IR. STEVANUS ARIANTO 1

GAYA GERAK LISTRIK CONTOH SOAL HUKUM FARADAY CONTOH SOAL HUKUM LENZ TRANSFORMATOR

TRANSFORMATOR IDEAL TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL

CONTOH SOAL CONTOH SOAL

GGL INDUKSI PADA KUMPARAN

CONTOH SOAL

GENERATOR INDUKTANSI DIRI

INDUKTANSI PADA TOROIDA INDUKTANSI TIMBAL-BALIK CONTOH SOAL CONTOH SOAL

CONTOH SOAL ENERGI INDUKTOR CONTOH SOAL

GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI

v

i

Jika sebuah kawat ab digerakkan ke kanan memotong garis-garis gaya magnet yang homogen maka pada kawat

ab mengalir kuat arus (i), Yaitu kuat arus imbas (GGL), ketika itu pula pada kawat ab akan timbul gaya Lorentz yang arahnya berlawanan dengan arah gerak kawat.

LANJUT.

v i FLorentz

s

GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI

i

Kaidah tangan kanan. Arahkan empat jari dengan arah

gerak kawat penghantar (v) dan arahkan telapak tangan sesuai arah medan magnetik (B), maka arah ibu

jari tangan menunjukkan arah arus induksi (i). LANJUT v i F_Lorentz s

GAYA GERAK LISTRIK (GGL) IMBAS / INDUKSI

W

listrik

= W

mekanik

E.i.t = -F

Lorentz

.s

E.i.t = -B.i. .v.t

E = -B. .v

E = -B. .v sin

- Arah GGL menurut Hukum LENZ Sudut arah v dengan medan magnetik v

i F_Lorentz

s

CONTOH SOAL

GAYA GERAK LISTRIK IMBAS

Kawat ABCD diletakkan dalam medan magnet hingga bidangnya tegak lurus pada fluks. Ujung kawat PQ dapat digeser sepanjang AB dan CD dengan kecepatan 20 cm/s (gesekan boleh diabai-kan) Panjang PQ = 10 cm, rapat garis gayanya = 2.10-2_{tesla dan hambatan dalam rangkaian =}

4 ohm, maka tentukan :

gaya yang menggerakkan kawat dan usaha yang dikerjakan tiap detik.

JAWABAN CONTOH SOAL

GAYA GERAK LISTRIK

IMBAS

A B C D P Q v B 2 1 1 4 . . 2.10 .10 .2.10 4.10 B v volt

.

i R

4 4 4.10 10 4 i amper R

. .

F

B i

2 4 1 7 2.10 .10 .10 2.10 F newton 2

. .

W

i R t

W

(10 ) .4.1

4 2

4.10

8

joule

HUKUM FARADAY

Besarnya GGL induksi sebanding dengan laju perubahan flux magnetiknya.

E.i.t = -B.i. .S

B. .S adalah banyaknya garis-garis gaya yang dipotong oleh kawat ab, atau banyaknya perubahan garis-garis gaya yang dirangkumkan

E

t

Besar GGL dalam setiap saat

0 lim t E t d E dt Bila dalam pengamatan yang lain kita gunakan N lilitan, maka besarnya E :

d E N

dt -Arah GGL menurut

CONTOH SOAL

HUKUM FARADAY

Berapa banyak muatan yang dapat dialirkan pada galvanometer balistik yang hambatannya 200 ohm, yang dihubungkan dengan kumparan yang terdiri dari 1000 lilitan dan berhambatan 400 ohm;

diameter penampang 2 cm, jika intensitas medan magnet yang besarnya 9000 A/m paralel terhadap kumparan berkurang dengan cepat ke arah nol?

JAWABAN CONTOH SOAL

HUKUM FARADAY

200 400 600 Galvanometer kumparan R R R ohm . i R N t . i R N t . . N i t R . B A . B o H . . . . . . . N B A o N H A i t R t R

q

i t

.

. . . ( ) . o N H A q t t R 7 2 2 2 7 4 .10 .1000.9000. (10 ) 6 .10 600 q coulomb

HUKUM LENZ

Jika GGL disebabkan oleh perubahan fluks yang melalui suatu rangkaian tertutup, arus menimbulkan medan magnet yang didalam luas penampang yang dibatasi oleh rangkaian adalah : a. Berlawanan dengan medan asal, jika fluksnya bertambah. b. Arahnya sama dengan medan asal, jika fluksnya berkurang.

v

v

iimbas iimbas

TRANSFORMATOR

Transformator adalah alat yang dapat digunakan untuk mengubah tegangan arus bolak-balik.

