Latihan Fisika Kelas XII Konsep dan Aplikasi Induksi Elektromagnetik
# 10
Pilgan

Dalam mata pelajaran kelistrikan, Roni mencoba suatu toroida yang memiliki 100 lilitan dan jari-jari 0,5π\pi m. Kemudian Roni melilitkan 40 lilitan kawat pada toroida tersebut. Jika luas penampang dari toroida tersebut adalah 0,006 m2 dan arus listrik yang mengalir pada toroida berubah dari 9 A menjadi 7 A dalam waktu 0,2 s, maka besar GGL induksi silang yang timbul pada toroida tersebut adalah ... μV\mu\text{V}. (μ0=4π×107\mu_0=4\pi\times10^{-7} H/m)

A

154

B

172

C

180

D

192

E

196

Pembahasan:

Diketahui:

Jumlah lilitan toroida N1N_1 = 100 lilitan

Jumlah lilitan kumparan di toroida N2N_2 = 40 lilitan

Panjang jari-jari toroida ll = 0,5π0,5\pi m

Luas penampang toroida AA = 0,006 m2

Arus awal I1I_1 = 9 A

Arus akhir I2I_2 = 7 A

Selang waktu Δt\Delta t = 0,2 s

Permeabilitas ruang hampa μ0=4π×107\mu_0=4\pi\times10^{-7} H/m

Ditanya:

GGL induksi silang toroida ε=\varepsilon=?

Dijawab:

Menentukan induktansi silang

Induktansi silang merupakan peristiwa dimana terjadi perubahan fluks magnetik pada kumparan sekunder akibat dari perubahan fluks magnetik di kumparan primer. Induktansi silang biasanya terjadi pada toroida. Persamaan induktansi silang pada toroida dirumuskan sebagai berikut.

L=μ0N1N2AlL=\frac{\mu_0N_1N_2A}{l}

Sehingga,

L=μ0N1N2AlL=\frac{\mu_0N_1N_2A}{l}

L=(4π×107)(100)(40)(0,006)(0,5π)L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(100\right)\left(40\right)\left(0,006\right)}{\left(0,5\pi\right)}

L=9,6π×1060,5πL=\frac{9,6\pi\times10^{-6}}{0,5\pi}

L=1,92×105L=1,92\times10^{-5} H

Menentukan GGL induksi silang

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

ε=L ΔIΔt\varepsilon=-L\ \frac{\Delta I}{\Delta t}

Sehingga,

ε=L ΔIΔt\varepsilon=-L\ \frac{\Delta I}{\Delta t}

ε=(1,92×105)(79)(0,2)\varepsilon=-\left(1,92\times10^{-5}\right)\frac{\left(7-9\right)}{\left(0,2\right)}

ε=(1,92×105)(2)(0,2)\varepsilon=-\left(1,92\times10^{-5}\right)\frac{\left(-2\right)}{\left(0,2\right)}

ε=(1,92×105)(10)\varepsilon=-\left(1,92\times10^{-5}\right)\left(-10\right)

ε=1,92×104\varepsilon=1,92\times10^{-4} V

ε=192×106\varepsilon=192\times10^{-6} V

ε=192 μV\varepsilon=192\ \mu\text{V}

Jadi, besar GGL induksi silang yang timbul pada toroida tersebut adalah 192 μV192\ \mu\text{V}.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10