Latihan Fisika Kelas XII Induksi Elektromagnetik
# 9
Pilgan

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 .... (μ0=4π×107 H/m; π=3,14\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 ll = 0,4 m

Jumlah lilitan NN = 150 lilitan

Luas penampang AA = 600 m2

Perubahan arus ΔI\Delta I = - 5 A

Selang waktu Δt\Delta t = 0,1 s

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

π=3,14\pi=3,14

Ditanya:

GGL induksi diri solenoida ε=\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=μ0N2AlL=\frac{\mu_0N^2A}{l}

Sehingga,

L=(4π×107)(150)2(600)0,4L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(150\right)^2\left(600\right)}{0,4}

L=(4π×107)(22500)(600)0,4L=\frac{\left(4\pi\times10^{-7}\right)\left(22500\right)\left(600\right)}{0,4}

L=5,4π0,4L=\frac{5,4\pi}{0,4}

L=13,5πL=13,5\pi H

Karena π=3,14\pi=3,14, maka:

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

L=42,39L=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.

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

Sehingga,

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

ε=(42,39) (5)(0,1)\varepsilon=-\left(42,39\right)\ \frac{\left(-5\right)}{\left(0,1\right)}

ε=(42,39) (50)\varepsilon=-\left(42,39\right)\ \left(-50\right)

ε=2.119,5\varepsilon=2.119,5 V

Jadi, besar GGL induksi diri pada solenoida adalah 2.119,5 V.