Contoh Soal Induksi Elektromagnetik
Induksi elektromagnetik adalah fenomena munculnya tegangan listrik dalam suatu penghantar akibat perubahan fluks magnetik yang melintasinya. Berikut adalah beberapa contoh soal induksi elektromagnetik:
Soal 1
Sebuah kumparan dengan 100 lilitan memiliki luas penampang 0,01 m 2 . Kumparan tersebut ditempatkan dalam medan magnet homogen sebesar 0,5 T. Jika kumparan diputar 180° dalam waktu 0,1 detik, tentukan besar GGL induksi yang dihasilkan.
Langkah Penyelesaian:
1. Hitung perubahan fluks magnetik
ΔΦ = BAcosθ
- BAcos(180°) = BA(1
- (-1)) = 2BA
- 0,5 T
- 0,01 m2 = 0,01 Wb
- dΦ/dt =
- ΔΦ/Δt =
- 0,01 Wb / 0,1 s = 0,1 V
2. Substitusikan nilai yang diketahui
ΔΦ = 2
3. Hitung GGL induksi
ε =
Soal 2
Sebuah generator menghasilkan GGL induksi sebesar 120 V pada frekuensi 60 Hz. Jika generator memiliki 200 lilitan, tentukan besar fluks magnetik maksimum yang melintasi kumparan.
Langkah Penyelesaian:
1. Hitung kecepatan sudut generator
ω = 2πf = 2π60 Hz = 377 rad/s
2. Substitusikan nilai yang diketahui ke persamaan GGL induksi
ε = NABωΦ max
-
3. Susun ulang persamaan untuk mencari Φ max
Φ max = ε / (NABω) = 120 V / (200
- 377 rad/s) = 0,0016 Wb
Soal 3
Sebuah trafo memiliki kumparan primer dengan 500 lilitan dan kumparan sekunder dengan 1000 lilitan.
Jika tegangan pada kumparan primer adalah 220 V, tentukan tegangan pada kumparan sekunder.
Langkah Penyelesaian:
Sesuai dengan hukum induksi Faraday, rasio tegangan sama dengan rasio lilitan: V p / V s = N p / N s
-
2. Substitusikan nilai yang diketahui
V s = V p
- N s / N p = 220 V
– 1000 / 500 = 440 V
