10 Soal & Pembahasan Induksi Elektromagnetik (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda
Sebelumnya, kita telah
membahas 10 soal induksi elektromagnetik (bagian 2). Kita akan lanjutkan 10
soal induksi elektromagnetik (bagian 3). Berikut soal dan pembahasannya.
Baca
sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Induksi Elektromagnetik (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang
tepat dari pilihan di bawah ini.
21. Jika arus pada kumparan
dinaikkan secara beraturan dalam 0 sampai 8 A dalam waktu 2 detik, maka akan
menghasilkan ggl induksi sebesar 10 V. Jika kumparan tersebut dialiri dengan
arus 2A, besarnya energi yang tersimpan di dalamnya adalah . . .
A. 5 J
B. 10 J
C. 15 J
D. 20 J
E. 25 J
Pembahasan :
*Besar induktansi diri
ε
= L.dI/dt atau boleh
ε
= L.ΔI/Δt
10
= L.8/2
L
= 2,5 H
*Energi yang tersimpan di
dalam kumparan jika dialiri arus 2 A
W = 1/2 (L)(I)2
W = 1/2 (2,5)(2)2
W = 5 J
Jawaban A.
22. Tongkat konduktor yang panjangnya 1 m berputar dengan kecepatan sudut tetap sebesar 20 rad/s di dalam daerah medan magnet seragam 0,2 T. Sumbu putaran tersebut melalui salah satu ujung tongkat dan sejajar dengan arah garis-garis medan magnet. Gaya gerak listrik yang terinduksi antara kedua ujung tongkat tersebut adalah . . .
A. 1,0 V
B. 1,5 V
C. 2,0 V
D. 2,5 V
E. 3,0 V
Pembahasan
:
ε = 1/2 (B)ωL2
ε = 1/2 (0,2)(20)12
ε
= 2,0 V
Jawaban
C.
23. Kumparan
rotor generator AC memiliki 100 lilitan dengan penampang luas 0,05 m2
dan hambatan 100 Ω. Rotor diputar dalam medan magnet 2 T dengan frekuensi 50 Hz.
Arus maksimum yang diinduksi-kan adalah . . .
A. 15,5
A
B. 20,1
A
C. 31,4
A
D. 42,6
A
E. 50,0
A
Pembahasan
:
I = ε/R = NBAω/R
I = NBAω/R
I = NBA(2πf)/R
I = (100)(2)(0,05)(2π.50)/100
I = 10 π
I =
10(3,14) = 31,4 A. Jawaban C
24. Perhatikan
pernyataan berikut.
(1) Adanya
arus Eddy
(2) Kebocoran
fluks magnet
(3) Perbedaan
tegangan pada kumparan
(4) Perbedaan
jumlah lilitan kumparan
Pernyataan
yang benar terkait efisiensi trafo yang tidak kurang 100% adalah. . .
A. 1
dan 2
B. 1
dan 3
C. 2
dan 3
D. 2
dan 4
E. 3
dan 4
Pembahasan
:
Kalimat
“tidak kurang” berarti bermakna “pas”. Pernyataan terjadi untuk
efisiensi pas 100% atau ideal sehingga penyataan 3 dan 4 dapat terjadi. Penyataan 1 dan 2 adalah kondisi dimana
efisiensi kurang dari 100% atau tidak ideal . Jawaban E.
25. Efisiensi sebuah
transformator adalah 75%. Hal ini menunjukkan bahwa . . .
A. Kuat
arus pada kumparan primer berbanding dengan kuat arus pada kumparan sekunder
adalah 4 : 3
B. Tegangan
pada kumparan primer berbanding jumlah lilitan pada kumparan sekunder adalah 3 :
4
C. Jumlah
lilitan kumparan primer berbanding jumlah lilitan pada kumparan sekunder adalah
3 : 4
D. Daya
pada kumparan primer berbanding daya pada kumparan sekunder adalah 4 : 3
E. Hambatan
pada kumparan primer berbanding hambatan pada kumparan sekunder adalah 3 : 4
Pembahasan
:
η
= (Ps/Pp) x 100% = ((Vs.Is)/(Vp.Ip))
x 100 % = ((Ns.Is)/(Np.Ip)) x 100 %
Besar
η = 75% akan terjadi
jika
(Ps/Pp) = 3/4
atau
((Vs.Is)/(Vp.Ip)) = 3/4
atau
((Ns.Is)/(Np.Ip)) = 3/4
Jawaban
D.
26. Trafo
step-down memiliki pegangan primer 220 V dan tegangan sekunder 110 V.
Pada kumparan primer mengalir arus 2 A. Jika trafo memiliki efisiensi 80%, maka
daya yang hilang akibat panas atau penyebab lainnya adalah . . .
A. 76
W
B. 88
W
C. 96
W
D. 102
W
E. 130
W
Pembahasan
:
*Arus
sekunder dari persamaan efisiensi
η
= ((Vs.Is)/(Vp.Ip)) x 100 %
η/100
= ((Vs.Is)/(Vp.Ip))
80/100
= ((110.Is)/(220.2))
Is
= 3,2 A
*Daya
yang hilang
ΔP
= Pp-Ps
ΔP
= (Vp.Ip)-(Vs.Is)
ΔP
= (220(2))-(110(3,2))
ΔP
= 88 W. Jawaban
B.
27. Perhatikan
gambar transformator ideal di bawah ini!
Pada
input dihubungkan sumber tegangan dan pada output dihubungkan
lampu dengan kondisi lampu menyala normal. Pernyataan di bawah ini yang benar
adalah. . .
A. jika
lilitan sekunder diperbanyak, maka lampu akan menjadi terang
B. jika
lilitan sekunder dikurangi, maka lampu akan menjadi redup
C. jika
tegangan input diturunkan, maka lampu menjadi redup
D. jika
tegangan input dinaikkan, maka lampu menjadi redup
E. jika
jumlah lilitan primer dikurangi, maka lampu menjadi terang
Pembahasan
:
Perbedaan
lilitan primer dan sekunder hanya mempengaruhi jenis trafo. Jika Np>Ns,
maka trafo step-down. Jika Np<Ns, maka trafo
step-up.
Energi
input = energi output atau kita dapat katakana daya input
= daya output. Jika daya input adalah P, dengan tegangan V, dan
arus I, maka saat trafo step-down tegangan akan turun tapi arusnya akan
besar. Sehingga, daya akan tetap sama besar. Daya yang diterima lampu akan sama
dengan daya input.
Nah,
jika kita memperbesar daya input dengan menambah tegangan V, maka daya output
akan makin besar. Sehingga, nyala lampu akan lebih terang. Begitupula
sebaliknya.
Jawaban
C.
28. Perbandingan
jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator
adalah 1 : 4. Tegangan dan arus masuknya masing-masing 40 V dan 0,5 A. Jika
daya rata-rata yang diubah menjadi kalor pada transformator tersebut adalah 4 W
dan tegangan keluaran-nya adalah 50 V, maka besar arus keluaran-nya adalah . .
.
A. 0,32
A
B. 0,40
A
C. 0,48
A
D. 0,56
A
E. 0,64
A
Pembahasan
:
Pp
= Vp.Ip
Pp
= 40(0,5) = 20 W
ΔP
= Pp – Ps
Ps
= Pp - ΔP
Ps
= 20 – 4 = 16 W
Ps
= Vs.Is
16
= 50(Is)
Is
= 0,32 A
Jawaban
A
29. Trafo
step-down mempunyai efisiensi 60% dan perbandingan lilitanya adalah 1 : 2. Saat
trafo dihubungkan dengan lampu 50 W, 100 V, nyala lampu normal. Perbandingan
antara arus masuk dan arus keluar pada trafo tersebut adalah . . .
A. 5
: 8
B. 8
: 5
C. 5
: 6
D. 6
: 5
E. 2
: 3
Pembahasan :
Kita tahu bahwa trafo adalah jenis step-down. Jadi, perbandingan angka 1 untuk lilitan adalah milik sekunder dan 2 adalah milik primer. Kita dapat menulis 1N dan 2N sebagai nilai-nya.
η
= ((Ns.Is)/(Np.Ip)) x 100 %
0,6
= ((1N.(0,5))/(2N.Ip))
0,6
= (0,5)/(2Ip)
2Ip
= 0,5/0,6
Ip
= 0,5/1,2
Ip/Is = (0,5/1,2)/0,5
Ip/Is
= 0,5/0,6
Ip/Is = 5/6
Jawaban C.
30. Tantri
menginginkan arus listrik AC 0,5 A. Ia
menghubungkan transformator yang efisiensi nya 80% dan jumlah lilitannya 100 dan
200 dengan sumber arus 1,25 A yang berasal dari baterai. Ternyata, ia tidak mendapatkan
arus listrik yang diharapkan. Ia mendapati arus listrik . . .
A. 2
A karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
B. 0,625
A karena ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus 0,5 A
C. 0,5
A karena ia menghubungkan lilitan 200 dengan sumber arus
D. 0,5
A karena ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
E. 0 A
karena ia menghubungkan lilitan 100 dengan sumber arus
Pembahasan
:
*Misal,
trafo adalah step-down
η
= ((Ns.Is)/(Np.Ip)) x 100 %
0,8
= ((100.Is)/(200(1,25))
Is
= 2 A
*Misal,
trafo adalah step-up
η
= ((Ns.Is)/(Np.Ip)) x 100 %
0,8
= ((200.Is)/(100(1,25))
Is
= 0,5 A.
Karena
Tantri tidak mendapatkan arus output sesuai keinginannya. Jadi, kita anggap
Tantri merangkai sebuah trafo step-down. Jawaban A
Baca
selanjutnya : -
Itulah
10 soal dan pembahasan induksi elektromagnetik seperti fluks magnet, ggl,
induktansi diri, transformator, dan efisiensi transformator. Klik selanjutnya
untuk soal dan pembahasan lainnya.