Kumpulan Contoh Soal Induksi Elektromagnetik beserta Jawabannya Lengkap

Kumpulan Contoh Soal Induksi Elektromagnetik beserta Jawabannya Lengkap – Apakah kamu pernah bertanya-tanya bagaimana listrik bisa mengalir ke rumah kita tanpa kabel yang terlihat?

Atau mengapa kita bisa mendengarkan musik favorit kita dengan mudah melalui speaker nirkabel?

Jawabannya adalah induksi elektromagnetik, sebuah konsep penting dalam dunia listrik dan magnetisme yang mengubah dunia kita. Yuk, kita pelajari mengenai induksi elektromagnetik lebih lanjut melalui ulasan berikut!

Pengertian Induksi
Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik adalah suatu proses di mana arus listrik dihasilkan dalam sebuah kawat ketika medan magnet berubah atau bergerak melalui kawat tersebut.

Ini adalah konsep yang sangat penting dalam teknologi modern dan menjadi dasar bagi banyak perangkat seperti generator listrik, transformator, dan bahkan ponsel nirkabel.

Ringkasan Materi
Induksi Elktromagnetik

1. Fluks Magnetik adalah banyaknya “garis-garis kekuatan magnet” yang melintasi suatu area tertentu secara tegak lurus.

Kamu bisa menghitungnya dengan mengalikan besar medan magnet (B) dengan luas area (A).

Φ = B
. A

2. Hukum Faraday mengatakan bahwa saat kita menggerakkan magnet di dekat kawat yang membentuk loop tertutup, terjadi aliran listrik dalam kawat tersebut.

Gaya dorong listrik (ε) ini tergantung pada seberapa cepat perubahan fluks magnetik (Φ) terjadi dalam loop tersebut. Makin cepat perubahannya, makin besar ggl induksinya.

3. Hukum Lenz menjelaskan bahwa arah aliran listrik yang dihasilkan selalu akan membuat efek yang “menentang” perubahan yang menyebabkannya.

Misalnya, jika kita mendekatkan magnet ke kawat, arus listrik akan mengalir sehingga menciptakan medan magnet yang berlawanan untuk “menolak” magnet tersebut.

4. Faktor Perubahan Fluks. Ada tiga cara untuk mengubah fluks magnetik:

(a) Mengubah luas area kawat,

(b) Mengubah kekuatan medan magnet, atau

(c) Mengubah orientasi kawat terhadap medan magnet.

5. GGL Induksi Diri adalah gaya dorong listrik yang timbul dalam kumparan ketika fluks utama berubah. Ini selalu memiliki arah yang berlawanan dengan perubahan fluks.

Besarnya ggl induksi diri tergantung pada seberapa cepat perubahan arus dalam kumparan itu sendiri.

6. Induktansi Diri Solenoida adalah ukuran seberapa baik solenoida (kumparan panjang) dapat menghasilkan medan magnet sendiri ketika arus mengalir melaluinya.

Ini tergantung pada besarnya medan magnet (μ), luas penampang solenoida (A), dan jumlah lilitan kawat (N) dalam solenoida itu.

