विद्युत चुम्बकीय प्रेरण EMF प्रेरण प्रश्नहरूको उदाहरण

10 Contoh soal Induksi Elektromagnetik GGL Induksi

1. Suatu generator mempunyai kumparan dengan jumlah lilitan N dan luas penampang A. Kumparan berada dalam medan magnet B, kemudian diputar dengan कोणीय वेग ω sehingga timbul GGL induksi maksimum 50 volt. Jika medan magnet berubah menjadi 1/2 kali semula dan kecepatan sudutnya berubah menjadi 4 kali semula, maka besar GGL induksi maksimum menjadi…

ए 25 वोल्ट

ख. ३.० भोल्ट

C. ६.० भोल्ट

घ. ७.५ भोल्ट

E. ९.० भोल्ट

छलफल

यो ज्ञात छ कि:

Jumlah lilitan 1 (N₁) = N

क्रस-सेक्शनल क्षेत्र २ (A)₁) = ए

Medan magnet 1 (B₁) = B

Kecepatan sudut 1 (ω₁) = ω

GGL induksi maksimum 1 (ε₁) = २० भोल्ट

Medan magnet 2 (B₂) = 0,5B = 0,5(1) = 0,5

Kecepatan sudut 2 (ω₂) = 4ω = 4(1) = 4

सोधियो: Besar GGL induksi maksimum 2 (ε₂)

उत्तरहरू:

Persamaan GGL induksi maksimum :

ε_{अधिकतम} = N B A ω

जानकारी:

ε_{अधिकतम} = ggl induksi maksimum, N = jumlah lilitan, B = medan magnet, A = luas penampang, ω = kecepatan sudut

GGL induksi maksimum 1 (ε₁):

ε_{अधिकतम} = N B A ω

Jika ω = 1 dan B = 1 maka

50 = N (1) A (1)

50 = N A

GGL induksi maksimum 2 (ε₂):

ε_{अधिकतम} = N B A ω

NA = 50, B =0,5, ω = 4

ε_{अधिकतम} = (50)(0,5)(4)

ε_{अधिकतम} = 100

सही उत्तर C हो।

2. Agar GGL maksimum yang dihasilkan generator menjadi 1/2 kali semula, maka besaran yang harus diubah berdasarkan pernyataan di bawah ini adalah…

A. Kecepatan sudut dan jumlah lilitan dijadikan 2 kali semula

B. Induksi magnet dan frekuensinya dijadikan 2 kali semula

C. Luas penampang dijadikan 2 kali semula dan periodenya 4 kali semula

D. Jumlah lilitan dan periodenya dijadikan 4 kali semula

E. Frekuensi dan periodenya dijadikan 2 kali semula

छलफल

Persamaan GGL induksi maksimum :

ε_{अधिकतम} = N B A ω

जानकारी:

ε_{अधिकतम} = ggl induksi maksimum, N = jumlah lilitan, B = medan magnet, A = luas penampang, ω = kecepatan sudut

Jika N = 1, B = 1, A = 1, ω = 1 maka ε_{अधिकतम} = N B A ω = (1)(1)(1)(1) = 1

A. Kecepatan sudut (ω) dan jumlah lilitan (N) dijadikan 2 kali semula

ε_{अधिकतम} = N B A ω

ε_{अधिकतम} = (2)(1)(1)(2)

ε_{अधिकतम} = 4

B. Induksi magnet (B) dan frekuensinya (f) dijadikan 2 kali semula

Rumus kecepatan sudut (ω) = 2πf. Frekuensi berbanding lurus sehingga jika frekuensi (f) dijadikan 2 kali semula maka kecepatan sudut (ω) menjadi 2 kali semula.

ε_{अधिकतम} = N B A ω

ε_{अधिकतम} = (1)(2)(1)(2)

ε_{अधिकतम} = 4

C. Luas penampang (A) dijadikan 2 kali semula dan periodenya 4 kali semula

Rumus kecepatan sudut (ω) = 2πf = 2π/T. Periode berbanding terbalik sehingga jika periode menjadi 4 kali semula maka kecepatan sudut menjadi 1/4 kali semula.

ε_{अधिकतम} = N B A ω

ε_{अधिकतम} = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

ε_{अधिकतम} = १/१०

D. Jumlah lilitan (N) dan periodenya (T) dijadikan 4 kali semula

Rumus kecepatan sudut (ω) = 2πf = 2π/T. Periode berbanding terbalik sehingga jika periode menjadi 4 kali semula maka kecepatan sudut menjadi 1/4 kali semula.

ε_{अधिकतम} = N B A ω

ε_{अधिकतम} = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

ε_{अधिकतम} = 1

E. Frekuensi (f) dan periodenya (T) dijadikan 2 kali semula

Frekuensi berbanding lurus sehingga jika frekuensi (f) dijadikan 2 kali semula maka kecepatan sudut (ω) menjadi 2 kali semula. Periode berbanding terbalik sehingga jika periode menjadi 2 kali semula maka kecepatan sudut menjadi 1/2 kali semula. Hasil akhir, kecepatan sudut bernilai tetap.

