�Fisika Math Biologi Kimia English Art home » contoh induksi elektromagnetik » contoh soal fisika KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN RANGKAIAN SERI RLC Updated by Admin of Bahan Belajar Sesuai dengan namanya, susunan seri RLC merupakan susunan yang terdiri dari sebuah resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan. Karena terdiri dari tiga komponen, maka besar hambatan juga berasal dari ketiga komponen tersebut. Hambatan yang dihasilkan resistor disebut sebagai resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor biasa disebut reaktansi induktif yang disimbolkan dengan XL, sedangkan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut raktansi kapasitif yang sering disimbolkan dengan XC. Besar hambatan gabungan yang dihasilkan dalam rangkain seri RLC disebut hambatan total atau impedansi. Arus Bolak-balik Rangkaian Seri RLC Resistor dengan hambatan 8 Ω, induktor dengan reaktansi induktif 22 Ω, dan sebuah kapasitor dengan reaktansi kapasitif 16 Ω dirangkai seri dan dihubungkan ke sumber arus bolak-balik dengan tegangan efektif 200 volt. Tentukanlah : a. Sifat rangkaian b. Hambatan total (impedansi) c. Kuat arus d. Tegangan pada R, L, dan C. e. Faktor daya. Pembahasan Sifat rangkaian Berdasarkan konsep, terdapat tiga sifat rangakain seri RLC yang mungkin yaitu : 1. Konduktif jika XL < Xc. 2. Induktif jika XL > Xc. 3. Resistif jika XL = Xc. Pada soal diketahui : XL = 22 Ω dan Xc = 16 Ω. ⇒ XL > Xc → rangkaian bersifat induktif. Impedansi Impedansi atau hambatan total merupakan jumlah hambatan yang dihasilkan oleh resistor, kapasitor, dan induktor yang dapat dihitung dengan rumus : Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{82 + ( 22 - 16)2} ⇒ Z = √(64 + 36) ⇒ Z = √100 ⇒ Z = 10 Ω. Kuat arus V = I.Z ⇒ I = V/Z ⇒ I = 200/10 ⇒ I = 20 A. Teggan pada masing-masing komponen Pada resistor (VR) VR = I.R ⇒ VR = 20 (8) ⇒ VR = 160 volt. Pada induktor (VL) VL = I.XL ⇒ VL = 20 (22) ⇒ VL = 440 volt. Pada kapasitor (Vc) Vc = I.Xc ⇒ VL = 20 (16) ⇒ VL = 320 volt. Faktor daya Faktor daya = cos θ = R/Z ⇒ cos θ = 8/10 ⇒ cos θ = 0,8. Suatu rangkaian seri RLC dengan R = 800 Ω , L = 8 H, dan C = 20 μF dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan V = 50√2 sin 50 t volt. Tentukanlah : a. Reaktansi induktif b. Reaktansi kapasitif c. Impedanasi d. Arus efektif sumber e. Tegangan pada masing-masing komponen Pembahasan Reaktansi induktif Dari V = 50√2 sin 50 t volt, diketahui ω = 50 XL = ω.L ⇒ XL = 50.(8) ⇒ XL = 400 Ω. Reaktansi kapasitif Diketahui C = 20 μF = 20 x 10-6 F. Xc = 1/(ωC) ⇒ Xc = 1/(50.20 x 10-6) ⇒ Xc = 1000 Ω. Impedansi Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{8002 + ( 400 - 1000)2} ⇒ Z = √(640.000 + 360.000) ⇒ Z = √(106) ⇒ Z = 1000 Ω. Arus efektif sumber Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Karena yang diketahui pada soal adalah tegangan maksimum, maka kita cari terlebih dahulu tegangan efektifnya. Vef = Vmax / √2 ⇒ Vef = 50√2 / √2 ⇒ Vef = 50 volt. Ief = Vef / Z ⇒ Ief = 50 / 1000 ⇒ Ief = 0,05 A ⇒ Ief = 50 mA. Tegangan pada masing-masing komponen Pada resistor (VR) VR = I.R ⇒ VR = 0,05 (800) ⇒ VR = 40 volt. Pada induktor (VL) VL = I.XL ⇒ VL = 0,05 (400) ⇒ VL = 20 volt. Pada kapasitor (Vc) Vc = I.Xc ⇒ Vc = 0,05 (1000) ⇒ Vc = 50 volt. Sebuah rangkaian seri RLC terdiri dari R = 80 Ω, L = 1 H, dan C = 1 μF. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan ac dan terjadi resonansi, maka tentukanlah frekuensi resonansinya. Pembahasan fR = 1 / {2π √(LC)} ⇒ fR = 1 / {2π √(1.1 x 10-6)} ⇒ fR = 1 / (2π .10-3) ⇒ fR = 103 / 2π ⇒ fR = 500/π Hz. Pada rangkaian seri RLC dengan R = 80 Ω, XL = 100 Ω, dan XC = 40 Ω, dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dengan tegangan maksimum 120 volt, tentukanlah arus maksimum pada rangaian tersebut. Pembahasan Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{802 + ( 100 - 40)2} ⇒ Z = √(6.400 + 3.600) ⇒ Z = √(104) Z = 100 Ω. Imax = Vmax/ Z ⇒ Imax = 120/ 100 ⇒ Imax = 1,2 A. Sebuah resistor 400 Ω, induktor 2 H, dan kapasitor 20 μF dirangkai secara seri serta dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt, 100 rad/s. Tentukanlah : a. Reaktansi induktif b. Reaktansi kapasitif c. Sifat rangkaian d. Impedansi e. Arus efektif dalam rangkaian f. Sudut fase antara tegangan dan arus g. Tegangan pada masing-masing komponen Pembahasan Reaktansi induktif Dik V = 220 volt, ω =100 rad/s, L = 2 H. XL = ω.L ⇒ XL = 100.(2) ⇒ XL = 200 Ω. Reaktansi kapasitif Diketahui C = 20 μF = 20 x 10-6 F. Xc = 1/(ωC) ⇒ Xc = 1/(100. 20 x 10-6) ⇒ Xc = 500 Ω. Sifat rangkaian Xc > XL Jadi rangkaian bersifat kapasitif. Impedansi Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{4002 + ( 200 - 500)2} ⇒ Z = √(160.000 + 900.000) ⇒ Z = √(250.000) ⇒ Z = 500 Ω. Arus efektif Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Perhatikan bah�a pada soal tegangan dan frekuensi sudut tidak ditulis dalam satu persamaan, itu berarti tegangan yang diketahui adalah tegangan efektif. Ief = Vef / Z ⇒ Ief = 220 / 500 ⇒ Ief = 0,44 A ⇒ Ief = 440 mA. Sudut fase tan θ = (XL - XC)/ R ⇒ tan θ = (200 - 500)/400 ⇒ tan θ = -300/400 ⇒ tan θ =-3/4

