INDUKSI ELEKTROMAGNET 1.
Hipotesis tentang gejala kelistrikan dan ke-magnetan yang disusun Maxwell ialah .... a. perubahan medan listrik akan menghasilkan medan magnet b. di sekitar muatan listrik terdapat medan listrik c. aliran muatan listrik menghasilkan medan magnet d. perubahan medan magnet akan menghasilkan medan listrik e. muatan listrik menghasilkan medan listrik
2.
Perubahan medan listrik akan dapat menimbulkan pembahan medan magnet. Pernyataan ini merupakan hipotesa dari .... a. Faraday d. Lenz b. Maxwell e. Hertz c. Biot-Savart
3.
Sebuah kumparan kawat terdiri atas 10 lilitan diletakkan dalam medan magnet. Apabila fluks magnet yang dilingkupi berubah dari 2 x 10-4 Wb menjadi 104 Wb dalam waktu 10 millisekon, maka gaya gerak listrik induksi yang timbul sebesar .... a. 1 x 10-1 V d. 2 x 10-3 V -2 b. 2 x 10 V e. 1 x 10-3 V -2 c. 1 x 10 V
4.
Sebuah kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan baterai. Arah GGL induksi diri yang terjadi pada kumparan selalu .... a. searah dengan tegangan baterai b. berlawanan arah dengan garis medan magnetik kumparan c. searah dengan arus yang ditimbulkan baterai d. berlawanan arah dengan tegangan baterai e. searah dengan garis medan magnetik kumparan
5.
Fluks magnetik sebesar 2 x 102 weber menembus kumparan yang memiliki 1200 lilitan. Ketika fluks tersebut berubah sebesar dihasilkan ggl induksi sebesar 120 volt. Maka besarnya adalah .... a. 1 x 102 weber d. 4 x 102 weber 2 b. 2 x 10 weber e. 5 x 102 weber 2 c. 3 x 10 weber
6.
Perhatikan gambar di samping!
Jika kumparan N2 digerakkan ke kanan, maka pada kumparan N1 timbul arus induksi Iind dan medan magnet induksi Bind, dan masing-masing arahnya .... a. Iind pada R dan A ke B, Bind di dalam N1 ke kanan b. Iind pada R dari A ke B, Bind di dalam N1 ke kiri c. Iind pada R dari A ke B, Bind di luar N1 ke kiri d. Iind pada R dari B ke A, Bind di dalam N1 ke kanan e. Iind pada R dari B ke A, Bind di dalam N1 ke kiri
-1-
7.
Fluks magnetik di dalam suatu kumparan yang memiliki 20 lilitan berubah sesuai persamaan: = 4t2 + 2t + 5 Maka ggl induksi yang timbul pada kumparan saat t = 2 sekon adalah .... a. 18 volt d. 270 volt b. 90 volt e. 360 volt c. 180 volt
8.
Fluks magnetik yang menembus sebuah kawat melingkar yang memiliki hambatan 10 , berubah terhadap waktu sesuai persamaan: = 6t2 – 2t + 1, dimana dalam weber dan t dalam sekon. Maka besarnya arus induksi pada saat t = 0,25 sekon sama dengan .... a. 1,2 A d. 0,2 A b. 1,0 A e. 0,1 A c. 0,5 A
9.
Suatu kawat penghantar digerakkan tegak lurus terhadap medan magnet homogen. Besarnya GGL induksi yang timbul .... a. berbanding lurus dengan panjang penghantar dan kuat medan magnet b. berbanding lurus dengan panjang penghantar, kecepatan gerak, dan kuat medan magnet c. berbanding lurus dengan kecepatan gerak dan berbanding terbalik dengan kuat medan magnet d. berbanding lurus dengan panjang penghantar dan kuat medan magnet dan berbanding terbalik dengan kecepatan gerak e. berbanding lurus dengan kecepatan gerak dan kuat medan dan berbanding terbalik dengan panjang penghantar
10. Kawat PQ diletakkan dalam medan magnet homogen seperti gambar berikut. Pernyataan yang benar dari gambar tersebut adalah ....
a. b. c. d. e.
potensial potensial potensial potensial potensial
Q lebih tinggi dari P jika kawat digeser searah sumbu X + Q lebih tinggi dari P jika kawat digeser searah sumbu Y + P lebih tinggi dari Q jika kawat digeser searah sumbu Y+ P lebih tinggi dari Q jika kawat digeser searah sumbu X + P lebih tinggi dari Q jika kawat digeser searah sumbu Z+
11. Sepotong kawat digerakkan dalam medan magnet menghasilkan ggl sebesar V di antara ujung-ujungnya. Jika kawat diperpendek menjadi setengah semula dan kecepatan geraknya diperbesar menjadi dua kali semula pada medan magnet tetap, maka besar ggl yang timbul sebesar .... a. 1 V d. 4 V b. 2 V e. 8 V c. 3V 12. Kumparan berpenampang persegi panjang (10 cm x 10 cm) terdiri atas 10 lilitan, diputar dalam medan magnet homogen dari 103 T. Bila arah putarnya tegak lurus terhadap medan dan frekuensi putarnya 10 Hz, maka ggl maksimum yang terjadi .... a. 6,28 x 10-7 volt d. 6,28 x 104 volt -6 b. 6,28 x 10 volt e. 6,28 x 10-3 volt -5 c. 6,28 x 10 volt
-2-
13. Yang menjadi dasar kerja generator adalah a. Hukum Biot-Savart b. Hukum Faraday c. Hukum Lenz d. Gaya Lorentz e. Penemuan Oersted
14. Suatu kumparan dengan 30 lilitan dan berukuran 25 cm x 40 cm berada dalam medan magnetik 0,05 weber/m2. Agar dihasilkan ggl maksimum sebesar 7,5 n volt, kumparan tersebut harus diputar dengan kecepatan .... a. 1000 rpm d. 1800 rpm b. 1200 rpm e. 2200 rpm c. 1500 rpm
15. Gambar di bawah ini: a. Dasar kerja generator listrik arus bolak-balik b. Kumparan yang diputar dalam medan magnet dilihat dari samping.
Posisi kumparan pada gambar b akan menghasilkan ggl sesaat kali tegangan maksimum pada saat sudut bernilai .... a. 15° d. 60° b. 30° e. 75° c. 45°
16. Tabel di samping ini menunjukkan kumparan persegi panjang yang berputar dalam medan magnet. Kumparan yang mengalami tegangan bolak-balik terbesar pada sudut fase yang sama adalah .... a. b. c.
No 1 2 3 4 5
1 2 3
Jumlah medan lilitan magnet N B 1/2 N 2B N 2B 1/2 N 3B N 1/2 B
d. e.
