Postingan ini membahas contoh soal fluks magnetik & contoh soal ggl induksi yang disertai pembahasannya. Lalu apa itu fluks magnetik dan ggl induksi?. Fluks magnetik adalah banyaknya jumlah garis gaya yang menembus permukaan bidang secara tegak lurus. Sedangkan ggl induksi adalah timbulnya ggl pada ujung-ujung kumparan yang disebabkan adanya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi kumparan. Rumus fluks magnetik sebagai berikut.
Keterangan :
- Φ = fluks magnetik (Wb)
- B = Induksi magnetik (T)
- A = luas permukaan bidang (m2)
- θ = sudut antara B dengan garis normal
Rumus ggl induksi sebagai berikut.
Keterangan:
- ε = ggl induksi (volt)
- N = banyak lilitan
- ΔΦ = perubahan fluks magnetik (Wb)
- Δt = selang waktu perubahan fluks magnetik (s)
- l = panjang kawat penghantar (m)
- v = kecepatan kawat penghantar (m/s)
- θ = sudut antara v dengan B
- A = luas penampang kumparan (m2)
- ω = frekuensi sudut putaran (rad/s)
Contoh soal fluks magnetik
Contoh soal 1
Sebuah bidang seluas 40 cm2 berada dalam daerah medan magnetik homogen dengan induksi magnetik 8 x 10-4 T. Jika sudut antara arah normal bidang dengan medan magnetik 60o, maka besar fluks magnetiknya adalah …
A. 32 x 10-7 Wb
B. 16 x 10-7 Wb
C. 6,4 x 10-7 Wb
D. 3,2 x 10-7 Wb
E. 1,6 x 10-7 Wb
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- A = 40 cm2 = 40 x 10-4 m2
- B = 8 x 10-4 T
- θ = 60o
Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus fluks magnetik berikut ini.
- Φ = B . A . cos θ
- Φ = 8 x 10-4 T. 40 x 10-4 m2 . cos 60o
- Φ = 32 x 10-7 x 1/2 Wb
- Φ = 16 x 10-7 Wb
Soal ini jawabannya B.
Contoh soal 2
Sebuah bidang seluas 100 cm2 ditembus secara tegak lurus oleh garis-garis gaya magnet yang kerapatannya 5 x 10-4 Wb/m2. Besar fluks magnet yang dilingkupi bidang tersebut adalah …
A. nol
B. 2 x 10-6 Wb
C. 2,5 x 10-6 Wb
D. 4 x 10-6 Wb
E. 5 x 10-6 Wb
Pembahasan / penyelesaian soal
Diketahui :
- A = 100 cm2 = 10-2 m2
- B = 5 x 10-4 Wb/m2
- θ = 0o
Besar fluks magnetik dihitung dengan cara dibawah ini.
- Φ = B . A . cos θ
- Φ = 5 x 10-4 T x 10-2 m2 . cos 0o
- Φ = 5 x 10-6 x 1 Wb
- Φ = 5 x 10-6 Wb
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal ggl induksi
Contoh soal 1
Suatu kumparan terdiri atas 50 lilitan berada dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu, yang dinyatakan dengan : Φ = 5t2 + 10t + 1. Dimana Φ dalam weber dan t dalam detik. Besar ggl induksi yang terjadi pada ujung-ujung kumparan saat t = 2 detik adalah …
A. 1500 volt
B. 1000 volt
C. 950 volt
D. 900 volt
E. 700 volt
Pembahasan soal / penyelesaian
→ ε = N→ ε = 50 (10t + 10)
→ ε = 50 (10 . 2 + 10) = 50 . 30 = 1500 V.
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 2
Sebuah kumparan dengan 500 lilitan diletakkan dalam medan magnet yang besarnya berubah terhadap waktu. Jika kumparan mengalami perubahan fluks magnet dari 0,06 T menjadi 0,09 T dalam waktu 1 sekon maka ggl induksi yang dihasilkan kumparan adalah…
A. 1,5 V
B. 3,0 V
C. 6,0 V
D. 9,0 V
E. 15 V
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus ggl induksi dibawah ini.
