);

Contoh soal fluks magnetik & ggl induksi dan pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal fluks magnetik & contoh soal ggl induksi atau hukum Faraday 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.

Fluks magnetik
Rumus fluks magnetik

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.

ggl induksi
Rumus ggl induksi

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 kumparan kawat dengan luas 50 cm2 terletak dalam medan magnetik yang induksi magnetiknya 1,4 T. Jika garis normal membentuk sudut 60o terhadap arah induksi magnetik B. Tentukan besarnya fluks magnetik yang dilingkupi kumparan kawat tersebut.

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

  • A = 50 cm2 = 50 x 10-4 m2
  • B = 1,4 T
  • θ = 60o

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus fluks magnetik berikut ini.

  • Φ = B . A . cos θ
  • Φ = 1,4 T. 50 x 10-4 m2 . cos 60o
  • Φ = 3,5 x 10-3 Wb

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
dt
= 50
d(5t2 + 10t + 1)
dt

→ 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
Δ Φ
Δt

→ ε = 500
0,09 T – 0,06 T
1 s
= 500 . 0,03 Volt = 15 V.

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:

ε1
ε2
=
N
Δ Φ1
Δ t1
N
Δ Φ2
Δt2

ε1
ε2
=
0,03 – 0,02
0,2
0,06
0,1

ε1
ε2
=
0,05
0,6
= →
5
60
= 1 : 12

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:

ε1
ε2
=
N
Δ Φ1
Δ t1
N
Δ Φ2
Δt2

ε1
ε2
=
3 Wb
6 Wb
= 1 : 2

Jadi soal ini jawabannya A.


Contoh soal 5

Perhatikan gambar dibawah ini.

Contoh soal ggl induksi
Contoh soal ggl induksi nomor 5

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 =
V
R
=
0,6 V
20 Ohm
= 0,03 A.

Untuk menentukan arah arus kita gunakan kaidah tangan kanan sebagai berikut:

Kaidah tangan kanan
Kaidah tangan kanan

Jadi arah arus ke atas atau dari Q ke P. Jadi soal ini jawabannya E.


Contoh soal 6

Perhatikan gambar dibawah ini.

Ggl induksi
Contoh soal ggl induksi nomor 6

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 =
1.2
0,6
= 2 m/s

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:

E1
E2
=
B1 . L1 . v1
B2 . L2 . v2

E
E2
=
B . L . v
2B . L . 2v
=
1
4

→ E2 = 4 E

Jadi soal ini jawabannya E.


Contoh soal 8

Data spesifik 2 generator tertera dalam tabel dibawah ini.

GeneratorJumlah lilitanInduksi magnetik
A12000,05 T
B60000,03 T
Contoh soal ggl induksi nomor 8

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:

E A
E B
=
N A B A A A ω A
N B B B A B ω B

E A
E B
=
1200 . 0,05
6000 . 0,03
=
1
3

Soal ini jawabannya D.

You cannot copy content of this page