4 5
luas penampang A 2A 2A 2A 1/2 A
kecepatan sudut
17. Suatu generator memiliki kumparan dengan 600 lilitan. Fluks magnetik yang menembus kumparan memiliki persamaan: = 0,012 cos 150 t. Pada saat fase kumparan = 3 , gaya gerak listrik yang dihasilkan generator adalah a. 0 b. 120 V c. 160 V d. 200V e. 270 V
12
-3-
18. Pernyataan tentang induktansi diri kumparan: 1. Berbanding lurus dengan jumlah lilitan 2. Berbanding lurus dengan arus yang mengalir 3. Berbanding terbalik dengan fluks magnet yang timbul Yang benar adalah .... a. 1, 2, dan 3 d. 2 saja b. 1 dan 2 e. 1 dan 3 c. 1 saja
19. Untuk memperbesar induksi solenoid dapat dilakukan dengan: 1. menambah jumlah lilitan 2. memperbesar penampang solenoid 3. memperpendek solenoid 4. mengganti inti solenoid dengan inti yang memiliki permeabilitas lebih besar. Pernyataan yang benar adalah .... a. 1 dan 2 d. 1, 2, dan 4 b. 1 dan 3 e. 1, 2, 3, dan 4 c. 1, 2, dan 3
20. Gaya gerak listrik induksi pada kumparan yang memiliki induktansi 0,1 henry ketika arusnya berubah dengan laju 200 A.s1 adalah .... a. 8 V d. 28 V b. 12 V e. 36 V c. 20V
21. Kumparan dengan 100 lilitan dan luas penampang 1 cm2 memiliki induktansi diri 1 103 henry. Induktansi magnetik di pusat kumparan bila kuat arus 2 A mengalir pada kumparan, adalah .... a. 0,1 Wb/m2 d. 0,01 Wb/m2 2 b. 0,2 Wb/m e. 0,02 Wb/m2 2 c. 0,4 Wb/m
22. Sebuah kumparan dirangkaikan dengan sebuah lampu, baterai, dan saklar. Ketika saklar ditutup, lampu menyala dengan segera. Kemudian saklar dibuka, kumparan diberi inti besi lunak. Jika sekarang saklar ditutup, maka a. lampu tidak menyala b. lampu menyala lebih terang dari sebelumnya c. lampu menyala dari redup, dan perlahan- lahan ke terang normal d. lampu menyala lebih terang, dan perlahan-lahan redup dan padam e. lampu menyala redup
-4-
23. Perhatikan gambar. Pada saat arus i berubah dari 3,5 A menjadi 2 A, timbul fluks magnetik di dalam kumparan karena induksi. Besar dan arah fluks tersebut .... a. b. c. d. e.
1,0 1,0 2,0 2,0 3,0
weber, weber, weber, weber, weber,
24. Suatu kumparan menyimpan energi magnetik 0,05 J ketika dialiri arus listrik 1 ampere. Induktansi diri kumparan tersebut sebesar... a. 10 mH d. 100 mH b. 25 mH e. 140 mH c. 60 mH
25. Hubungan antara energi (E) yang tersimpan dalam induktor dengan kuat arus (i) yang mengalir sesuai dengan grafik berikut ini....
-5-
ARUS BOLAK-BALIK 1.
2.
Suatu sumber tegangan bolak-balik dihubungkan dengan osiloskop dengan mengatur tombol skala vertikal pada angka 2 volt/cm dan tombol sweep time (skala horizontal) pada angka 5 ms/cm sehingga diperoleh pola gambar seperti di atas. Maka tegangan efektif dan frekuensinya adalah ... a.
2 volt; 50 Hz
b.
2 2 volt; 50 Hz
c.
4 volt; 60 Hz
d.
4 2 volt; 50 Hz
e.
6 volt; 60 Hz
Jarum suatu voltmeter yang digunakan untuk mengukur suatu tegangan bolak-balik menunjuk harga 110 volt. Ini berarti bahwa tegangan itu ... a. tetap b. berubah antara 0 dan 110 volt c. berubah antara 0 dan 110 2 volt d. berubah antara 110 volt dan 110 volt e.
berubah antara 110 2 volt dan +110 2 volt
3.
Jika n buah kapasitor masing-masing dari C farad dipasang seri pada tegangan bolak-balik dengan frekuensi sudut rad/det, maka reaktansi kapasitasnya adalah ... . n a. ohm d. C ohm C C n b. ohm e. ohm n C c. nC ohm
4.
Jika kapasitor C, induksi L, dan tahanan R dipasang secara seri, maka frekuensi resonansi rangkaian dapat diturunkan dengan ..... a. mengecilnya R b. membesarnya L c. mengecilnya C d. membesarnya tegangan pada ujung-ujung rangkaian e. mengecilkan arus dalam rangkaian
5.
Pada hubungan seri hambatan R dan induktor L dalam rangkaian arus bolak-balik menghasilkan impedansi Z seperti gambar di atas. Bila ggl bolak-balik diperbesar maka ... . a. b. c. d. e.