ε_{अधिकतम} = N B A ω

ε_{अधिकतम} = (1)(1)(1)(1)

ε_{अधिकतम} = 1

सही उत्तर C हो।

3. Fluks magnetik pada sebuah kumparan dengan 1.000 lilitan meningkat dari 0,03 Wb menjadi 0,04 Wb dalam waktu 0,2 sekon sehingga nilai GGL yang dihasilkan sebesar E₁। यदि kumparan yang sama terjadi perubahan fluks magnetik dari 0,02 Wb menjadi 0,04 Wb dalam waktu 0,1 sekon, nilai GGL induksi yang dihasilkan sebesar E₂. Perbandingan E₁ र ङ₂ हो…

क. २:३

ख. ३:२

ग. ४:९

घ. ९:४

ङ. १०० : ६१

छलफल

यो ज्ञात छ कि:

Jumlah lilitan (N) = 1000

Perubahan fluks 1 (Δφ₁) = 0,04 Wb – 0,03 Wb = 0,01 Wb

Selang waktu 1 (Δt₁) = 0,2 sekon

GGL induksi 1 = E₁

Perubahan fluks 2 (Δφ₁) = 0,04 Wb – 0,02 Wb = 0,02 Wb

Selang waktu 2 (Δt₂) = 0,1 sekon

GGL induksi 2 = E₂

सोधियो: E₁ : E₂

उत्तरहरू:

Perbandingan E₁ र ङ₂ :

E₁ : ई₂

50: 200

1: 4

सही उत्तर C हो।

4. Sebuah kumparan menembus medan magnet homogen secara tegak lurus sehingga terjadi GGL induksi. Jika kumparan diganti dengan kumparan lain yang mempunyai lilitan 2 kali jumlah lilitan kumparan semula dan laju perubahan fluksnya tetap, maka perbandingan GGL induksi mula-mula dan akhir adalah…

क. २:३
ख. ३:२
ग. ४:९
घ. ९:४
ङ. १०० : ६१

छलफल
यो थाहा छ :
Jumlah lilitan (N) awal = 1
Jumlah lilitan (N) akhir = 2
Laju perubahan fluks awal (ΔØ_B / Δt) = laju perubahan fluks akhir (ΔØ_B /Δt)
सोधियो : Perbandingan GGL induksi mula-mula dan akhir
जावाब :

Rumus hukum induksi Faraday :
E = -N (ΔØ)_B /Δt)
Keterangan : E = ggl induksi, N = jumlah lilitan, ΔØ_B / Δt = laju perubahan fluks
Perbandingan GGL induksi awal dan akhir :
E awal : E akhir
-एन (ΔØ)_B / Δt): -N (ΔØ_B /Δt)
1: 2
सही उत्तर B हो।

5. Pada keadaan awal (1) fluks magnetik berubah sebesar 5 Wb selama 2 detik pada sebuah kumparan yang mempunyai 20 lilitan. Pada keadaan (2) untuk perubahan fluks yang sama dibutuhkan waktu 8 detik. Perbandingan GGL induksi keadaan (1) dan (2) adalah…

क. २:३
ख. ३:२
ग. ४:९
घ. ९:४
ङ. १०० : ६१

छलफल
यो थाहा छ :
Laju perubahan fluks (ΔØ_B / Δt) awal = 5/2
Laju perubahan fluks (ΔØ_B / Δt) akhir = 5/8
Jumlah lilitan (N) = 20
सोधियो : Perbandingan GGL induksi awal dan akhir
जावाब :
E awal : E akhir
-एन (ΔØ)_B / Δt): -N (ΔØ_B /Δt)
२० (५/२) : २० (५/८)
५/२: ५/८
१२/२४ : १२/३६
4: 1
सही उत्तर D हो।

6. Fluks magnetik kumparan pertama mempunyai 200 lilitan berubah sebesar 0,06 Wb dalam waktu 0,4 s. Pada kumparan kedua, fluks magnetiknya berubah sebesar 0,08 Wb dalam waktu 0,2 s. Bila jumlah lilitan kumparan kedua diganti separuh jumlah lilitan kumparan pertama maka perbandingan GGL induksi kumparan pertama dan kedua adalah…
क. २:३
ख. ३:२
ग. ४:९
घ. ९:४
ङ. १०० : ६१
छलफल
यो थाहा छ :
Laju perubahan fluks (ΔØ_B / Δt) awal = 0,06/0,4
Jumlah lilitan (N) awal = 200
Laju perubahan fluks (ΔØ_B / Δt) akhir = 0,08/0,2
Jumlah lilitan (N) akhir = 100
सोधियो : Perbandingan GGL induksi awal dan akhir
जावाब :
E awal : E akhir
-एन (ΔØ)_B / Δt): -N (ΔØ_B /Δt)
२० (५/२) : २० (५/८)
२ (०.१५): १ (०.४)
0,3: 0,4
3: 4

7. Di antara faktor-faktor berikut :

(1) Jumlah lilitan kumparan

(2) Laju perubahan fluks magnetik

(3) Arah medan magnetik

Yang memperbesar GGL induksi adalah….