Contoh Soal Induksi
Elektromagnetik beserta Jawabannya Bagian 1

1. Apa yang dimaksud dengan induksi elektromagnetik?

a. Proses pembuatan magnet

b. Proses pembuatan listrik
dengan magnet

c. Proses perubahan medan magnet

d. Proses perubahan medan
listrik

e. Proses perubahan medan
gravitasi

Jawaban:
b. Proses pembuatan listrik dengan magnet

2. Rumus matematis untuk menghitung fluks magnetik (Φ) adalah….

a. Φ = B/A

b. Φ = B × A

c. Φ = B – A

d. Φ = B + A

e. Φ = A/B

Jawaban:
b. Φ = B × A

3. Menurut Hukum Faraday, apa yang terjadi saat laju perubahan fluks magnetik meningkat dalam sebuah loop tertutup?

a. Gaya gravitasi bertambah

b. Gaya listrik meningkat

c. Fluks magnetik tidak berubah

d. Gaya magnetik menurun

e. Gaya magnetik bertambah

Jawaban:
b. Gaya listrik meningkat

4. Hukum Lenz menyatakan bahwa arah aliran listrik yang dihasilkan selalu….

a. Membantu perubahan yang
menyebabkannya

b. Tidak ada hubungannya dengan
perubahan yang menyebabkannya

c. Menentang perubahan yang
menyebabkannya

d. Sama dengan perubahan yang
menyebabkannya

e. Tergantung pada jenis bahan

Jawaban:
c. Menentang perubahan yang menyebabkannya

5. Faktor apa yang dapat mengubah fluks magnetik dalam sebuah kumparan?

a. Perubahan suhu

b. Perubahan warna

c. Perubahan orientasi bumi

d. Perubahan luas bidang
kumparan

e. Perubahan panjang kumparan

Jawaban:
d. Perubahan luas bidang kumparan

Contoh Soal Induksi
Elektromagnetik beserta Jawabannya Bagian 2

6. GGL induksi diri adalah….

a. Gaya gravitasi yang bertindak
pada kumparan

b. Gaya listrik yang bertindak
pada kumparan

c. Gaya magnetik yang bertindak
pada kumparan

d. Gaya yang menentang perubahan
fluks magnetik dalam kumparan

e. Gaya yang mempercepat
perubahan fluks magnetik dalam kumparan

Jawaban:
d. Gaya yang menentang perubahan fluks magnetik dalam kumparan

7. Induktansi diri solenoida tergantung pada….

a. Kecepatan arus

b. Luas penampang solenoida

c. Warna solenoida

d. Jumlah lilitan kawat dalam
solenoida

e. Panjang solenoida

Jawaban:
d. Jumlah lilitan kawat dalam solenoida

8. GGL induksi yang muncul pada generator dengan perubahan medan magnet yang dijelaskan oleh persamaan B = (t² + 2t + 2) tesla, jika luas penampang kumparan adalah 10 cm² dan terdiri dari 1000 lilitan pada t = 2 detik adalah berapa?

a. 6 V

b. 8 V

c. 10 V

d. 4 V

e. 2 V

Jawaban: a. 6 V

9. Sebuah medan magnet mengalami perubahan dengan laju 3 Tesla/detik, dan luas bidang kawat adalah 0.2 m^2. Berapa besar emf (gaya dorong listrik) yang dihasilkan dalam kawat tersebut?

a. 6 Volt

b. 0.6 Volt

c. 0.6 Tesla

d. 0.15 Volt

e. 15 Volt

Jawaban:
a. 6 Volt

10. Pada kumparan dengan 1000 lilitan dan induktansi diri sebesar 12 mH, terjadi perubahan arus sebesar 20 A setiap detiknya. Berapakah total energi yang dihasilkan oleh kumparan tersebut?

a. 0,24 J

b. 12 J

c. 24 J

d. 240 J

e. 2,4 J

Jawaban: e. 2,4 J

Contoh Soal Induksi
Elektromagnetik beserta Jawabannya Bagian 3

11. Jelaskan proses induksi elektromagnetik dan bagaimana perubahan fluks magnetik berhubungan dengan munculnya GGL (gaya dorong listrik) dalam sebuah kawat.

Berikan contoh kasus di mana induksi elektromagnetik terjadi.

Jawaban: Induksi elektromagnetik adalah proses di mana perubahan dalam medan magnet menghasilkan arus listrik dalam sebuah kawat.

Ketika fluks magnetik (jumlah garis gaya medan magnet yang melintasi area tertentu) yang menembus kawat berubah, maka akan muncul GGL dalam kawat tersebut.

GGL ini akan mendorong aliran elektron dalam kawat, menghasilkan arus listrik.

Contoh kasusnya adalah saat kita menggerakkan magnet ke dekat sebuah kumparan kawat atau saat kita mengalirkan arus listrik melalui sebuah solenoida untuk menghasilkan medan magnet.

12. Bagaimana prinsip induksi elektromagnetik digunakan dalam transformator? Jelaskan peran utama transformator dalam sistem distribusi listrik.

Jawaban: Prinsip induksi elektromagnetik digunakan dalam transformator dengan memanfaatkan dua kumparan kawat yang saling terkait, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Ketika arus listrik mengalir dalam kumparan primer, medan magnet yang dihasilkan merambat melalui inti transformator dan menginduksi GGL dalam kumparan sekunder.

Hal ini menyebabkan arus listrik mengalir dalam kumparan sekunder.

Transformator berperan penting dalam sistem distribusi listrik karena memungkinkan penyesuaian tegangan listrik untuk distribusi yang lebih efisien.

Dengan mengubah tegangan listrik, transformator dapat meningkatkan atau menurunkan tegangan sebelum listrik disalurkan ke rumah-rumah dan bisnis.

