Latihan Fisika Kelas XII Induksi Elektromagnetik
# 8
Pilgan

Induktor sepanjang 40 cm pada suatu gardu listrik terdiri dari 8.000 lilitan kawat. Jika luas penampang kumparan induktor adalah 50 cm2 dan arus yang mengalir pada induktor adalah 250 A, maka besar energi yang tersimpan dalam induktor tersebut adalah .... (μ0=4π×107 H/m; π=3,14\mu_0=4\pi\times10^{-7}\ \text{H/m};\ \pi=3,14)

A

3,14 kJ

B

6,28 kJ

C

31,4 kJ

D

62,8 kJ

E

314 kJ

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang induktor ll = 40 cm = 0,4 m

Jumlah lilitan NN = 8.000 lilitan

Luas penampang AA = 50 cm2 = 0,0050 m2

Arus pada induktor II = 250 A

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

π=3,14\pi=3,14

Ditanya:

Energi yang tersimpan dalam induktor W=W=?

Dijawab:

Menentukan induktansi induktor

Induktansi induktor merupakan kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet yang dirumuskan dengan persamaan berikut.

L=N ϕIL=N\ \frac{\phi}{I}

Atau

L=μ0N2AlL=\frac{\mu_0N^2A}{l}

Sehingga,

L=(4π×107)(8.000)2(0,0050)0,4L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(8.000\right)^2\left(0,0050\right)}{0,4}

L=(4π×107)(64.000.000)(0,0050)0,4L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(64.000.000\right)\left(0,0050\right)}{0,4}

L=0,128π0,4L=\frac{0,128\pi}{0,4}

L=0,32πL=0,32\pi

Karena π=3,14\pi=3,14, maka

L=0,32(3,14)L=0,32\left(3,14\right)

L=1,0048L=1,0048 H

Menentukan energi yang tersimpan dalam induktor

Energi yang tersimpan dalam induktor dirumuskan sebagai berikut.

W=12LI2W=\frac{1}{2}LI^2

Sehingga,

W=12LI2W=\frac{1}{2}LI^2

W=12(1,0048)(250)2W=\frac{1}{2}\left(1,0048\right)\left(250\right)^2

W=12(1,0048)(62.500)W=\frac{1}{2}\left(1,0048\right)\left(62.500\right)

W=12(62.800)W=\frac{1}{2}\left(62.800\right)

W=31.400W=31.400 J

W=31,4W=31,4 kJ

Jadi, besar energi yang tersimpan dalam induktor tersebut adalah 31,4 kJ.