= - 37o. Tegangan pada masing-masing komponen Pada resistor (VR) VR = I.R ⇒ VR = 0,44 (400) ⇒ VR = 176 volt. Pada induktor (VL) VL = I.XL ⇒ VL = 0,44 (200) ⇒ VL = 88 volt. Pada kapasitor (Vc) Vc = I.Xc ⇒ VL = 0,44 (500) ⇒ VL = 220 volt. Dari gambar rangkaian di ba�ah ini, tentukanlah besar tegangan maksimum yang dibutuhkan agar dihasilkan kuat arus maksimum sebesar 2 A. Pembahasan Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{602 + ( 120 - 40)2} ⇒ Z = √(3600 + 6400) ⇒ Z = √10.000 ⇒ Z = 100 Ω. Vmax = Imax. Z ⇒ Vmax = 2 (100) ⇒ Vmax = 200 volt. Suatu rangkaian seri RLC seperti terlihat pada gambar di ba�ah ini, tentukanlah : a. Reaktansi induktif b. Reaktansi kapasitif c. Impedansi d. Arus efektif sumber e. Tegangan pada masing-masing komponen Pembahasan Reaktansi induktif Dik V = 120 volt, L = 0,2 H ; f = 500/π Hz, ω = 2πf = 1000 rad/s. XL = ω.L ⇒ XL = 1000.(0,2) ⇒ XL = 200 Ω. Reaktansi kapasitif Diketahui C = 1 μF = 10-6 F. Xc = 1/(ωC) ⇒ Xc = 1/(1000. 10-6) ⇒ Xc = 1000 Ω. Impedansi Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{6002 + ( 200 - 1000)2} ⇒ Z = √(360.000 + 640.000) ⇒ Z = √(106) ⇒ Z = 1000 Ω. Arus efektif sumber Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Ief = Vef / Z ⇒ Ief = 120 / 1000 ⇒ Ief = 0,12 A ⇒ Ief = 120 mA. Tegangan pada masing-masing komponen Pada resistor (VR) VR = I.R ⇒ VR = 0,12 (600) ⇒ VR = 72 volt. Pada induktor (VL) VL = I.XL ⇒ VL = 0,12 (200) ⇒ VL = 24 volt. Pada kapasitor (Vc) Vc = I.Xc ⇒ VL = 0,12 (1000) ⇒ VL = 120 volt. Suatu rangkaian seri RLC dengan R = 8 Ω , L = 32 mH, dan C = 800 μF dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik dengan tegangan V = 120 sin (125 t) volt. Tentukanlah : a. Reaktansi induktif b. Reaktansi kapasitif c. Impedansi d. Arus maksimum sumber Pembahasan Reaktansi induktif Dari V = 120 sin (125 t) volt, diketahui ω = 125; Vmax = 120 V. XL = ω.L ⇒ XL = 125.(32. 10-3) ⇒ XL = 4 Ω. Reaktansi kapasitif Diketahui C = 800 μF = 8 x 10-4 F. Xc = 1/(ωC) ⇒ Xc = 1/(125. 8 x 10-4) ⇒ Xc = 10 Ω. Impedansi Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{82 + ( 4 - 10)2} ⇒ Z = √(64 + 36) ⇒ Z 00 ⇒ Z = 10 Ω. Arus maksimum Arus maksimum merupakan hasil bagi tegangan maksimum dengan impedansi. Imax = Vmax / Z ⇒ Imax = 120 / 10 ⇒ Imax = 12 A Resistansi, reaktansi induktif, dan reaktansi konduktif dalam suatu rangkaian seri RLC berturut-turut adalah 50 Ω, 150 Ω, dan 30 Ω. Tegangan sumbernya adalah 130 volt, tentukanlah daya yang diserap rangkaian. Pembahasan Z = √{R2 + ( XL - Xc)2} ⇒ Z = √{502 + ( 150 - 30)2} ⇒ Z = √(502 + (-120)2) ⇒ Z = 130 Ω I = V/Z ⇒ I = 130/130 ⇒ I = 1 A. P = I2 R ⇒ P = 1 (50) ⇒ P = 50 Watt. Tegangan yang terukur pada resistor, induktor, dan kapasitor pada rangkaian seri RLC masing-masin adalah 20 V, 30V, dan 50 V. Jika arus yang mengalir dalam rangkaian 2,5 A, maka tentukanlah faktor dayanya. Berikut ini rumus umum dalam rangakain seri RLC : Pembahasan V = √{VR2 + ( VL - Vc)2} ⇒ V = √{202 + ( 30 - 50)2} ⇒ V = √800 ⇒ V = √(400 . 2) ⇒ V = 20√2 Ω Faktor daya = cos θ ⇒ cos θ = VR/V ⇒ cos θ = 20/ ½√2. Related Posts : NTOH INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Kumpulan soal dan pembahasan rangkaian seri rlc NTOH SOAL FISIKA Pembahasan soal essai tentang cermin, lensa, dan alat optik Contoh soal dan ja�aban gerak rotasi hubungan roda Contoh soal dan ja�aban sistem katrol Contoh soal dan ja�aban kecepatan maksimum di tikungan Contoh soal dan ja�aban pemuaian zat padat 3 comments : Adinda Asri Laras�atiApril 10, 2015 at 6:13 AM Makasih^^ Jadi lebih ngerti karna baca artikel ini:) ReplyDelete ladies_man17July 9, 2015 at 8:58 AM ralat no. 2 bagian E. tegangan induktor seharunya 20 ReplyDelete Replies Amaluddin NasutionJuly 11, 2015 at 8:40 AM Thanks koreksinya Ladies, akan diperbaiki. Delete Reply Load more... Subscribe channel youtube bahan belajar di "Edukiper" untuk melihat video pembahasan soal. Semoga bermanfaat. « Ne�er | Older » Popular Posts Soal dan pembahasan barisan dan deret aritmatika Contoh soal cerita program linear dan pembahasan Kumpulan soal dan pembahasan perkalian matriks Kumpulan soal dan pembahasan fungsi kuadrat Kumpulan soal dan pembahasan persamaan kuadrat Kumpulan soal dan ja�aban program linear Rumus lengkap logaritma dan contoh soal Soal dan ja�aban fungsi komposisi dan invers Kumpulan soal dan pembahasan determinan matriks Pengertian dan jenis-jenis aliran seni lukis Copyright © 2016. BBS | Privacy Policy | Disclaimer Po�ered by Blogger

Sumber: http://bahanbelajarsekolah.blogspot.co.id/2015/01/soal-dan-ja�aban-rangkaian-seri-RLC.htmlContent is Courtesy of bahanbelajarsekolah.blogspot.comIndonesia memiliki potensi sebagai daerah yang mengandung cadangan mineral emas dan sulfida yang besar. Dimana potensi ini dibuktikan para peneliti dari DEM (Devision Of Exploration and Mining) yang melakukan penelitian pada daerah mineralisasi berkaitan dengan uns

ur vulkanik. Selain itu Indonesia adalah daerah yang berada pada jalur pegunungan aktif. Oleh karena itu Negara kita banyak terdapat sumber daya mineral, semua mineral mineral yang ada dapat di eksplorasi menggunakan metode geofisika yang tujuannya adalah mendapatkan mineral ekonomis, mineral tersebut dapat berupa mineral logam, misalnya emas, perak, tembaga, timah dan sebagainya.Sedangkan pengukuran IP fre�uency domain/ka�asan frekuensi adalah pengukuran nilai resistivity batuan dengan menggunakan frekuensi yang berbeda. Frekuensi yang digunakan biasanya disebut frekuensi DC untuk frekuensi rendah dan frekuensi AC untuk frekuensi tinggi. Frekuensi efek ini dapat didefenisikan sebagai berikut:FE=((?_dc-?_ac ))/?_ac =(?_dc/?_ac )-1 (14)PFE=100 ((?_dc-?_ac ))/?_ac Fisika Study CenterNever Ending LearningGaya Magnetik pada Ka�at

