Bank Soal Fisika SMA Konsep dan Aplikasi Induksi Elektromagnetik

Soal

Pilgan

Pembahasan

Suatu solenoida sepanjang 0,4 m terbuat dari 150 lilitan kawat. Luas penampang kumparan solenoida tersebut adalah 600 m². Jika terjadi penurunan arus sebesar 5 A dalam waktu 0,1 s, maka besar GGL induksi diri pada solenoida adalah .... ( $\mu_0=4\pi\times10^{-7}\ \text{H/m};\ \pi=3,14$ )

A

2.115,9 V

B

2.119,5 V

C

2.151,9 V

D

2.191,5 V

E

2.911,5 V

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang solenoida $l$ = 0,4 m

Jumlah lilitan $N$ = 150 lilitan

Luas penampang $A$ = 600 m²

Perubahan arus $\Delta I$ = - 5 A

Selang waktu $\Delta t$ = 0,1 s

Permeabilitas ruang hampa $\mu_0=4\pi\times10^{-7}$ H/m

$\pi=3,14$

Ditanya:

GGL induksi diri solenoida $\varepsilon=$ ?

Dijawab:

Menentukan Induktansi solenoida

Solenoida pada rangkaian listrik dapat menjadi suatu induktor. Induktansi induktor merupakan kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet yang dirumuskan dengan persamaan berikut.

$L=\frac{\mu_0N^2A}{l}$

Sehingga,

$L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(150\right)^2\left(600\right)}{0,4}$

$L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(22500\right)\left(600\right)}{0,4}$

$L=\frac{5,4\pi}{0,4}$

$L=13,5\pi$ H

Karena $\pi=3,14$ , maka:

$L=13,5\left(3,14\right)$

$L=42,39$ H

Menentukan GGL induksi diri solenoida

GGL induksi diri secara matematis merupakan perkalian antara induktansi diri suatu induktor dengan laju perubahan kuat arus tiap waktu. Persamaan GGL induksi silang adalah sebagai berikut.

$\varepsilon=-L\ \frac{\Delta I}{\Delta t}$