);

10 Contoh soal hukum Faraday {fisika} dan pembahasannya

Contoh soal hukum Faraday nomor 1

Sebuah kumparan terdiri dari 1.200 lilitan berada dalam medan magnetik, apabila pada kumparan terjadi perubahan fluks magnetik 2 x 10-3 Wb setiap detik, maka besarnya ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan adalah …
A. 0,24 volt
B. 1,0 volt
C. 1,2 volt
D. 2,0 volt
E. 2,4 volt

Pembahasan

Diketahui:

  • N = 1.200 lilitan
  • ΔΦ / Δt = 2 x 10-3 Wb/s

Dengan menggunakan hukum Faraday diperoleh hasil sebagai berikut.

ε = -N
ΔΦ
Δt

ε = – 1.200 . 2 x 10-3 Wb/s = – 2,4 volt

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal hukum Faraday nomor 2

Sebuah kumparan terdiri dari 20 lilitan dengan luas 300 cm2 berada dalam medan magnet yang besarnya 6 . 10-4 Wb/m2. Jika medan magnetiknya berubah secara tetap hingga nol selama 0,01 detik, maka ggl induksi yang timbul sebesar …
A. 0,036 volt
B. 0,36 volt
C. 0,18 volt
D. 0,012 volt
E. 0,12 volt

Pembahasan

Diketahui:

  • N = 20 lilitan
  • A = 300 cm2 = 3 x 10-2 m2
  • B1 = 6 x 10-4 Wb/m2
  • B2 = 0
  • Δt = 0,01 s

Dengan menggunakan hukum Faraday diperoleh hasil sebagai berikut.

ε = -N
ΔΦ
Δt

ε = -N
Δ(BA)
Δt

ε = -N
A . ΔB
Δt

ε = – 20
3 x 10-2 m2 . (0 – 6 x 10-4) Wb/m2
0,01 s

ε = 0,036 volt

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal hukum Faraday nomor 3

Fluks magnetik yang memotong sebuah kumparan 10 lilitan berkurang dari 5 x 10-2 Wb menjadi nol dalam selang waktu 0,2 s. Besar ggl induksi dalam kumparan adalah …
A. 1 V
B. 2,5 V
C. 5 V
D. 7,5 V
E. 10 V

Pembahasan

ε = -N
ΔΦ
Δt

ε = – 10
(0 – 5 x 10-2) Wb
0,2 s

ε = – 10
– 5 x 10-2 Wb
0,2 s

ε = 2,5 V

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal hukum Faraday nomor 4

Sebuah kumparan terdiri atas 2000 lilitan berada dalam medan magnetik. Apabila dalam kumparan terjadi perubahan fluks magnetik dari 4 x 10-3 Weber menjadi 6 x 10-3 Weber dalam waktu 0,1 detik, maka besar GGL induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan adalah …
A. 20 volt
B. 30 volt
C. 40 volt
D. 50 volt
E. 60 volt

Pembahasan

ε = -N
ΔΦ
Δt

ε = – 2.000
(6 x 10-3 – 4 x 10-3) Wb
0,1 s

ε = – 2.000
2 x 10-3 Wb
0,1 s

ε = – 40 V

Soal ini jawabannya C.


Contoh soal hukum Faraday nomor 5

Fluks magnet yang dilingkupi sebuah kumparan yang terdiri atas 50 lilitan berubah menurut persamaan Φ = 10-2 sin 100t, dengan Φ dalam Weber dan t dalam sekon. Jika hambatan kumparan 20 Ω, kuat arus listrik maksimum pada kumparan adalah …
A. 1 A
B. 2 A
C. 2,5 A
D. 4 A
E. 5 A

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu ggl maksimum dengan menggunakan hukum Faraday dibawah ini.

ε = -N
dt

ε = – 50
d 10-2 sin 100t
dt

ε = – 50 . 10-2 . 100 cos 100t
εmaks = – 50 . 1 = 50 V

Dengan menggunakan hukum Ohm, diperoleh arus maksimum sebagai berikut.

  • εmaks = imaks . R
  • 50 V = imaks . 20 ohm
  • imaks = 50/20 A = 2,5 A

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal hukum Faraday nomor 6

Kawat PQ yang panjangnya 25 cm digeser ke kanan dengan kecepatan 4 m/s seperti pada gambar berikut.

Hukum Faraday
Contoh soal hukum Faraday nomor 6

Jika induksi magnet 0,2 T, besar GGL dan arah arus pada kawat PQ masing-masing adalah …
A. 0,2 V dari P ke Q
B. 0,2 V dari Q ke P
C. 2,5 V dari P ke Q
D. 2,5 V dari Q ke P
E. 20 V dari P ke Q

Pembahasan

  • ε = B . l . v . sin θ
  • ε = 0,2 T. 0,25 m . 4 m/s . sin 90o
  • ε = 0,2 V dari Q ke P

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal hukum Faraday nomor 7

Sepotong kawat panjangnya 2 m bergerak dengan kecepatan v = 12 m/s tegak lurus suatu medan magnetik. Selisih potensial listrik yang timbul antara ujung kawat adalah ε = 1,8 volt. Besar induksi magnetik adalah …
A. 0,075 Wb/m2
B. 0,380 Wb/m2
C. 0,750 Wb/m2
D. 7,5 Wb/m2
E. 13 Wb/m2

Pembahasan

  • ε = B . l . v . sin θ
  • 1,8 V = B . 2 m . 12 m/s . sin 90o
  • 1,8 V = B . 24 m2/s
  • B = \frac {1,8} {24} Wb/m2
  • B = 0,075 Wb/m2

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal hukum Faraday nomor 8

Hukum Faraday
Contoh soal hukum Faraday nomor 8

Kawat AB panjang 30 cm digerakkan dalam medan magnet homogen B = 4 x 10-3 Tesla dengan kecepatan 25 m/s. Apabila hambatan seluruh rangkaian AB = 10 ohm, maka besar dan arah gaya Lorentz yang bekerja pada kawat AB adalah …
A. 3,6 x 10-6 N arah ke kanan
B. 3,6 x 10-6 N arah ke kiri
C. 3,0 x 10-6 arah ke kanan
D. 3,0 x 10-6 arah ke kiri
E. 1,8 x 10-6 arah ke kanan

Pembahasan

Hitung ggl induksi dengan rumus dibawah ini.

  • ε = B . l . v . sin θ
  • ε = 4 x 10-3 T . 0,3 m . 25 m/s . sin 90o
  • ε = 30 x 10-3 V = 0,03 V

Kemudian hitung kuat arus listrik (i) dengan menggunakan hukum Ohm dibawah ini.

  • ε = i . R
  • i = ε / R
  • i = 0,03 V / 10 ohm = 0,003 A

Maka besar gaya Lorentz sebagai berikut.

  • F = i . L . B sin 90o
  • F = 0,003 A. 0,3 m . 4 x 10-3 T . 1
  • F = 3,6 x 10-6 N arah ke kiri

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal hukum Faraday nomor 9

Sebuah kumparan terdiri atas 200 lilitan berbentuk persegi panjang dengan panjang 10 cm dan lebar 5 cm. Kumparan tersebut memiliki sumbu putar yang tegak lurus medan magnet sebesar 0,5 T dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. GGL maksimum yang timbul pada ujung-ujung kumparan adalah …
A. 5 V
B. 30 V
C. 50 V
D. 60 V
E. 220 V

Pembahasan

  • ε = NBAω
  • ε = 200 . 0,5 T. (0,1 m x 0,05 m) , 60 rad/s
  • ε = 100 T . 0,005 m2 . 60 rad/s
  • ε = 30 V

Soal ini jawabannya B.


Contoh soal hukum Faraday nomor 10

Generator memiliki kumparan 100 lilitan berbentuk lingkaran dengan jari-jari 10/ π   cm. Kumparan ini bersumbu putar tegak lurus medan magnet sebesar 0,25 Wb/m2, dan diputar dengan kecepatan sudut 120 rad/s. Pada ujung kumparan akan timbul GGL bolak-balik maksimum sebesar … volt
A. 5
B. 30
C. 60
D. 120
E. 220

Pembahasan

  • ε = NBAω
  • ε = 100 . 0,25 T. (πr2) . 120 rad/s
  • ε = 25 T. π (0,1/ π   m)2 . 120 rad/s
  • ε = 30 volt

Soal ini jawabannya B.

You cannot copy content of this page