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan Gaya Magnetik (Gaya Lorentz) Materi Fisika SMA 3 (Kelas 12) pada Ka�at Berarus yang Berada dalam Medan Magnet

Soal No. 1Perhatikan gambar berikut ! Seutas ka�at berada diantara dua magnet yang memiliki besar induksi magnetik 0,02 Tesla. Jika besar kuat arus yang mengalir pada ka�at adalah 5 A,

Tentukan :a) Besar gaya magnetik yang bekerja pada ka�at sepanjang 10 cmb) Arah gaya magnetik dengan acuan arah mata angin pada gambar

Pembahasana) Besar gaya magnetik pada ka�at sepanjang l meter yang berada pada medan magnet B Tesla dan dialiri kuat arus listrik sebesar i Ampere dengan sudut antara arah B dan i sebesar θ adalah :

b) Arah gaya ditentukan dengan kaidah tangan kanan4 jari → arah BJempol → arah iTelapak tangan → arah F

Jika terdapat dua buah kutub magnet maka arah B adalah dari kutub Utara ke kutub Selatan, sehingga arah F adalah masuk bidang baca atau jika mengikuti petunjuk mata angin arahnya adalah ke ba�ah.

Soal No. 2Perhatikan gambar berikut!

Kemanakah arah gaya magnetik pada ka�at ?

PembahasanSeperti soal nomor satu didapat arah gaya adalah keluar bidang baca atau keluar bidang gambar atau mendekati pembaca.

Soal No. 3

Dua buah ka�at dengan konfigurasi seperti gambar di ba�ah!

Tentukan besar dan arah gaya magnetik yang bekerja pada ka�at II untuk panjang ka�at 0,5 meter!

PembahasanBesar gaya magnetik jika dua buah ka�at berarus didekatkan adalah :

Arah gaya: Jika kedua arus memiliki arah yang sama maka kedua ka�at akan tarik menarikJika kedua arus memiliki arah yang berla�anan maka kedua ka�at akan saling tolak

Dengan demikian arah gaya pada ka�at II adalah ke kiri (ditarik mendekat ke ka�at I)

Soal No. 4Tiga buah ka�at tersusun seperti gambar !

Tentukan besar dan arah gaya magnetik pada ka�at II untuk panjang ka�at 1 meter

Pembahasana) Ka�at II dipengaruhi oleh dua ka�at yang lain ka�at I dan III

Gaya yang timbul pada ka�at II akibat pengaruh ka�at I namakan F21 sebesar :

Arah ke kiri

Gaya yang timbul pada ka�at II akibat pengaruh ka�at III namakan F23 sebesar :

Arah ke kiri

Resultan kedua gaya namakan F2:

Arah ke kiri

Soal No. 5Ka�at A dan ka�at B terpisah sejauh 2 meter dengan kuat arus masing-masing 1 A dan 2 A.

Tentukan dimana ka�at C harus diletakkan agar resultan gaya pada C sebesar nol !

PembahasanAgar resultan gaya magnetik pada C nol, maka kedua gaya akibat pengaruh ka�at A dan B harus berla�anan arah. Posisi yang memungkinkan adalah jika ka�at C diletakkan di sebelah kiri A atau disebelah kanan B (ingat lagi: Jika kedua arus memil

iki arah yang sama maka kedua ka�at akan tarik menarik, Jika kedua arus memiliki arah yang berla�anan maka kedua ka�at akan saling tolak

Misal ambil posisi C disebelah kiri A dan namakan jaraknya sebagai x

Posisi ka�at C adalah 2 meter di kiri ka�at A atau 4 meter di kiri ka�at B

Soal No. 6Tiga buah ka�at berarus A, B dan C membentuk suatu segitiga sama sisi. Ka�at A dialiri arus dengan arah keluar bidang baca, ka�at B dan C dialiri arus dengan arah masuk bidang baca tersusun seperti gambar di ba�ah!

Tentukan :a) Besar gaya magnetik yang bekerja pada ka�at B untuk panjang ka�at 1 meterb) Arah gaya magnetik yang bekerja pada ka�at B

Pembahasana) Ka�at B akan ditolak oleh ka�at A dan ditarik oleh ka�at C . Ilustrasi seperti gambar di ba�ah

Interaksi ka�at B dan A menghasilkan FBA :

Interaksi ka�at B dan C menghasilkan FBC :

Resultan kedua gaya magnetik namakan FB:

Masukkan data, dan akan didapatkan hasil :

b) Salah satu cara untuk menentukan arah FB dengan penguraian vektor gaya kelas 10 SMA, ilustrasi gambar berikut :

Arah FB adalah 60o terhadap sumbu X.

Soal No. 7Dua ka�at sejajar lurus panjang berjarak 20 cm satu sama lain. Apabila kedua ka�at dialiri arus listrik 0,5 A dan 4 A, dan µo = 4π .10–7 Wb.A–1.m–1 maka pada setiap ka�at bekerja gaya tiap meternya sebesar...A. 2 × 10–6 N B. 4 × 10–6 N C. 2π × 10–6 N D. 8 × 10–6 N E. 4π × 10–6 N

(Soal Ebtanas 1993)

PembahasanGaya magnetik pada ka�at lurus sejajar yang dialiri arus listrik

Sehingga

Soal No. 8Dua ka�at sejajar yang berjarak 1 m satu sama lain ka�at yang mempunyai dialiri oleh arus listrik masing-masing 1 A dengan arah yang sama. Di antara kedua ka�at akan terjadi … A. Gaya tarik menarik sebesar 4×107 N B. Gaya tolak menolak sebesar 2×107 N C. Gaya tarik menarik sebesar 2×107 N D. Gaya tarik menarik sebesar 2×10–7 N E. Gaya tolak menolak sebesar 2×10–7 N (Soal Ebtanas 1998)

PembahasanSeperti sebelumnya, gaya magnetik pada ka�at lurus sejajar yang dialiri arus listrik

Gaya yang timbul adalah tarik menarik

Soal No. 9Sebuah ka�at yang panjangnya 10 cm berada tegak lurus di dalam medan magnetik. Jika rapat fluks magnetiknya 0,2 tesla dan kuat arus yang mengalir di dalam ka�at itu 45 A, gaya yang dialami ka�at itu adalah...A. 10,5 x 10−4 NB. 2,55 x 10−2 NC. 7,50 x 10−1 ND. 0,90 NE. 2,25 N(Gaya lorentz - Sipenmaru 1984)

PembahasanData soal:l = 10 cm = 0,1 mi = 45 AB = 0,2 TF =....

