10 Soal & Pembahasan Induksi Elektromagnetik (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

 

Bab induksi elektromagnetik mencakup beberapa bahasan, seperti fluks magnet, ggl, induktansi diri, transformator, dan efisiensi transformator. Berikut soal latihan dan pembahasan pada induksi elektromagnetik yang dapat dipelajari sebelum ujian.

 

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Medan Magnet (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

 

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini!

1. Perhatikan arah kutub-kutub magnet di bawah ini!

Berdasarkan gambar di atas, arah garis gaya magnet yang tepat adalah . . .

Pembahasan :

Arah garis medan magnet pada kutub magnet adalah keluar kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Jawaban D

 

2. Berikut ini yang menunjukkan persamaan yang tepat untuk menentukan besarnya fluks magnetik adalah . . .

   A. ϕ = BA sin θ

   B. ϕ = BA cos θ

   C. ϕ = BA tan θ

   D. ϕ = BA sec θ

   E. ϕ = BA cosec θ

Pembahasan :

Arah garis medan magnet harus tegak lurus luas permukaan A. Sedangkan, sudut θ adalah sudut yang dihitung antara vektor A atau normal dan garis medan. Jadi, ϕ̬ = BA cos θ. Jawaban B.

 

3. Perhatikan gambar di bawah ini!

Berdasarkan gambar di atas, besar B₁ = B₂ = B₃ = B. Pernyataan yang benar terkait gambar di atas adalah . . .

   A. Jika luas penampang bujur sangkar adalah A, maka fluks magnet pada B₁ adalah nol

   B. Jika luas penampang bujur sangkar adalah A, maka fluks magnet pada B₂ adalah B.A/2 akar 3 weber

   C. Jika luas penampang bujur sangkar adalah A, maka fluks magnet pada B₃ adalah B.A

   D. Jika luas penampang A diputar sejajar B₁ dan arah semua B tetap, maka nilai fluks magnetik akan berubah antara B.A ≤ ϕ ≥ 0

   E. Jika luas penampang A tetap dan arah B₂ diputar, maka nili fluks magnetik akan berubah antara B.A ≤ ϕ ≤ -B.A

Pembahasan :

*Fluks B₁ adalah

ϕ₁ = B₁A cos 0

ϕ₁ = B₁A

 

*Fluks B₂ adalah

ϕ₂ = B₂A cos 60

ϕ₂ = 1/2 (B₂A)

 

*Fluks B₃ adalah

ϕ₃ = B₃A cos 90

ϕ₃ = 0

 

*Saat luas permukaan diputar, jumlah fluks yang menembus hanyalah B₂ dan B₃. Jumlah fluksnya akan lebih dari B.A dan lebih dari nol. Jawaban D.

 

4. Magnet digerakkan dalam kumparan sehingga membentuk fungsi waktu ϕ = t²+2t-20 Wb. Laju fluks magnetik setiap detiknya adalah . . .

   A. 2t-2 weber/s

   B. t+2 weber/s

   C. t-2 weber/s

   D. 2t+2 weber/s

   E. 2t+2+20 weber/s

Pembahasan :

*Laju fluks tiap detik berarti dϕ/dt.

d (t²+2t-20)/dt = 2t + 2

Jawaban D.

 

5. Fluks magnetik yang dihasilkan oleh medan magnetik B yang menembus tegak lurus permukaan seluas A adalah ϕ. Jika medan magnetiknya menjadi 0,25 B, sedangkan luas penampangnya diperbesar menjadi 2A, maka fluks magnetik yang dihasilkan adalah . . .

   A. 0,25 kali semula

   B. 0,5 kali semula

   C. Tetap

   D. 2 kali semula

   E. 4 kali semula

Pembahasan :

ϕ = BA cos θ

cos θ = ϕ/BA

 

*Perbandingan persamaan 1 dan 2

ϕ₁/B₁A₁ = ϕ₂/B₂A₂

ϕ/(BA) = ϕ₂/(0,25 B)(2A)

ϕ = ϕ₂/(0,5)

ϕ₂ = 0,5 ϕ

Jawaban B.

 

6. Berikut di bawah ini pernyataan yang tepat berkaitan dengan GGL induksi adalah . . .

   A. ε = -N.dσ/dt

   B. ε = -N.dβ/dt

   C. ε = -N.dϕ/dt

   D. ε = N.dϕ/dt

   E. ε = N.dβ/dt

Pembahasan :

ε = -N.dϕ/dt

Tanda negatif menunjukkan bahwa ggl muncul akibat fluks medan magnet yang melawan arah perubahan fluks medan magnet induksi. Jawaban C.

7. Perhatikan tabel di bawah ini!

Kumparan	Jumlah Lilitan	Laju Fluks (Wb/s)
1	200	1
2	100	2
3	400	0,5
4	600	0,5

Berdasarkan tabel di atas, kesimpulan yang tepat adalah . . .

   A. Kumparan 1 memiliki besar ggl induksi terbesar

   B. Kumparan 2 memiliki besar ggl induksi paling kecil

   C. Ggl induksi kumparan 3 lebih kecil dari pada kumparan 1

   D. Ggl induksi kumparan 4 lebih besar dari kumparan 3

   E. Ggl induksi dari setiap kumparan sama  besar

Pembahasan :

ε = -N.dϕ/dt

*Ggl kumparan 1 = 200(1)=200 V

*Ggl kumparan 2 = 100(2)=200 V

*Ggl kumparan 3 = 400(0,5)=200 V

*Ggl kumparan 4 = 600(0,5)=300 V

Jadi, ggl paling besar adalag kumparan 4. Jawaban D.

 

8. Kumparan memiliki 500 lilitan. Kumparan ini digunakan untuk membangkitkan arus AC dengan cara menggerakkan magnet di dalamnya dengan fungsi fluks yang dihasilkan adalah ϕ = t²/2-t/4-10 Wb. Besar ggl induksi selama 2 menit (120 s) adalah . . .

   A. 60.000 V

   B. 59.875 V

   C. 59.275 V

   D. 58.375 V

   E. 58.297 V

Pembahasan :

ε = -N.dϕ/dt

ε = -N.d(t²/2-t/4-10)/dt

ε = -500.(t-1/4)

ε = -500.((120)-1/4)

ε = -59875 V.

Jadi, ggl induksi-nya sebesar 59.875 V

Jawaban A.

9. Magnet memiliki kuat medan sebesar 0,5T dan luas penampang kawat yang digunakan adalah 100cm². Jika diketahui frekuensi sudut putaran magnet 2π rad/s terhadap kumparan yang memiliki 400 lilitan, maka besar ggl induksi yang dihasilkan selama 0,25 detik adalah . . .

   A. π V

   B. -4π V

   C. 4π V

   D. 6π V

   E. -6π V

Pembahasan :

N = 400; B = 0,5; A = 0,01 m²; ω= 2π rad/s; ω= 0,5π rad/0,25s;  t = 0,25 s

ε = NABω

ε = (400)(0,01)(0,5)(0,5π)

ε = π V. Jawaban A.

10. Diketahui besar medan magnetik terhadap fungsi waktu sebagai berikut: B = (t³/2-t²+10) T dan luas penampang kumparan 200 cm². Jika kumparan memiliki 20 lilitan dan magnet berputar dengan kecepatan sudut 4π rad dalam waktu 2s, maka besar ggl induksinya adalah . . .

   A. 2π V

   B. 4π V

   C. 6π V

   D. 8π V

   E. 10π V

Pembahasan :

N = 20; B = (t³/2-t²+10)T ; A = 0,02 m²; ω= 4π rad/2s; ω= 2π rad/s; t = 2 s

ε = NABω

ε = (20)(0,02) (t³/2-t²+10)( 2π)

ε = (20)(0,02) ((2)³/2-(2)²+10)( 2π)

ε = 8π V. Jawaban D.

 

Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Induksi Elektromagnetik (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda

 

Itulah 10 soal dan pembahasan induksi elektromagnetik seperti fluks magnet, ggl, induktansi diri, transformator, dan efisiensi transformator. Klik selanjutnya untuk soal dan pembahasan lainnya.

Share this post