क. (१), (२), र (३)

ख. (३) र (४) मात्र

ग. (१) र (३) मात्र

घ. (४) मात्र

E. (2) मात्र

छलफल

GGL adalah singkatan dari Gaya Gerak Listrik. Dengan kata lain, GGL adalah sumber arus listrik seperti baterai dll. Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Faraday ditemukan bahwa walaupun medan magnet konstan tidak dapat menghasilkan arus listrik tetapi perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik yang dihasilkan ini dinamakan arus induksi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi GGL induksi dapat ditentukan menggunakan hukum induksi Faraday, secara matematis dinyatakan dengan rumus :

Tanda negatif pada rumus di atas menjelaskan bahwa arah medan magnet yang dihasilkan oleh arus induksi selalu berlawanan dengan arah medan magnet yang menghasilkan arus induksi.

जानकारी:

N = jumlah lilitan kumparan, B = medan magnetik, A = luas permukaan loop,  θ = sudut antara medan magnet (B) dengan garis yang tegak lurus permukaan kumparan (A).

Jika B tegak lurus permukaan kumparan maka θ = 0^o sehingga Φ_B = B A cos 0^o = बीए (1) = B A.

Jika B sejajar permukaan kumparan maka θ = 90^o sehingga Φ_B = B A cos 90^o = बीए (0) = 0.

Berdasarkan rumus di atas disimpulkan bahwa yang memperbesar GGL induksi adalah jumlah lilitan kumparan (N), laju perubahan fluks magnetik dan arah medan magnetik (θ).

सही उत्तर A हो।

8. Di antara faktor-faktor berikut :

(1) jumlah lilitan kumparan

(2) laju perubahan fluks magnetik

(3) hambatan luar

Yang mempengaruhi GGL induksi pada kumparan adalah….

क. (१) र (२)

ख. (१) र (३)

ग. (३) मात्र

घ. (२) र (४)

E. (3) मात्र

छलफल

सही उत्तर B हो।

9. Perhatikan gambar berikut! Jika arus listrik I dialirkan pada kawat AB maka arah gaya magnetik yang dialami kawat AB adalah…

A. Ke arah B
B. Ke kiri
C. Ke kanan
D. Tegak lurus masuk bidang kertas
E. Tegak lurus keluar bidang kertas

छलफल
यो थाहा छ :
Arah arus listrik = A ke B (ke bawah)
चुम्बकीय क्षेत्रको दिशा = चुम्बकको उत्तरी ध्रुवदेखि दक्षिणी ध्रुव (दायाँतिर)
सोधियो : Arah gaya magnet
जावाब :

दायाँ हातको नियम
आफ्नो दाहिने हात फैलाउनुहोस्, आफ्नो औंला सीधा गर्नुहोस्, र आफ्नो अन्य चार औंलाहरू बन्द गर्नुहोस्। आफ्नो चार औंलाहरू यसरी मिलाउनुहोस् कि तिनीहरूले चुम्बकीय क्षेत्र (B) को दिशामा औंल्याउँछन्। दान ibu jari menunjukan arah gerak muatan (v). Jika muatan listrik positif, telapak tangan kanan menuju arah gaya magnet (F). Jika muatan negatif, punggung tangan kanan menuju arah gaya magnet (F).

Arah arus listrik konvensional seperti pada soal di atas sama dengan arah muatan listrik positif. Jika diterapkan aturan tangan kanan maka arah gaya magnet adalah tegak lurus keluar bidang kertas atau menuju mata pembaca.
सही उत्तर E हो।

10. Kawat lurus berarus I diletakkan di antara dua kutub magnet seperti gambar. Arah gaya magnet pada kawat adalah searah dengan…

A. Sumbu z positif
B. Sumbu z negatif
C. Sumbu y positif
D. Sumbu y negatif
E. Sumbu x positif

छलफल
यो थाहा छ :
Arah arus listrik = ke kiri
Arah medan magnet = utara ke selatan (ke atas)
सोधियो : Arah gaya magnet
जावाब :
Jika diterapkan aturan tangan kanan maka arah gaya magnet adalah tegak lurus masuk bidang kertas atau menjauhi mata pembaca atau searah sumbu z negatif.
सही उत्तर B हो।

प्रश्न स्रोत:

सिनियर हाई स्कूल/भोकेसनल हाई स्कूलको लागि राष्ट्रिय परीक्षा भौतिकशास्त्र प्रश्नहरू