F = Bil F = 0,2 x 45 x 0,1F = 0,90 N

Soal No. 10

Pada gambar di atas terlukis bah�a ka�at lurus p� dilalui arus listrik sebesar I1 = 10 A dan ka�at persegi panjang abcd dilalui arus I2 = 5 A. Resultan gaya yang dialami ka�at empat persegi panjang abcd sebesar....mikrone�ton.A. 20B. 60

C. 120 D. 180 E. 220

PembahasanAkibat medan magnet yang berasal dari I1, ada 4 gaya yang bekerja pada persegipanjang abcd, masing-masing namakan sebagai Fab, Fbd, Fcd dan Fda

Perhatikan ka�at ab dan ka�at cd. Posisi ka�at dari sumber medan magnet (ka�at p�), panjang ka�at dan kuat arus yang melalui kedua ka�at sama. Jika dihitung gaya lorentz pada keduanya akan sama besar. Tampak pada gambar bah�a arah kedua gaya pada ab dan cd berla�anan arah, sehingga resultan keduanya adalah nol.

Tinggal menentukan gaya lorentz yang bekerja pada ka�at bc dan ka�at da, setelah itu dikurangkan, karena keduanya berla�anan arah.

Sehingga resultan kedua gaya:

Soal pembahasan gaya lorentz yang bekerja pada muatan dapat dibaca di artikel dengan judul Gaya Lorentz Muatan.

(Rintisan)

Main MenuHomeIn EnglishFisika X SMAFisika XI SMAFisika XII SMAFisika SMPOlimpiade FisikaUN Fisika SMAUN Fisika SMPBank Soal UN Fisika SMABank Soal UN Fisika SMPIlustrasi Fisika AnimasiTipsRumus FisikaTabel-TabelSKL UN FisikaMateri Fisika SMABank Soal Semester SMABank Soal Semester SMPAstronomiTry Out Online

SearchBack to Top© 2016 Fisika Study Center (15)

Dimana:

?dc = resistivity yang terukur pada frekuensi rendah (ohm-m)?ac = resistivity yang terukur pada frekuensi tinggi (ohm-m)PFE = Percent Fre�uency Effect (%)Fre�uency Effect didefenisikan sebagai perbandingan antara selisih tegangan pada frekuensi rendah dengan tegangan pada frekuensi tinggi, yang terukur pada elektroda tegangan. Nilai FE atau PFE merupakan respon dari keberadaan mineral yang terdapat dalam pori-pori batuan. Semakin tinggi konsentrasi mineral dalam batuan semakin besar nilai PFE. Sehingga diharapkan dengan mengukur berapa besar nilai PFE pada suatu lapisan batuan dapat diketahui persentasi jumlah mineral yang terkandung di dalamnya.

ST JUNARIGoogle+ BadgeFisika Study CenterNever Ending LearningListrik Bolak-Balik (AC)

Fisikastudycenter.com- Berikut ini ditampilkan beberapa soal dan pembahasan materi Fisika Listrik Arus Bolak-Balik (AC) yang dibahas di kelas 12 SMA.

Soal No. 1Diberikan sebuah gambar rangkaian listrik arus bolak-balik yang terdiri sebuah resistor (R), sebuah induktor (L), sebuah kapasitor (C) dan sebuah sumber listrik arus bolak-balik.

Tentukan :

a) Nilai frekuensi sudut sumber listrikb) Nilai frekuensi sumber listrikc) Nilai periode sumber listrikd) Nilai tegangan maksimum sumber listrike) Nilai tegangan efektif sumber listrikf) Nilai tegangan puncak ke puncak sumber listrikg) Nilai reaktansi induktif dari induktorh) Nilai reaktansi kapasitif dari kapasitori) Nilai impedansi rangkaianj) Nilai kuat arus maksimum rangkaiank) Nilai kuat arus efektif rangkaianl) Nilai tegangan antara titik d dan em) Nilai tegangan antara titik e dan fn) Nilai tegangan antara titik f dan go) Nilai tegangan antara titik d dan fp) Nilai tegangan antara titik e dan g�) Nilai tegangan antara titik d dan gr) Nilai faktor daya rangkaians) Nilai sudut fase antara tegangan dan arus listrikt) Nilai daya yang diserap rangkaianu) Sifat rangkaian ( kapasitif, induktif atau resistif)v) Nilai tegangan sesaat sumber listrik saat t = (π/150) sekon�) Persamaan kuat arus sumber listrikx) Nilai kuat arus sesaat sumber listrik saat t = (0,016 π) sekony) Nilai tegangan rata-rataz) Nilai kuat arus rata-rataaa) Lukis diagram fasor arus dan tegangan dari rangkaian RLC di atasbb) Lukis diagram fasor hambatan, reaktansi dan impedansi dari rangkaian RLC di atas

(Sumber gambar dan angka : Soal UN Fisika SMA Tahun 2008 P 04 dengan perbedaan nilai tegangan sumber)

Pembahasan a) Pola sinusoidal dari tegangan sumber listrik adalah sebagai berikut:

dimana V adalah nilai tegangan sesaat (saat �aktu t), Vmax adalah nilai maksimum tegangan, ω adalah frekuensi sudut sumber listrik. Sehingga nilai frekuensi sudut sumber adalah ω = 125 rad/s Catatan : Jika beberapa referensi lain atau di sekolah menggunakan lambang-lambang yang berbeda disesuaikan saja.

b) Untuk mencari frekuensi sumber ambil dari frekuensi sudut dimana :

c) Periode merupakan kebalikan frekuensi :

d) Tegangan maksimum sumber lihat pola di atas :

e) Tegangan efektif cari dari hubungannya dengan tegangan maksimum :

f) Tegangan puncak ke puncak (Vpp) adalah dua kali tegangan maksimum :

g) Reaktansi Induktif :

h) Reaktansi Kapasitif :

i) Impedansi rangkaian :

j) Nilai kuat arus maksimum rangkaian :

k) Nilai kuat arus efektif rangkaian :

l) Nilai tegangan antara titik d dan e :

Karena yang ditanyakan tegangan saja, kita asumsikan bah�a yang diminta adalah tegangan efektif (tegangan terukur), sehingga kuat arus yang dipakai adalah Ief

m) Nilai tegangan antara titik e dan f :

n) Nilai tegangan antara titik f dan g :

o) Nilai tegangan antara titik d dan f :

Secara umum untuk mencari tegangan antara dua titik katakanlah A dan B yang mengandung komponen R, L dan C dengan tegangan masing-masing yang sudah diketahui gunakan persamaan :

dimana VR , VL dan VC berturut- turut adalah tegangan pada masing-masing komponen R, L dan C .

Titik d dan f mengandung 2 komponen yaitu R dan L . Berarti C nya tidak ada? Masukkan saja angka nol pada VC nya sehingga:

p) Nilai tegangan antara titik e dan g :

Titik e dan g mengandung L dan C sehingga sekarang R nya yang tidak ada, sehingga

�) Nilai tegangan antara titik d dan g

Titik d dan g mengandung R, L dan C sekaligus sehingga :

Lha,..kok hasilnya bukan 120 volt kan sama saja dengan mencari tegangan sumber ?! 120 volt adalah tegangan maksimum, sementara yang kita hitung tegangan efektif, jadi ja�abannya harus sama dengan ja�aban pertanyaan e.

r) Nilai faktor daya rangkaian :

Faktor daya rangkaian (po�er factor = pf , in english) tidak lain adalah nilai cosinus dari sudut fase dimana

Hasil keduanya haruslah sama,

s) Nilai sudut fase antara arus dan tegangan :

Sudut yang nilai cosinusnya 0,8 !?! Tentunya 37o . Jika mencarinya pakai kalkulator akan dapat hasil yang sedikit berbeda, kita bulatin aja. Tetapi bukannya cos (−37o) juga 0,8 !?? Kita coba cari sudutnya dari nilai tan nya :

( Kalau pakai bahasa kalkulator tekan Shift --> tan −1��> − 0,75 --> = akan ketemu angka − 36,8698xxxx )

t) Nilai daya yang diserap rangkaian :

u) Sifat rangkaian ( kapasitif, induktif atau resistif)

Untuk sifat rangkaian gunakan ketentuan berikut :

Jika XL > XC → rangkaian bersifat induktif

Jika XC > XL → rangkaian bersifat kapasitif

Jika XL = XC → rangkaian bersifat resistif (resonansi seri)

Sehingga rangkaian di atas bersifat kapasitif ( arus mendahului tegangan)

v) Nilai tegangan sesaat sumber listrik saat t = ( π/150) sekon :

�) Persamaan kuat arus sumber :

Untuk mencari persamaan arus perhatikan ketentuan berikut :

Jika persamaan tegangan dinyatakan dalam V = Vmax sin ω tmaka persamaan kuat arusnya adalah:

Karena rangkaian kita bersifat kapasitif maka persamaan kuat arus adalah:

Lha,..kok jadi + 37o bukannya diatas tadi sudut fasenya −37o ?!! Sudut fase −37o di atas mengandung arti sudut fase tegangan terhadap arus adalah −37o. Jika dibalik sudut fase arus terhadap tegangan adalah +37o.

x) Nilai kuat arus sumber listrik saat t = (0,016 π) sekon :

y) Tegangan rata-rata :

z) Kuat arus rata-rata :

aa) Diagram fasor arus dan tegangan dari rangkaian RLC di atas

bb) Diagram fasor hambatan, reaktansi dan impedansi dari rangkaian RLC di atas

Soal No. 2Suatu rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 1/25π2 H dan kapasitas kapasitor 25 μF, maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi .....A. 0,5 kHzB. 1,0 kHzC. 2,0 kHzD. 2,5 kHzE. 7,5 kHz (Sumber : Soal Ujian Nasional Fisika SMA Tahun 2009/2010)

Pembahasan

Frekuensi resonansi untuk rangkaian RLC terjadi saat reaktansi induktif sama besar dengan reaktansi kapasitif, dengan nilai frekuensi :

Soal No. 3Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut

Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 200 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah....A. 1,5 AB. 2,0 AC. 3,5 AD. 4,0 AE. 5,0 A(UN 2011)

PembahasanData dari soal di atas sebagai berikut:R = 60 ΩXL = 120 ΩXC = 40 ΩVm = 200 voltIm = .................

Langkah pertama temukan dulu impedansi rangkaian (Z)

Kuat arus maksimumnya adalah

Soal No. 4Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping.

Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah….

A.

B.C.D.E.(UN 2012)

Pembahasan

Resistif Induktif KapasitifXL = XC XL > XC XC > XLV sefase dengan I V mendahului I I mendahului V

-Ja�aban A dan E bisa dibuang dulu, karena menggambarkan I sebagai garis lurus.

-Ja�aban B bisa dibuang kemudian, karena menunjukkan V sefase dengan I, kelihatan saat 0°, 180° dan 360°, V dan I berada pada satu titik, jadi sefase. Jangan terkecoh dengan garis merahnya V yang terlihat lebih tinggi dari garis birunya I.

-Tinggal C dan D. Mana yang V mendahului I? yang C, terlihat saat I nya masih nol, V nya sudah punya nilai sudut tertentu yang lebih besar dari nol, jadi seperti grafik option B, tapi merahnya digeser sedikit ke sebelah kiri.

Soal No. 5Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut.

Besar impedansi pada rangkaian tersebut adalah....A. 1600 ΩB. 1500 ΩC. 1300 ΩD. 800 ΩE. 600 Ω(UN 2010)

PembahasanData yang bisa diambil dari gambar:R =500 ΩL = 8 HC = 5 μFω = 100 rad/sZ =..............

Tentukan dulu reaktansi induktif (XL ) dan reaktansi kapasitifnya (XC):

Impedansi rangkaian:

Latihan:

Soal No. 6Dalam rangkaian seri hambatan (R = 60 Ω) dan induktor dalam tegangan arus bolak-balik, kuat arus yang le�at 2 ampere. Apabila dalam diagram vektor di ba�ah ini tan α = 3/4, tegangan induktor adalah....

A. 72 voltB. 90 voltC. 120 voltD. 160 voltE. 200 volt(ebtanas 89)

Soal No. 7Penunjukkan ampermeter A = 2 mA dan penunjukkan voltmeter V = 20 volt. Berarti frekuensi AC dalam rangkaian tersebut adalah...

A. 25 HzB. 50 HzC. 100 HzD. 500 HzE. 1000 Hz(Ebtanas 91)

Soal No. 8Rangkaian seri pada gambar di ba�ah memiliki impedansi minimum jika R = 100 Ω, L = 0,1 H dan C = 10−3π−2 F.

Frekuensi tegangan bolak-balik yang terpasang adalah...A. 10π HzB. 25π HzC. 50 HzD. 100 HzE. 150 Hz(ebtanas 1994)

Main MenuHomeIn EnglishFisika X SMAFisika XI SMAFisika XII SMAFisika SMPOlimpiade FisikaUN Fisika SMAUN Fisika SMPBank Soal UN Fisika SMABank Soal UN Fisika SMPIlustrasi Fisika AnimasiTipsRumus FisikaTabel-TabelSKL UN FisikaMateri Fisika SMABank Soal Semester SMABank Soal Semester SMPAstronomiTry Out Online

SearchBack to Top© 2016 Fisika Study Center

BERANDARPPGAMBARAIKFISIKAVideoHome / FISIKA / SUMBER MEDAN MAGNET DAN INDUKSI MAGNETSUMBER MEDAN MAGNET DAN INDUKSI MAGNETPosted by Junari SapeSabtu, 30 Maret 2013 3 komentar

SUMBER MEDAN MAGNET DAN INDUKSI MAGNET

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA MUHAMMADIYAH MAKASSAR

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT.karena atas berkat, rahmat dan hidayahnyalah sehingga makalah ini dapat terselesaikan tepat pada �aktunya.Makalah ini berisikan tentang sumber medan magnet dan induksi magnet. Medan magnet merupakan gaya yang berada di sekitar sebuah benda magnetik atau disekitar sebuah konduktor berarus. Induksi magnetik ( B ) adalah ukuran kerapatan garis-garis medan.Makalah ini tidak akan terselesaikan jika tanpa campur tangan dari pihak lain, olehnya itu ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya senantiasa kami haturkan kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penyelesaian makalah ini.Kamipun menyadari bah�a dalam makalah ini masih banyak lubang yang terliang dan masih banyak rongga yang terengah. Oleh sebab itu kritik dan saran yang bersifat membangun senantiasa kami harapkan demi terciptanya makalah yang lebih sempurna.Makassar, Maret 2013

Penulis

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangKita telah mempelajari bah�a suatu muatan menghasilkan medan listrik dan bah�a suatu medan listrik mengerahkan gaya pada muatan. Tetapi suatu medan magnetik hanya mengerahkan gaya pada muatan yang bergerak. Apakah juga benar bah�a suatu muatan menciptakan medan magnetik hanya bila muatan itu bergerak ?Ja�abannya dalam satu kata “ya”. Analisis kita akan dia�ali dengan medan magnetik yang diciptakan oleh sebuah muatan titik tunggal yang bergerak.Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit ) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu magnesian. Magnesia adalah nama sebuah �ilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama manisa ( sekarang berada di �ilayah Turki ) dimana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di �ilayah tersebut.Seperti halnya listrik, magnet juga dapat menimbulkan suatu medan yang disebut medan magnet, yaitu suatu ruang di sekitar magnet yang masih terpengaruh gaya magnetik. Pada tahun 1269, berdasarkan hasil eksperimen, Pierre de Maricourt menyimpulkan bah�a semua magnet bagaimanapun bentuknya terdiri dari dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub-kutub magnet ini memiliki efek kemagnetan paling kuat dibandingkan bagian magnet lainnya. Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut dalam �ujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Di sekitar ka�at yang berarus listrik terdapat medan magnet yang dapat mempengaruhi magnet lain. Magnet jarum, kompas dapat menyimpang dari posisi normalnya jika dipengaruhi oleh medan magnet. Induksi magnetik yaitu besaran yang menyatakan medan magnetik di sekitar ka�at berarus listrik

B. Rumusan Masalah· Apakah pengertian medan magnet ?· Apa sajakah sumber medan magnet ?· Bagaimanakah induksi magnetik pada medan magnet ?· Bagaimanakah penerapan induksi magnetik ?

C. Tujuan§ Untuk mengetahui pengertian medan magnet§ Untuk mengetahui sumber medan magnet§ Untuk mengetahui induksi magnetik pada medan magnet§ Untuk mengetahui penerapan induksi magnetikD. Manfaatü Dapat mengetahui pengertian medan magnetü Dapat mengetahui sumber medan magnetü Dapat mengetahui induksi magnetik pada medan magnetü Dapat mengetahui penerapan induksi magnetik

BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian medan magnetSeperti halnya listrik, magnet juga dapat menimbulkan suatu medan yang disebut medan magnet, yaitu suatu ruang di sekitar magnet yang masih terpengaruh gaya magnetik. Pada tahun 1269, berdasarkan hasil eksperimen, Pierre de Maricourt menyimpulkan bah�a semua magnet bagaimanapun bentuknya terdiri dari dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub-kutub magnet ini memiliki efek kemagnetan paling kuat dibandingkan bagian magnet lainnya.Medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Sementara di dalam magnet , garis-garis gaya magnet memiliki arah dari kutub selatan magnet ke kutub utara magnet. Garis-garis tersebut tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan medan magnet.Jika dua kutub yang tidak sejenis saling berhadapan, akan diperoleh garis-garis gaya magnet yang saling berhubungan. Jika dua kutub yang sejenis yang saling berhadapan, akan diperoleh garis-garis gaya magnet yang menekan dan saling menjauhi.Kutub-kutub yang tidak sejenis ( utara-selatan ) jika didekatkan akan tarik menarik, sedangkan kutub-kutub yang sejenis ( utara-utara atau selatan-selatan ), apabila didekatkan akan tolak menolak.

B. Sumber medan magnet1. Medan Magnetik dari Muatan Titik yang BergerakApabila muatan titik � bergerak dengan kecepatan v, muatan ini akan menghasilkan medan magnet B dalam ruang yang diberikan oleh Dengan r merupakan vektor satuan yang mengarah dari muatan � ketitik medan P, dan merupakan konstanta kesebandingan yang disebut permeabilitas ruang bebas, yang memiliki nilai Satuan sedemikian rupa sehingga B dalam tesla apabila � dalam coulomb, v dalam meter/detik, dan r dalam meter. Satuan N/A2 berasal dari pernyataan bah�a 1 T = 1 N/A.m. konstanta 1/4π secara bebas dicakupkan dalam persamaan

Sehingga faktor 4π tidak muncul dalam hukum Ampere. Untu medan magnetik akibat muatan titik yang bergerak ini analog dengan hukum coulomb untuk medan listrik akibat muatan titik :

Kita lihat dari persamaan

Bah�a medan magnetik dari muatan titik yang bergerak memiliki karakteristik berikut :a). Besaran B berbanding lurus dengan muatan � dan kecepatan v dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari muatanb). Medan magnetik adalah nol disepanjang garis gerak muatan.c). Arah B tegak lurus terhadap kecepatan v maupun vektor r.

2. Medan Magnetik sebuah Elemen Arus : Hukum Bio – SavartHukum ini menerangkan hubungan matematis antara arus listrik dalam ka�at dengan medan magnet yang dihasilkan. Hasil pengamatan menunjukkan bah�a kontribusi induksi magnetik dB pada suatu titik P berjarak r dan bersudut � terhadap elemen penghantar dl yang dialiri arus I :a. Sebanding dengan kuat arus Ib. Sebanding dengan panjang elemen penghantar dlc. Sebanding dengan sinus sudut apit � antara arah arus pada dl dengan garis hubung titik P dengan dld. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak r antara titik P dengan elemen penghantar dl. Pernyataan di atas dapat dituliskan secara matematika dalam persaman berikut:

dengan k adalah konstanta yang memenuhi hubungan

dengan demikian dapat dinyatakan sebagai dengan menyatakan permeabilitas vakum yang besarnya = Wb/A m. Persamaan tersebut disebut hukum Biot – Savart

3. B Akibat Adanya Simpal Arus

Perhatikan gambar di atas, penghantar melingkar dengan jari-jari a dialiri arus I. Kita akan menentukan induksi magnetik di titik P yang berjarak r dari eleme

n penghantar dl berdasarkan hukum Bio – Savart atau persamaan

karena r tegak lurus terhadap dl, maka � = 90o . persamaan di atas dapat ditulis menjadi

induksi magnetik dB dapat diuraikan menjadi 2 komponen. Komponen yang sejajar dengan sumbu lingkaran adalah dB sin α, sedangkan komponen yang tegak lurus sumbu adalah dB cos α. Komponen dB cos α akan saling meniadakan dengan komponen yang berasal dari elemen lain yang bersebrangan sehingga hanya komponen dB sin α yang masih tersisa : 4. B Akibat Adanya Arus dalam SolenoidaPenghantar yang membentuk banyak lilitan sehingga menyerupai lilitan pegas disebut kumparan atau solenoida. Solenoida yang dialiri arus listrik menghasilkan garis medan magnetik yang polanya sama dengan yang dihasilkan magnet batang. Besar induksi magnetik ini akan kita tentukan dengan hukum Ampere.

Ket : (a) Penampang irisan membujur solenoida dengan lintasan tertutup PQRS berupa segi empat(b) Bentuk geometri untuk menentukan induksi mahnetik di titik P di dalam solenoidaPenampang irisan membujur solenoida dengan N lilitan dan dialiri arus listrik I tampak pada gambar a. Untuk solenoida ideal, induksi magnetik B di dalam solenoida arahnya sesuai dengan aturan tangan kanan sedangkan aturan tangan kanan sedangkan diluar solenoida adalah nol.Perhatikan lintasan tertutup PQRS ! sudut � yang dibentuk oleh induksi magnetik B dengan lintasan tidak sama untuk seluruh lintasan. Untuk lintasan PQ, sudut � = 0o, untuk lintasan QR dan SP, sudut � = 900, sedangkan untuk lintasan RS, induksi magnetik B = 0. Dengan demikian persamaan:

Dapat ditulis

Jika dihitung induksi magnetik di ujung solenoida, akan diperoleh

Dari uraian di atas dapat disimpulkan besar induksi magnetik:- Di pusat solenoida

- Di ujung solenoida

Dengan l adalah panjang solenoida

5. B Akibat Adanya Arus Dalam Ka�at LurusBesar induksi magnetik B yang ditimbulkan oleh penghantar lurus berarus I di suatu tempat yang jaraknya a dari suatu penghantar lurus berarus adalah :

Arah induksi magnetik dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu bila tangan kanan menggenggam penghantar lurus dengan ibu jari menunjukkan arah arus listrik, maka lengkungan keempat jari lainnya menyatakan arah putaran garis-garis medan magnetik; induksi magnetik B merupakan garis singgung terhadap lingkaran garis-garis medan. Seperti gambar berikuthttp://sepenggal.files.�ordpress.com/2011/10/tangan-kanan-b.png?�=291&h=201

Besar induksi magnetik yang ditimbulkan oleh penghantar lurus berarus diturunkan dari hukum Biot-Savart.

Apabila hubungan diatas disubtitusikan kedalam persamaan

maka diperoleh

6. B Akibat Adanya Arus dalam Toroida

Toroida adalah kumparan yang ditekuk sehingga berbentuk lingkaran. Jika toroida dialiri arus listrik, akan timbul garis-garis medan magnetik yang berbentuk lingkaran di dalam toroida. Salah satu garis medan ini kita andaikan memiliki jari-jari a seperti gambar berikut

I

I

kita akan menentukan besar induksi magnetik di sumbu toroida dengan menggunakan hukum Ampere. Pilih suatu lintasan tertutup garis medan yang memiliki jari-jari a pada gambar diatas. Pada setiap titik sepanjang garis medan magnetik itu induksi magnetik B sama besar, dan arahnya merupakan garis singgung pada lingkaran. Pada setiap panjang dl dari lintasan tertutup, induksi magnetik B berimpit dengan dl sehingga sudut antara dl dengan B adalah � yang besarnya 0o. Jika banyak lilitan toroida adalah N, arus listrik total didalam lintasan tertutup menjadi NI. Dengan demikian,

Ingat bah�a =keliling = 2π�

Perh�tik�n bah�a induksi magnetik diluar lilitan toroida sama dengan nol. Dengan perkataan lain, induksi magnetik di titik P dan Q adalah nol.

7. Hukum Ampere

Metode lain untuk menghitung induksi magnetik yang dihasilkan oleh arus listrik adalah dengan menggunakan hukum Ampere, yang menyatakan bah�a :Untuk semua bentuk lintasan tertutup yang mengelilingi penghantar berarus I di dalam vakum, medan magnetik yang ditimbulkan selalu memenuhi hubungan

Dengan dl adalah elemen panjang lintasan tertutup, � adalah sudut antara arah induksi magnetik B dengan dl, dan I adalah kuat arus listrik total yang dilingkupi oleh lintasan tertutup.C. Induksi magnetik pada medan magnetü Fluks Magnetik ( Ф )Konsep fluks magnetik untuk pertama kali dikemukakan oleh Michael Faraday untuk menyatakan medan magnetik. Ia menggambarkan medan magnetik sebagai garis-garis yang disebut garis medan atau garis gaya. Garis-garis medan yang semakin rapat menunjukkan medan magnetik yang semakin kuat.Untuk menyatakan kuat medan magnetik, digunakan induksi magnetik. Induksi magnetik ( B ) adalah ukuran kerapatan garis-garis medan. Dengan demikian dapat didefenisikan bah�a fluks magnetik adalah banyaknya garis medan magnetik yang dilingkupi oleh suatu luas daerah tertentu (A) dalam arag tegak lurus. Secara matem,atik dapat dituliskan bah�aФ = ABL = AB cos �Dalam bentuk vektor, persamaan di atas dapat dinyatakan dengan perkalian titik yaitu :Ф = A.B

ü Hukum FaradayTelah kita ketahui bah�a sebuah baterai atau GGL akan mengalirkan arus listrik melalui suatu rangkaian tertutup. Apabila arus listrik mengalir di dalam suatu rangkaian, maka di sekitar arus tersebut akan timbul fluks magnetik.Dari percobaan yang dilakukan oleh Faraday, diketahui bah�a GGL hasil induksi tergantung pada laju perubahan fluks magnetik yang melalui suatu rangkaian. Kesimpulan ini disebut hukum Faraday yang berbunyi :GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebutSecara matematik hukum Faraday dapat ditulis dengan persamaan

Jika perubahan fluks magnetik terjadi dalam �aktu singkat ( Δt → 0 ), maka GGL induksi diberikan oleh

Dengan :ε = GGL induksi antara ujung-ujung penghantar ( volt )N = banyak lilitan kumparanΔФ = perubahan fluks magnetik ( Wb )Δt = selang �aktu untuk perubahan fluks magnetik (s)dФ/dΔ = turunan pertama fungsi fluks magnetik terhadap �aktu

ü Hukum LenzTelah kita ketahui bah�a beda potensial yang terjadi akibat perubahan fluks magnetik disebut GGL induksi. Apabila GGL induksi dihubungkan dengan suatu rangkaian

tertutup dengan hambatan tertentu, maka mengalirlah arus listrik. Arus ini dinamakan arus induksi. GGL induksi dan arus induksi hanya ada selama perubahan fluks magnetik terjadi.Arah arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lenz. Bunyi hukum Lenz adalah sebagai berikutJika GGL induksi timbul pada suatu rangkaian, maka arah arus induksi yang dihasilkan mempunyai arah sedemikian rupa sehingga menimbulkan medan magnet induksi yang menentang perubahan medan maget (arus induksi berusaha mempertahankan fluks magnet totalnya konstan).Beberapa faktor yang dapat mengakibatkan fluks magneti· GGL induksi akibat perubahan luas bidang kumparan I C B l

X D Untuk membahas perubahan luas bidang kumparan yang melingkupi garis medan magnet, kita amati perpindahan ka�at CD yang panjangnya l seperti tampak pada gambar di atas. Ka�at CD digeser ke kanan dengan kecepatan v yang mengakibatkan terjadi perubahan luas persatuan �aktu sebesar

Kemudian untuk kumparan yang terdiri dari satu lilitan ( N = 1), berlaku huubungan:ε = B l vPerhatikan bah�a persamaan di atas hanya berlaku untuk B tegak lurus v. Apabila B dan v membentuk sudut �, maka:ε = B l v sin �

· GGL Induksi akibat perubahan induksi magnetikBangkitnya GGL induksi akibat perubahan besar induksi magnetik merupakan prinsip kerja transformator. Kumparan primer transformator dihubungkan dengan arus bolak-balik yang kuat arusnya selalu berubah terhadap �aktu sehingga besar induksi magnetik yang dilingkupi kumparan primer berubah terhadap �aktu sehingga timbul GGL induksi pada kumparan sekunder. Persamaan untuk transformator ( trafo) adalah sebagai berikutL:

Dengan:Vs = Tegangan sekunder atau sisi beban (V)Vp = Tegangan primer atau sisi sumber (V)Ns= Jumlah lilitan kumparan sekunderNp= Jumlah lilitan kumparan primer

Kenyataan menunjukkan bah�a pada trafo selalu ada daya yang hilang sehingga daya sekunder Ps selalu lebih kecil dari daya primer Pp. Jika efisiensi trafo adalah η, dapat ditulis:

D. Penerapan induksi magnetik1) GGL Induksi pada GeneratorBagaimanakah cara kerja sebuah generator hingga dapat menghasilkan energi listrik ? generator adalah alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya berdasarkan pada peristi�a induksi elektromagnetik. Perubahan fluks magnetik yang melalui sebuah kumparan menginduksikan arus listrik pada

kumparan itu.Jika sebuah kumparan penghantar digerakkan di dalam medan magnet dan memotong garis-garis gaya magnet, pada kumparan tersebut akan timbul GGL induksi yang memenuhi persamaan

Persamaan ini telah diperkenalkan oleh Faraday dalam menentukan GGL induksi pada sebuah kumparan.a. Generator Arus Bolak-Balik ( AC )Generator arus bolak-balik disebut juga alternator. Generator AC tidak memiliki komutator untuk membalik hubungan di dalam sirkuit. Sebagai gantinya pada poros kumparan terdapat dua cincin geser. Pada setiap cincin selalu menempel sebuah penghantar yang disebut sikat. Sikat ini yang menghubungkan generator ke rangkaian luar.b. Generator Arus Searah ( DC )Alat yang menggunakan prinsip generator arus searah disebut juga dinamo. Agar dapat menghasilkan arus dalam satu arah, digunakan cincin yang dibelah di tengah-tengahnya yang disebut dengan cincin belah atau komutator. Kumparan yang berada di antara kutub-kutub magnet dihubungkan dengan sebuah poros ke cincin belah tersebut.

2) TransformatorAlat yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik AC ini disebut transformator. Transformator terdiri atas dua kumparan primer dan kumparan sekunder yang bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik.Pada transformator terdapat hubungan antara jumlah lilitan kedua kumparan dengan tegangan listriknya. Jika jumlah lilitan primer = N1, jumlah lilitan sekunder N2, tegangan primer = V1, dan tegangan sekunder V2, pada transformator akan berlaku persamaan

Transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik disebut transformator step-up, yaitu nilai V2 > V1. Adapun transformator untuk menurunkan tegangan listrik disebut transformator step-do�n, yaitu V2 < V1.Pada transformator ideal, daya listrik yang masuk pada kumparan primer sama dengan daya listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder. Oleh karena itu, untuk transformator ideal akan berlaku

P1 = P2 V1 I1 = V2 I2Dengan I1 adalah kuat arus yang masuk pada kumparan primer dan I2 adalah kuat arus yang dihasilkan pada kumparan sekunder.Pada kenyataannya, daya listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder selalu lebih kecil daripada daya listrik yang masuk pada kumparan primer. Hal ini disebabkan adanya daya listrik yang berubah menjadi kalor pada kumparan tersebut.Perbandingan daya listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder terhadap daya listrik yang diberikan pada kumparan primer disebut efisiensi transformator. Secara matematis, dapat dirumuskan sebagai

x 100 % = x 100 %Dengan η adalah efisiensi transformator . Untuk transformator ideal, efisiensi η = 100 %.

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan

Medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnet yang selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Sementara di dalam magnet , garis-garis gaya magnet memiliki arah dari kutub selatan magnet ke kutub utara magnet. Garis-garis tersebut tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan medan magnet.Ø Sumber medan magnet· Medan Magnetik dari Muatan Titik yang Bergerak· Medan Magnetik sebuah Elemen Arus : Hukum Bio – Savart· B Akibat Adanya Simpal Arus· B Akibat Adanya Arus dalam Solenoida· B Akibat Adanya Arus Dalam Ka�at Lurus· B Akibat Adanya Arus dalam Toroida· Hukum AmpereØ Induksi magnetik pada medan magnet~ Fluks Magnetik ( Ф )~ Hukum Faraday~ Hukum Lenz~ Beberapa faktor yang dapat mengakibatkan fluks magnetik

Daftar PustakaFoster, Bob. 2003. Terpadu FISIKA SMA Kelas 3. Jakarta : ErlanggaKamajaya. 2007. Cerdas Belajar FISIKA untuk Kelas XII. Bandung : Grafindo Media PratamaTipler, Paul. 1991. Fisika untuk Sains dan Tekhnik Jilid 2. Jakarta : ErlanggaTERIMA KASIH ATAS KUNJUNGAN SAUDARAJudul: SUMBER MEDAN MAGNET DAN INDUKSI MAGNETDitulis oleh Junari SapeRating Blog 5 dari 5Semoga artikel ini bermanfaat bagi saudara. Jika ingin mengutip, baik itu sebagian atau keseluruhan dari isi artikel ini harap menyertakan link dofollo� ke http://nary-junary.blogspot.co.id/2013/03/sumber-medan-magnet-dan-induksi-magnet_7581.html. Terima kasih sudah singgah membaca artikel ini.Categories: FISIKAIf You Like This Post, Share it With Your Friends

3 komentar:

brian sembiring mengatakan...kok gambarnya rusak?

29 Maret 2014 06.18 brian sembiring mengatakan...kok gambarnya rusak ya?

29 Maret 2014 06.20 DJ AFIP mengatakan...Rajalistrik.com

2 Desember 2014 17.55Poskan Komentar

Posting Lebih Baru » « Posting Lama Beranda

SubmitMengenai Saya

Foto Saya