Terdiri atas inti besi B, dan dua kumparan masing-masing K1 dan K2. B K1 K2 input output LANJUT input output

MACAM

TRANSFORMATOR

jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan kumparan primer, tegangan

sekunder lebih besar dari tegangan primer disebut :

step-up transformer jumlah lilitan kumparan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan kumparan primer, tegangan sekunder lebih kecil dari tegangan primer disebut : step-down transformer

LANJUT

input output

TEGANGAN

TRANSFORMATOR

Perubahan flux magnetik dalam inti besi membangkitkan GGL

induksi pada kumparan sekunder. p P d E N dt S S d E N dt

_:

P P S S E N E N

:

:

P S P S

E E

N N

input output

CONTOH SOAL

TRANSFORMATOR IDEAL

Kumparan primer sebuah transformator mempunyai 3000 lilitan kawat. Transformator digunakan untuk menurunkan tegangan dari 220 volt menjadi 11 volt Hitunglah :

a. Banyak lilitan pada kumparan sekunder

b.Jika arus primer 2 A, berapa arus sekundernya ?

JAWABAN CONTOH SOAL

TRANSFORMATOR IDEAL

1

:

2

N

1

:

N

2

220 :11 3000 : N

2 2 1 1 . 3 0 0 0 1 5 0 t a n 2 2 0 N l i l i 1

:

2

i

2

:

i

1

220 :11

i

2

: 2

2 2 2 0 .2 4 0 1 1 i a m p e r

KUAT ARUS

TRANSFORMATOR

TRANSFORMATOR IDEAL. EFFISIENSI ( ) = 100% P S

P

P

N

_P

:

N

_S

i i

_S

:

_P TRANSFORMATOR UMUMNYA EFFISIENSI ( ) < 100% s p

P

P

1 . S P S P E i i E 1 . S P S P N i i N input output CONTOH SOAL

TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL

Sebuah transformator step-up mempunyai perban-dingan lilitan 1 : 3, bila GGL primer 110 volt dan arus input = 2 amper, maka :

JAWABAN CONTOH SOAL TRANSFORMATOR TIDAK IDEAL

1

:

2

N

1

:

N

2

110 :

₂

1: 3

2

110.3

330

1

volt

80 .110.2 176 100 s p P P watt 2

.

s s

P

i

2 176 0,5333 330 s s P i amper

GGL INDUKSI PADA

KUMPARAN

B P Q R S

Bidang kumparan diputar beraturan dengan kecepatan sudut dalam t detik ditempuh sudut

_t.

B . cos A B . A1 A.Bcos t t d E d (A.B cos t) t d E d

E

. . .sin .

BA

t

Jika jumlah lilitan kumparan N maka besar GGL :

. . . .sin .

CONTOH SOAL

KUMPARAN DALAM MEDAN

MAGNETIK

Angker dinamo pada generator AC 60 Hz berpu-tar dalam medan magnet 0,15 tesla, jika luas permukaan kumparan 2.10-2_m2_,

Berapa jumlah lilitan yang harus dimiliki kumparan agar keluarannya memiliki nilai puncak 170 volt

JAWABAN CONTOH SOAL

KUMPARAN DALAM MEDAN MAGNETIK

2 .

f

2.3,14.60

376,8

rad s

/

. . .

o

N B A

2 170 150,389 150 tan . . 0,15.2.10 .376,8 o N lili B A

GENERATOR

GENERATOR ADALAH ALAT YANG DIGUNAKAN

MEMBANGKITKAN DAYA LISTRIK BAIK ARUS SEARAH MAUPUN

ARUS BOLAK-BALIK, YANG BERPRINSIP KERJA BERDASARKAN GGL INDUKSI PADA KUMPARAN.

INDUKTANSI DIRI

Rgeser

Jika Saklar ditutup maka mengalirlah arus I, maka pada kumparan akan timbul induksi magnetik, jika R di ubah-ubah maka akan terjadi perubahan I, yang berakibat terjadinya perubahan induksi magnetik.

saklar

Induksi yang terjadi dalam suatu penghantar sebagai akibat dari perubahan arus dalam penghantar itu sendiri disebut induktansi diri (Induksi diri).