Contoh Soal Induksi
Elektromagnetik beserta Jawabannya Bagian 4

3. Sebuah kumparan memiliki 200 lilitan kawat dan medan magnet yang
melalui kumparan tersebut berubah dengan laju 0,02 Tesla/detik. Hitunglah besar
ggl induksi (ε) yang dihasilkan dalam kumparan tersebut.

Jawaban: Diketahui:

• Jumlah lilitan (N) = 200 lilitan
• Laju perubahan medan magnet (dΦ/dt) =
  0,02 Tesla/detik

Kita dapat menggunakan rumus: 

ε =−200×0,02

ε=−4 Volt

Jadi, ggl induksi (ε) yang dihasilkan dalam kumparan adalah -4 Volt.

14. Kuat arus listrik pada suatu kumparan berubah dari 10 Ampere menjadi 1 Ampere dalam waktu 0,4 detik. Jika GGL induksi yang terjadi adalah 45 V, hitunglah nilai induktansi kumparan tersebut!

Jawaban: rumus hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik:

Di mana:

• ε adalah GGL (gaya dorong listrik) yang dihasilkan (dalam volt, V).
• L adalah induktansi kumparan (dalam henry, H).
• dI adalah perubahan kuat arus listrik (dalam ampere, A).
• dt adalah perubahan waktu (dalam detik, s).

Dalam kasus ini, kita sudah diberikan beberapa nilai:

• Kuat arus listrik awal (I_awal) = 10 A
• Kuat arus listrik akhir (I_akhir) = 1 A
• Perubahan waktu (Δt) = 0,4 detik
• GGL (ε) = 45 V

Kita dapat menghitung perubahan kuat arus listrik (dI) sebagai selisih antara I_akhir dan I_awal:

dI=Ia​khir−Ia​wal

dI=1A−10A

dI=−9A

Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus hukum Faraday untuk mencari nilai induktansi (L):

45V=22,5LH

Sekarang kita dapat menyelesaikan persamaan untuk L:

L=2H

Jadi, nilai induktansi kumparan tersebut adalah 2 henry (H).

Contoh Soal Induksi
Elektromagnetik beserta Jawabannya Bagian 5

15. Sebuah kumparan dengan induktansi sebesar 5 milihenry mengalami perubahan dalam kuat arus listriknya, berubah dari 0,2 ampere menjadi 1,0 ampere dalam rentang waktu sekitar 0,01 detik.

Hitunglah berapa besar tegangan yang muncul sebagai hasil dari perubahan ini!

Jawaban: rumus hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik:

Di mana:

• ε adalah tegangan yang timbul (dalam volt, V).
• L adalah induktansi kumparan (dalam henry, H).
• dI adalah perubahan kuat arus listrik (dalam ampere, A).
• dt adalah perubahan waktu (dalam detik, s).

Dalam kasus ini, kita sudah diberikan beberapa nilai:

• Induktansi kumparan (L) = 5 mH = 5 x 10⁻³ H
• Kuat arus awal (I_awal) = 0,2 A
• Kuat arus akhir (I_akhir) = 1,0 A
• Perubahan waktu (Δt) = 0,01 detik

Kita perlu menghitung perubahan kuat arus (dI) terlebih dahulu:

dI=Ia​khir−Ia​wal

dI=1,0A−0,2A

dI=0,8A

Selanjutnya, kita dapat menggunakan rumus hukum Faraday untuk menghitung tegangan (ε):

ε=−(5x10−3H)⋅80A/s

ε=−0,4V

Jadi, besarnya tegangan yang timbul akibat perubahan kuat arus dalam
kumparan adalah 0,4 volt (V).

Penutup

Induksi elektromagnetik adalah konsep yang menggambarkan bagaimana perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik dalam kawat.

Dalam contoh soal induksi elektromagnetik beserta jawabannya, Mamikos menggambarkan sebuah kumparan dengan induktansi tertentu yang mengalami perubahan kuat arus listrik dalam waktu tertentu.

Semoga artikel contoh soal induksi elektromagnetik beserta jawabannya membantu kamu memahami konsep dasar tentang induksi elektromagnetik dan bagaimana menerapkannya dalam situasi nyata.

Dengan pemahaman ini, kamu dapat menjelajahi lebih jauh dalam dunia ilmu pengetahuan dan teknologi yang melibatkan elektromagnetisme.

Jangan ragu untuk terus belajar dan menjawab tantangan baru dalam fisika dan ilmu pengetahuan lainnya. Terima kasih telah membaca!

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta