soal latihan bab viii ggl imbas (fdii)

SOAL LATIHAN BAB VIII GGL IMBAS (FDII)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Sebuah kumparan berbentuk bujursangkar bersisi 5,0cm memiliki 100 lilitan dan berada pada
posisi tegak lurus medan magnet 0,60T. Kumparan ini ditarik dengan cepat dan seragam dari
medan (gerakan tegak lurus terhadap B) menuju suatu tempat di mana B menurun drastis hingga
mencapai nol. Kumparan tersebut memerlukan waktu 0,10 detik untuk mencapai daerah bebas
medan tesebut. Hitung :
a. perubahan fluks yang melewati kumparan. (Jawab : B=-1,5x10-3Wb)
b. ggl dan arus induksi (Jawab : =1,5V ; I=15mA)
c. energi yang hilang pada kumparan yang memiliki hambatan 100ohm (Jawab : E=2,3x10-3J)
d. gaya rata-rata yang diperlukan (Jawab : Frata=0,046N)
Sebuah pesawat terbang dengan kecepatan 1000km/jam di suatu daerah di mana terdapat medan
magnet bumi sebesar 5,0x10-5T dengan arah yang hampir vertikal. Berapakah beda potensial yang
terinduksi di antara kedua ujung sayap yang terpisah sejauh 70m. (Jawab : =1,0V)
Laju aliran darah dapat diukur dengan menggunakan alat yang menggunakan prinsip medan
magnet karena darah mengandung ion-ion bermuatan. Andaikan aluran darah berdiameter 2,mm,
medan magnet 0,080T dan ggl ang terukur 0,10mV berapa kecepatan aliran darah. (Jawab :
v=0,63m/s)
Angker dinamo pada generator ac 60Hz berputar dalam medan magnet 0,15T. Jika luas permukaan
kumparan 2,0x10-2m2, berapa jumlah lilitan yang harus dimiliki kumparan jika keluarannya
memiliki nilai puncak 0=170V. (Jawab : N=150 lilitan)
Lilitan angker suatu motor dc memiliki hambatan sebesar 5,0Ω. Motor dihubungkan pada sumber
120V, dan ketika motor mencapai kecepatan penuh melawan beban normalnya, ggl perlawanannya
adalah 108V. Hitunglah
a. Kuat arus yang masuk ke motor pada saat motor baru mulai berputar (Jawab : I=24A)
b. Kuat arus pada motor ketika ia mencapai penuhnya (Jawab : I=2,4A)
Sebuah transformator pada radio portabel dirumah menurunkan tegangan 120V ac menjadi 9,0V
ac. Kumparan sekunder memiliki 30 lilitan dan radio menggunakan arus sebesar 400mA.
Hitunglah :
a. Jumlah lilitan primer (Jawab : Np=400 lilitan)
b. Kuat arus pada kumparan primer (Jawab : Ip=0,030A)
c. Daya yang ditransformasikan (Jawab : P=3,6W)
Daya listrik rata-rata 120kW dikirim ke sebuah kota kecil dari pembangkit yang berjarak 10km.
Jalur transmisi memiliki hambatan total sebesar 0,40Ω. Hitung daya yang hilang jika daya dikirim
dengan tegangan 240V dan 24000V. (Jawab : PL,1=100kW ; PL,2=10W)
Sebuah kumparan solenoide berisi udara memiliki dibuat dengan panjang 5,0cm dengan luas
penampang 0,3cm2 dan jumlah lilitan 100. Hitunglah induktansi diri solenoida tersebut. (Jawab :
L=7,5H)
1
SOLUSI LATIHAN BAB VIII GGL IMBAS (FDII)
1. Dik : p=5,0cm ; N=100 lilitan ; B=0,60T ; t=0,10 detik ; R=100j;m;m;mklkfdkntko5
a. perubahan fluks yang melewati kumparan :
A  p  l  (5  10 2 m) 2  25  10 4 m 2   B  B  A  (0,60T )( 25  10 4 m 2 )  1,5  10 3 Wb
karena setelah t=0,10 detik fluks magnet bernilai nol, maka perubahan fluks menjadi :
 B   B ' B  0  1,5  10 3 Wb  1,5  10 3 Wb
b. ggl induksi dan arus kumparan yang lewat adalah :
 B
(1,5  10 3 Wb)
 1,5V
  N
 (100)
 1,5V  I  
 15mA
t
(0,10s)
R 100
c. energi yang hilang pada kumparan
E  P  t  I 2  R  t  (1,5  10 2 A) 2 (100)(0,10s)  2,3  10 3 J
d. gaya rata-rata yang diperlukan
W  F  d  F  W / d  (2,3  10 3 J ) /(5,0  10 2 m)  0,046 N
2.
Dik : v=1000km/jam=280m/s ; B=5,0x10-5T ; l=70m.
  B  l  v  (5,0  10 5 T )(70m)(280m / s)  1,0V
3.
Dik : l=2,0mm ; B=0,080T ; =0,10mV
  B  l  v  v   / Bl  (0,10  10 3 V ) /(0,080T )(2,0  10 3 m)  0,63m / s
4.
Dik : f=60Hz ; B=0,15T ; A=2,0x10-2m2 ; 0=170V
0  N  B  A  N 
0
B  A