PERSAMAAN

INDUKTANSI DIRI

GGL induksi diri sebanding dengan perubahan arus tiap satuan waktu.

i E L t limt 0 i E L t di E L dt

L disebut koefisien induksi diri atau induktansi diri.

Satuan L : A det . volt atau Henry

L = Koefisien induktansi diri = banyak garis-garis gaya

(flux magnet) I = arus listrik. d di E N danE L dt dt d di N L dt dt

Ldi

Nd

0 0 i L di N d

L

N

i

CONTOH SOAL

INDUKTANSI DIRI

Sebuah induktor terdiri dari 600 lilitan, dalam induktor selang waktu 1 menit terjadi perubahan kuat arus dari 0,1 Amper hingga nol.

menghasilkan ggl sebesar 4 volt

JAWABAN CONTOH SOAL

INDUKTANSI DIRI

i

L

t

0,1

4

60

L

4.60

2.400

0,1

L

henry

INDUKTANSI PADA

TOROIDA

Perubahan induksi magnetik pada sumbu toroida

I

.

n

.

B

0

d

d

= 0 . N . Id

Perubahan flux magnetnya : d A d B. 0 . N .A . Id

2 0 N I . A . t d d E N dt d 2 0

N

I

.

A

.

t

di

d

L

dt

d

0 2

. A .N

L

CONTOH SOAL

INDUKTANSI PADA TOROIDA

Sebuah induktor berbentuk toroid dengan teras besi. diameter toroid adalah 5 cm dan penampang teras luasnya 1 cm2_{. Permeabilitas relatif besi 500.}

Tentukan induktansi diri jika toroid mempunyai 1000 lilitan.

JAWABAN CONTOH SOAL INDUKTANSI PADA TOROIDA

2

.

. .

r o A N

L

7 4 2 2

500.4 .10 .10 .(1000)

0, 4

.5.10

L

henry

INDUKTANSI

BOLAK-BALIK

2 1 2 d M N di 1 2 1 d M N di

=

M

L L

1

.

2 INDUKTOR RUHMKORFF : p s 0

N N

. .

A

M

CONTOH SOAL

INDUKTANSI TIMBAL BALIK

Sebuah solonoida yang panjangnya 10 cm berpe-nampang 1 cm2 _{dan terdiri dari 1000 lilitan.}

solonoida lain yang lebih kecil dan pendek meliliti solonoida tersebut di dekat pusatnya dengan 100 lilitan.

Berapa induktansi timbal balik antara kedua solonoida tersebut.

JAWABAN CONTOH SOAL

INDUKTANSI TIMBAL BALIK

1

2

.

.

.

o N N A

M

7 4 5 1

4 .10 .1000.100.10

4 .10

10

M

henry

ENERGI PADA

INDUKTOR

dt dW P

_dW

_P

_.

_dt

Ketika sebuah induktor dihubungkan ke baterai, arus mengalir dalam induktor, dan usaha (kerja) dilakukan oleh baterai pada induktor adalah :

dt

i

E

dW

.

.

dt i dt di L dW .. w i di i L dW 0 0 . . 2

2

1

Li

W

CONTOH SOAL

ENERGI LISTRIK PADA INDUKTOR

Arus sebesar 0,2 amper mengalir dalam kumparan Yang mempunyai 400 lilitan, menyebabkan tim-Bulnya flux sebesar 10-4_weber.

Bila arus diputus setelah 0,08 detik.

Hitunglah energi yang tersimpan dalam kumparan.

JAWABAN CONTOH SOAL ENERGI LISTRIK PADA INDUKTOR

i

N

L

2 2

1

1

.0, 2.(0, 2)

0, 004

2

2

W

Li

joule

2

,

0

2

,

0

10

400

4

L

PROFICIAT

KAMU TELAH MENYELESAIKAN PELAJARAN INI YAITU TENTANG IMBAS ELEKTROMAGNET DAN PERLU

KAMU MENGERJAKAN TUGAS , DAN KAMU AKHIRI DENGAN MENGERJAKAN SOAL-SOAL WEB.