→ ε = N→ ε = 500
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 3
Fluks magnetik pada suatu kumparan 100 lilitan berubah dari 0,02 Wb menjadi 0,03 Wb dalam waktu 0,2 sekon. Bila perubahan fluks sebesar 0,06 Wb terjadi dalam 0,1 s maka perbandingan ggl induksi yang dihasilkan mula-mula dan akhir adalah….
A. 5 : 6
B. 3 : 1
C. 2 : 1
D. 2 : 5
E. 1 : 12
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus perbandingan ggl induksi sebagai berikut:
→→
→
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 4
Sepotong kawat menembus medan magnet homogen secara tegak lurus dengan laju perubahan fluks 3 Wb. Jika laju perubahan fluks diperbesar menjadi 6 Wb maka perbandingan ggl induksi sebelum dan sesudah laju perubahan fluks adalah…
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 3 : 4
E. 4 : 1
Pembahasan / penyelesaian soal
Cara menjawab soal ini sebagai berikut:
→→
Jadi soal ini jawabannya A.
Contoh soal 5
Perhatikan gambar dibawah ini.
Apabila kawat PQ bergerak memotong tegak lurus medan magnet, maka arus listrik yang mengalir melewati hambatan 20 Ohm adalah…
A. 3 A menuju P
B. 3 A menuju Q
C. 6 A menuju P
D. 0,03 menuju Q
E. 0,03 menuju P
Pembahasan / penyelesaian soal
Pada soal ini diketahui:
- L = 15 cm = 0,15 m
- B = 0,5 T
- v = 8 m/s
- α = 90°
- R = 20 Ohm
Selanjutnya kita hitung ggl induksi dengan rumus dibawah ini:
- E = B . L . v sin α
- E = 0,5 T . 0,15 m . 8 m/s . 1
- E = 0,6 V
Untuk menghitung arus kita gunakan hukum Ohm sebagai berikut:
→ V = i . R→ i =
Untuk menentukan arah arus kita gunakan kaidah tangan kanan (v = i) sebagai berikut:
Jadi arah arus ke atas atau dari Q ke P. Jadi soal ini jawabannya E.
Contoh soal 6
Perhatikan gambar dibawah ini.
Sebuah rangkaian kawat logam KLMN dengan hambatan R = 2 Ohm berada dalam medan magnet 2 T. Bila batang logam AB memiliki panjang 30 cm digerakkan sehingga arus listrik mengalir dari L ke M melalui hambatan R sebesar 600 mA, kawat AB digerakkan dengan laju …
A. 2 m/s ke arah kiri
B. 2 m/s ke arah kanan
C. 3,6 m/s ke arah kanan
D. 0,6 m/s ke arah kiri
E. 0,6 m/s ke arah kanan
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita hitung dahulu ggl induksi atau tegangan kawat dengan hukum Ohm:
- V = i . R
- V = 0,6 A. 2 Ohm = 1,2 V.
Laju kawat kita hitung dengan menggunakan rumus ggl induksi kawat:
→ E = B . L . v sin α→ 1,2 V = 2 T . 0,3 m . v . sin 90°
→ v =
Arah kecepatan kita gunakan kaidah tangan kanan seperti nomor 5. Jadi kecepatan logam 2 m/s ke arah kanan. Soal ini jawabannya B.
Contoh soal 7
Kawat panjang L dalam medan magnet homogen B dan kecepatan V sehingga timbul ggl induksi = E. Bila kuat medan magnet dan kecepatan dijadikan 2 kali semula maka ggl induksi yang dihasilkan adalah…
A. 1/2 E
B. E
C. 2E
D. 4E
E. 8E
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus perbandingan ggl induksi sebagai berikut:
→→
→ E2 = 4 E
Jadi soal ini jawabannya E.
Contoh soal 8
Data spesifik 2 generator tertera dalam tabel dibawah ini.
| Generator | Jumlah lilitan | Induksi magnetik |
| A | 1200 | 0,05 T |
| B | 6000 | 0,03 T |
Jika generator berputar dengan frekuensi yang sama, maka perbandingan ggl maksimum generator A da B adalah…
A. 5 : 3
B. 5 : 1
C. 1 : 2
D. 1 : 3
E. 1 : 5
Pembahasan / penyelesaian soal
Untuk menjawab soal ini kita bandingkan rumus ggl induksi maksimum pada generator sebagai berikut:
→→
Soal ini jawabannya D.