170V
 150 lilitan
(0,15T )(2,0  10 m 2 )(2)(3,14)(60Hz )
2
5.
Dik : R=5,0Ω ; =120V ; induksi=108V
a. Pada saat motor baru mulai berputar, arus yang mengalir
I  V / R  (120V ) /(5,0)  24 A
b. Pada saat motor mencapai kecepatan penuh
I  V / R  V  120  108  12V  I  V / R  (12V ) /(5,0)  2,4 A
6.
Dik : Vp=120V(ac) ; Vs=9,0V(ac) ; N=30lilitan ; I=400mA
V p (30)(120V )
a. Jumlah lilitan primer : N p  N s

 400 lilitan
Vs
(9,0V )
N
(0,40 A)(30)
 0,030 A
b. Kuat arus pada kumparan primer : I p  I s s 
Np
(400)
c. Daya yang ditransformasikan :
P  I s  Vs  (0,40 A)(9,0V )  3,6W  P  I s  Vs  (0,030 A)(120V )  3,6W
Hal ini terjadi sama karena diasumsikan efisiensinya 100%.
7. Dik : P=120kW ; jarak=10km ; R=0,40Ω ; V1=240V ; V2=24000V
a. Jika daya 120kW dikirim dengan tegangan 240V ke kota tersebut, maka arus dan daya yang
hilang adalah :
I  P / V  (120  10 3 W ) /( 240V )  500 A  PL  I 2  R  (500 A) 2 (0,40)  100kW
Jadi lebih dari 80% daya yang dikirim akan terbuang menjadi energi panas.
b. Jika daya 120kW dikirim dengan tegangan 24000V ke kota tersebut, maka arus dan daya yang
hilang adalah :
I  P / V  (120  10 3 W ) /( 24000V )  5,0 A  PL  I 2  R  (5,0 A) 2 (0,40)  10W
Yang lebih kecil dari 1/100nya atau 1%.
Kesimpulan : semakin besar tegangan makin kecil arus sehingga makin sedikit pula daya yang
hilang terbuang dijalur transmisi.
2
8. Dik : l=5,0cm ; A=0,3cm2 ; N=100lilitan
Perumusan untuk nilai induktansi diri L :
B   0 nt  n  N / l     N ( B / t )   L(I / t )  L   N ( B / I )
 B  BA   0 NIA / l   B   0 NAI / l
L
0 N 2 A
l
Jika solenoide berisi udara dengan 0=4x10-7Tm/A, maka :
 N 2 A (4  10 7 T .m / A)(100) 2 (0,3  10 4 m 2 )
L 0

 7,5H
l
(5,0  10 2 m)
3