Dan nilai capasitansi capasitor adalaha Dan nilai capasitansi capasitor adalaha

6 6 1 1 1 1 500 500 1 10000 22 1100 C C C C

X

C

X

x

x xx

ω ω − −

=

Impedansi rangkaian adalah Impedansi rangkaian adalah

2 2 22 22 2 2 22 22 2 2 22 22 (( )) 3 30000 ((990000 550000)) 3 30000 440000 550000 C C LL

Z

R

X

Z

=

+

−

=

+

−

=

+

=

(23)

Selanjutnya

Selanjutnya Arus Arus efektif efektif dapat dapat ditentukanditentukan

50 50 0.1 0.1 500 500 ef ef ef ef ef ef

V

I

Z

I

A

=

T

Tegangan yang egangan yang melewati inductor adalahmelewati inductor adalah

0 0..11 990000 9900 L L ef ef LL L L

V

I

I X

X

V

xx

=

T

Tegangan yang egangan yang melewati capasitormelewati capasitor

0 0..11 550000 5500 C C eef f C C C C

V

I

I X

X

V

xx

=

(24)

jawaban Esay jawaban Esay 1.

1. diketahui diketahui : : sebuah sebuah solenoidsolenoid panjang L=25cm panjang L=25cm jari jari R=5cm jari jari R=5cm jumlah lilitan n 200 jumlah lilitan n 200 Arus i=2A Arus i=2A π π22= 9.9= 9.9 ditanya

ditanya : : fluks fluks magneticmagnetic jawab : jawab : 0 0 0 0 7 7 22 2 2 77 22 7 7 22 7 7 4 4 4 4 1100 22 220000 00..2255 22 4 4 1100 22 220000 00..2255 22 00..2255 8 80000 99..99 1100 00..2255 1 1998800 1100 1 1..998800 1100

BA

iNA

inlA

x

x x

x

x r

r

x

x x

x

x xx

x

x x

x

xx

x

µ µ µ µ π π π π π π − − − − − − − − − −

Φ =

2.

2. diketahui diketahui : : subuah subuah medan medan magneticmagnetic B=0.4T B=0.4T L=5cm L=5cm N lilitan = 1 N lilitan = 1 Ditanya

Ditanya : : fluks fluks manetik manetik melalui melalui kumparankumparan Jawab

Jawab

Secara umum, untuk menghitung fluks magnet yang bekerja pada suatu solenoid, dapat Secara umum, untuk menghitung fluks magnet yang bekerja pada suatu solenoid, dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut

dituliskan dengan persamaan sebagai berikut cos cos

NBA

θ θ

Φ =

Dan untuk bentuk persegi seperti yang ada pada soal Dan untuk bentuk persegi seperti yang ada pada soal

2 2 cos cos

nlBa

θ θ Φ = Φ = Maka Maka a.

a. untuk sudut 0untuk sudut 0oo adalah adalah 2 2 2 2 5 5 cos cos 1 1 00..0055 00..44 00..0055 ccoos 0s 0 5 5 1010

nlBa

x

x xx

x

θ θ − −

Φ =

(25)

b.

b. untuk sudut 37untuk sudut 37oo adalah adalah 2 2 2 2 2 2 5 5 cos cos cos cos 1 1 00..0055 00..44 00..0055 ccoos 3s 377 1 1 00..0055 00..44 00..0055 0..70 76655441144005522 3. 3.8282707077 1010

NBA

nlBa

x

x xx

x

x x

x

xx

x

θ θ θ θ − −

Φ =

c.

c. untuk sudut 53untuk sudut 53oo adalah adalah 2 2 2 2 5 5 cos cos cos cos 1 1 00..0055 00..44 00..0055 ccoos 5s 533 3 3 1010

NBA

nlBa

x

x xx

x

θ θ θ θ − −

Φ =

d.

d. untuk sin 5/13, maka nilai cos adalah 12/13 adalahuntuk sin 5/13, maka nilai cos adalah 12/13 adalah 2 2 2 2 cos cos cos cos 12 12 1 1 00..0055 00..44 00..0055 44..661155338855 13 13

BA

nlBa

x

x x

x

xx

θ θ θ θ

Φ =

=

3.

3. diketahui diketahui : : kereta kereta api api melaju melaju dari dari arah arah utarautara v=72km/jam

v=72km/jam

komponen vertical ke bawah B= 6 10 komponen vertical ke bawah B= 6 10-4-4TT L=1.2m

L=1.2m Ditanya

Ditanya : : besar besar dan dan arah arah ggl ggl induksi induksi pada pada poros poros gerbong gerbong …?…? Jawab :

Jawab :

Kecepatan kereta api Kecepatan kereta api V=72km/jam=20m/s V=72km/jam=20m/s

Besar ggl induksi yang bekerja dalam system tersebut adalah Besar ggl induksi yang bekerja dalam system tersebut adalah

4 4 6 6 1 1..22 661100 2200 1.4410 1.4410

lBv

x

xx

ε ε ε ε ε ε − − − −

=

4. 4. Diketahui Diketahui : : B=0.15TB=0.15T R=3Ohm R=3Ohm Ditanya : Ditanya : a.

a. Besar dan arah arus induksi yang mengalir melalui batang logamBesar dan arah arus induksi yang mengalir melalui batang logam b.Besar dan arah gaya yang diperlukan untuk menjaga agar batang log

b.Besar dan arah gaya yang diperlukan untuk menjaga agar batang log am bergerak denganam bergerak dengan kecepatan konstan 2m/s

kecepatan konstan 2m/s c.

c.Daya yang dibebaskan pada rangkaianDaya yang dibebaskan pada rangkaian Jawab

Jawab a.

(26)

0 0..66 00..1155 22 0.18 0.18

lBv

x

ε ε ε ε ε ε

=

Hubungan antara ggl induksi dengan arus induksi I dinyatakan oleh hukum ohm Hubungan antara ggl induksi dengan arus induksi I dinyatakan oleh hukum ohm

0.18 0.18 0.06 0.06 3 3

ii

r

i i

A

ε ε

=

Arah arus induksi melalui kawat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan Arah arus induksi melalui kawat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan untuk arus induksi, sebagai berikut

kanan untuk arus induksi, sebagai berikut

--

Arahkan ke empat jari yang dirapatkan searah dengan arah induksiArahkan ke empat jari yang dirapatkan searah dengan arah induksi

magnetic B (masuk ke bidang kertas) magnetic B (masuk ke bidang kertas)

--

Arahkan ibu jari searah dengan ara kecepatan v yakni ke kananArahkan ibu jari searah dengan ara kecepatan v yakni ke kanan

--

Arah dorong telapak tangan adalah keatas, ini berarti bahwa arah arusArah dorong telapak tangan adalah keatas, ini berarti bahwa arah arus

induksi melalui kawat adalah ke atas induksi melalui kawat adalah ke atas

Ketika potensial atas lebih tinggi dari potensial di bawah, maka di dalam kawat, Ketika potensial atas lebih tinggi dari potensial di bawah, maka di dalam kawat, arus mengalir melaui R dari bawah ke atas. Di luar kawat arus mengalir dari atas arus mengalir melaui R dari bawah ke atas. Di luar kawat arus mengalir dari atas ke bawah.

ke bawah. b.

b. Gaya yang diperlukan untuk menjaga agar batang logam bergerak denganGaya yang diperlukan untuk menjaga agar batang logam bergerak dengan kecepatan konstan 2m/s adalah

kecepatan konstan 2m/s adalah 0 0..0066 00..1155 00..66 0.0054 0.0054

F

F iBL

iBL

F

x

xx

F

=

c.

c. Daya yang dibebaskan pada rangkaianDaya yang dibebaskan pada rangkaian

2 2 2 2 0 0..0066 33 00..00110088

P

P Vi

Vi

P

P iRi

iRi

P

P i i R

R

P

x

watt

=

5.

5. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah pesawat pesawat terbangterbang

V=140m/s, dalam arah mendatar ke barat V=140m/s, dalam arah mendatar ke barat B=5 10

B=5 10-5-5TT Sudut θ = 30 Sudut θ = 30oo Ditanya

Ditanya : : ggl ggl induksi induksi diantara diantara ujung ujung ujug ujug sayapsayap Jawab : Jawab : 5 5 5 5 8 8 sin sin 2 244 551100 11440 s0 siin 3n 300 1 1 2 244 551100 114400 2 2 8.410 8.410

lBv

x

xx

x

xx

ε ε θ θ ε ε ε ε ε ε − − − − − −

=

6.

6. Diketahui Diketahui : : kubuskubus S=1m S=1m B=0.2T

B=0.2T, berarah s, berarah searah sumbu Yearah sumbu Y Kawat A, C, D

Kawat A, C, D V=0.5m/s V=0.5m/s

(27)

Ditanya

Ditanya : : ggl ggl induksi induksi antara antara ujung ujung ujung ujung setiap setiap kawatkawat

Ggl induksi pada masing masing kawat dapat dihitung sebagai berikut : Ggl induksi pada masing masing kawat dapat dihitung sebagai berikut :

--

Kawat AKawat A sin sin 1 1 00..22 00..5 s5 siin 0n 0 0 0

lBv

x

x xx

=

--

Kawat CKawat C sin sin 1 1 00..22 00..5 s5 siin 3n 300 1 1 1 1 00..22 00..55 2 2 0.05 0.05

lBv

x

x xx

x

x x

x xx

ε ε θ θ ε ε ε ε ε ε

=

--

Kawat DKawat D

Sebelum menghitung besarnya ggl induksi , ditentukan panjang kawat d adalah senilai Sebelum menghitung besarnya ggl induksi , ditentukan panjang kawat d adalah senilai panjang diagonal sis pada kubus tersebut

panjang diagonal sis pada kubus tersebut 2

2

l l

=

Maka ggl induksi pawat D adalah Maka ggl induksi pawat D adalah

sin sin 2 2 00..22 00..5 s5 siin 4n 455 1 1 2 2 00..22 00..55 22 2 2 0.1 0.1

lBv

x

x xx

x

x xx

ε ε θ θ ε ε ε ε ε ε

=

7.

7. Diketahui Diketahui : : fluks fluks sebuah sebuah looploop 2 2 11 ((

t t

44 )) 1

t t xx

100−−

Φ =

−

Ditanya : Ditanya : a.

a.Ggl induksi sebagai fungsi waktuGgl induksi sebagai fungsi waktu b.T

b.Tentukan fluks dan ggl ketika t=0, t=2, t=4, dan t=4entukan fluks dan ggl ketika t=0, t=2, t=4, dan t=4 c.

c. Kapan fluks mencapai maksimum? Dan ggl ketika itu?Kapan fluks mencapai maksimum? Dan ggl ketika itu? d.Kapan fluks nol ? ggl pada saat itu?

d.Kapan fluks nol ? ggl pada saat itu?

e.

e.Sketsa grafikSketsa grafik dan dan terhadap waktu t terhadap waktu t Jawab :

Jawab : a.

(28)

2 2 11 1 1 (( 44 ))1100 ((22 44))1100

d

dt

d

t t

dt

t t

ε ε ε ε ε ε − − − −

Φ

=

−

=

−

b.T

b.Tentukan fluks dan ggl ketika t=0entukan fluks dan ggl ketika t=0 Maka fluks Maka fluks 2 2 11 2 2 11 0 0 2 2 11 11 2 2 2 2 11 4 4 2 2 11 22 6 6 (( 44 ))1100 ((00 4 04 0))1100 00 ((22 4 24 2))1100 4 14 100 ((44 4 44 4))1100 00 ((66 44 66))1100 11..22 1100 t t t t t t t t

t t

x

xx

x

xx

− − − − = = − − −− = = − − = = − − −− = =

Φ =

−

Φ

Φ =

= −

−

=

Φ

Φ =

= −

−

=

−

Φ

Φ =

= −

−

=

Φ

Φ =

= −

−

=

Dan ggl induksi pada waktu tersebut adalah Dan ggl induksi pada waktu tersebut adalah

1 1 1 1 11 0 0 1 1 2 2 1 1 11 4 4 1 1 11 6 6 ((22 44))1100 ((22 00 44))1100 2 12 100 ((22 22 44))1100 00 ((22 44 44))1100 4 14 100 ((22 66 44))1100 110 10 100 11 t t t t t t t t t t

t t

x

xx

x

xx

x

xx

ε ε ε ε ε ε ε ε ε ε − − − − −− = = − − = = − − −− = = − − −− = =

=

−

=

−

=

−

=

−

=

−

=

−

=

c.

c. Fluks mencapai maksimum ketikaFluks mencapai maksimum ketika 2 2 2 2 2 2 4 4 (( 44 )) 2 2 44 2 2 _ _ __ 22 2 2 44 22 2 2 2 2

t t

d

d d

d t

t t

t

t t

ddt

t

ddt

t

maka

t t

ddaan

n kkeettiikka

a t

t

d

N

dt

x

V

φ φ φ φ φ φ ε ε ε ε

=

= −

−

=

−

=

= −

−

=

= −

−

=

d.Kapan fluks nol ? ggl pada saat itu? d.Kapan fluks nol ? ggl pada saat itu?

