);

Contoh soal fluks magnet, ggl induksi dan pembahasan

Postingan ini membahas contoh soal fluks magnet, ggl induksi atau hukum Faraday, ggl induksi kawat lurus dan ggl induksi generator yang disertai pembahasannya. Fluks magnet adalah medan magnet yang menembus permukaan.

Rumus fluks magnet sebagai berikut:
Φ = B . A cos α
Keterangan: Φ = fluks magnetik (Wb), B = induksi magnetik (T), A = luas permukaan dan α = sudut antara B dengan garis normal.
Rumus ggl induksi atau hukum Faraday:
E = – N
dt
atau E = – N
Δ Φ
Δt

Keterangan: E = ggl induksi (Volt), N = jumlah lilitan, t = waktu (s).
Rumus ggl induksi kawat lurus:
E = B . L . v sin α
Rumus ggl induksi generator
E = N . B. A . ω sin ωt
Keterangan: L = panjang kawat (m) α = sudut antara B dengan v, ω = kecepatan sudut (rad/s).

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal fluks magnet, ggl induksi dan pembahasannya dibawah ini.

Contoh soal 1

Perhatikan gambar dibawah ini.

Contoh soal fluks magnet
Contoh soal fluks magnet

Jika B = 100 T dan jari-jari silinder 0,7 m maka fluks magnet yang melalui silinder adalah…

A. 21 2   Wb

B. 32 Wb

C. 42 2   Wb

D. 64 Wb

E. 77  2   Wb

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus fluks magnet dibawah ini.

→ Φ = B . A cos α = B . πr2 cos α
→ Φ = 100 T .
22
7
. (0,7 m)2 cos 30°
→ Φ = 154 . 1/2 2   = 77  2   Wb

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 2

Diketahui kumparan memiliki 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 adalah…

A. 15 V

B. 9 B

C. 6 V

D. 3 V

E. 1,5 V

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus ggl induksi dibawah ini.

→ E = – N
Δ Φ
Δt

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

Soal ini jawabannya A.


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:

E1
E2
=
N
Δ Φ1
Δ t1
N
Δ Φ2
Δt2

E1
E2
=
0,03 – 0,02
0,2
0,06
0,1

E1
E2
=
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:

E1
E2
=
N
Δ Φ1
Δ t1
N
Δ Φ2
Δt2

E1
E2
=
3 Wb
6 Wb
= 1 : 2

Jadi soal ini jwabannya A.


Contoh soal 5

Perhatikan gambar dibawah ini.

Contoh soal ggl induksi kawat lurus
Contoh soal ggl induksi kawat lurus

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 kawat dalam medan magnet
Contoh soal ggl induksi kawat dalam medan magnet

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 kearah kanan
C. 3,6 m/s kearah kanan
D. 0,6 m/s ke arah kiri
E. 0,6 m/s kearah kiri

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. 2 E

D. 4 E

E. 8 E.

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

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