Fluks bernilai nol ketika Fluks bernilai nol ketika

ccooss 00 ccooss 00 90 90

BA

φ φ θ θ θ θ θ θ

=

oo e.

e.Sebelum menggambarkan grafiknya, maka ditentukan nilai fluks magnetic dan ggl induksiSebelum menggambarkan grafiknya, maka ditentukan nilai fluks magnetic dan ggl induksi untuk tiap tiap waktu

untuk tiap tiap waktu

Dan dari hasil perhitungan pada soal b, maka grafiknya adalah Dan dari hasil perhitungan pada soal b, maka grafiknya adalah

(29)

8.

8. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah kumparankumparan N=100 lilitan N=100 lilitan Fluks magnetic 200 10 Fluks magnetic 200 10-6-6 wb wb T=0.1 T T=0.1 T Ditanya

Ditanya : : ggl ggl induksi induksi rata rata rata rata pada pada kumparan kumparan …?…? Jawab Jawab 2 2 11 5 5 0 0 220000 100 100 0.1 0.1 2 2 1010

d

N

dt

N

dt

ε ε ε ε ε ε ε ε

Φ

= −

Φ

Φ −

− Φ

Φ

= −

−

= −

=

9.

9. Diketahui Diketahui : : sebuah sebuah cakram cakram logamlogam R=0.2m R=0.2m F=5pyutaran/sekon F=5pyutaran/sekon B=0.1T B=0.1T

Berarah normal terhadap bidang acuan Berarah normal terhadap bidang acuan

Ditanya : Ditanya : a.

a. Besar ggl induksi dari pusat Besar ggl induksi dari pusat O ke titik A O ke titik A dari cakram …dari cakram … b.

(30)

…? …? Jawab

Jawab a.

a. Besar ggl induksi dari pusat Besar ggl induksi dari pusat O ke titik A O ke titik A dari cakram adalahdari cakram adalah

Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan ggl Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan ggl induksi induksi cos cos

NBA

ε ε

= −

ω ω θ θ

Karena jumlah N adalah satu buah, maka Karena jumlah N adalah satu buah, maka

2 2 2 2 22 2 2 cos cos 2

2 ccooss ,, ccooss 11 2 2 0 0..11 99..99 00..22 2 52 5 0.396 0.396

BA

Bx

Bx R

R x

x fx

fx

Bx

Bx R

R x

x f f

x

x x

x

x xx

ε ε ω ω θ θ ε ε ππ ππ θθ θθ ε ε π π ε ε ε ε

= −

=

= −

b.

b. Ggl induksi diantara ujung ujung diameter Ap dari cakramGgl induksi diantara ujung ujung diameter Ap dari cakram

Ggl dihitung dari ujung lingkaran dan diputar terhadap pusat lingkaran akan Ggl dihitung dari ujung lingkaran dan diputar terhadap pusat lingkaran akan membentuk lintasan berupa bola maka, ggl induksi adalah

membentuk lintasan berupa bola maka, ggl induksi adalah 2 2 2 2 22 2 2 cos cos 4

4 22 ccoos ,s , ccooss 11 8 8 8 8 00..11 99..99 00..22 55 1.584 1.584

BA

Bx

Bx R

R x

x fx

fx

Bx

Bx R

R xf

xf

x

x x

x

xx

ε ε ω ω θ θ ε ε ππ ππ θθ θθ ε ε π π ε ε ε ε

= −

=

= −

10. 10. Tentukan :Tentukan : a.

a.Ggl imbas dalam poros dan Ggl imbas dalam poros dan pelek, jika r=20cm, B pelek, jika r=20cm, B 0.02T0.02T, v=10 putaran per detik , v=10 putaran per detik …?…? b.Berapa arus yang akan melalui sebuah pengh

b.Berapa arus yang akan melalui sebuah pengh ambat R=10 ohm, yangdihubungkan keambat R=10 ohm, yangdihubungkan ke poros dan pelek jika hambatan roda diabaikan

poros dan pelek jika hambatan roda diabaikan V=2πRf

V=2πRf

Jawab : Jawab : a.