XL XL XL XL XL
tetap; R tetap menjadi besar; R tetap tetap; R menjadi besar menjadi besar; R menjadi besar menjadi kecil; R tetap
-6-
6.
Sebuah resistor R dan sebuah kumparan L dihubungkan seri pada tegangan bolak-balik 110 V. Tegangan antara kedua ujung kumparan dan resistor sama besar. Tegangan tersebut ... V a. 25 2 d. 60 2 b. 50 e. 75 c. 50 2
7.
Sebuah kumparan diukur dengan ohm meter menunjukkan 12 ohm. Setelah dirangkai dengan sumber tegangan bolak-balik pengukuran dengan amperemeter menunjukkan 0,4 A dan pengukuran dengan voltmeter, menunjukkan 5,2 volt. Dari hasil pengukuran dapat dihitung reaktansi induktif sebesar ... . a. 2,08 ohm d. 6,24 ohm b. 4,8 ohm e. 13 ohm c. 5 ohm
8.
Dalam rangkaian seri hambatan (R = 60) dan induktor dalam tegangan arus bolak-balik, kuat arus yang lewat 2A. Apabila dalam diagram vektor di bawah ini tan = 3 , maka tegangan induktor adalah ... . 4
9.
a.
72 volt
b.
90 volt
c.
120 volt
d.
160 volt
e.
200 volt
Hambatan 100 ohm, kumparan 0,5 henry, kapasitas 0,2 mikrofarad dirangkaikan seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik yang frekuensi angulernya 5000 rad1. Harga impedansi tersebut mendekati ... . a. 100 ohm b. 200 ohm c. 1600 ohm d. 1800 ohm e. 2600 ohm
10. Pada rangkaian di bawah, pembacaan amperemeter A adalah 0,2 A dan pembacaan voltmeter V adalah 10 V. Kalau kumparan dilepaskan dari rangkaian kemudian hambatannya diukur dengan ohmmeter hasilnya adalah 30 ohm. Dari semua data tersebut, tentukanlah reaktansi induksi kumparan! a.
20 ohm
b.
30 ohm
c.
40 ohm
d.
50 ohm
e.
80 ohm
-7-
11.
Gambar di atas adalah grafik I da dan V terhadap waktu dari sebuah rangkaian arus bola-balik. Rangkaian ini berupa rangkaian ... a. resistor b. induktor c. kapasitor d. resistor dan induktor diseri e. resistor dan kapasitor diseri
12. Resistor 6 ohm dihubungkan seri dengan kumparan, lalu dihubungkan dengan tegangan bolak-balik 200 volt dengan frekuensi anguler 200 rad/s. Ternyata arus listrik yang mengalir dalam rangkaian 20 A. Berarti besar induktansi kumparan adalah ... a. 40 henry d. 0,04 henry b. 0,4 henry e. 0,02 henry c. 0,2 henry
13. Apabila dalam rangkaian seri L-C hambatan resistornya dianggap nol maka beda fase antara tegangan dan kuat arus pada rangkaian itu adalah ... a. 0 d. 90 b. 45 e. 120 c. 60
14. Suatu rangkaian seri dari hambatan 11 ohm, kumparan dengan reaktansi induktif 120 ohm dan kapasitor dengan reaktansi kapasitif 120 ohm dihubungkan dengan tegangan bolak-balik 110 volt yang frekuensinya 160 Hz. Tegangan pada kapasitor sebesar ... . a. 110 volt d. 1200 volt b. 220 volt e. 2400 volt c. 1000 volt
15. Jika dalam rangkaian seri R-L-C terjadi resonansi maka ... 1 a. XL = , dan Z maksimum XC b. XL = XC, dan Z maksimum 1 c. L = , dan Z = R C 1 d. L = , dan Z maksimum C 1 e. XL = , dan Z minimum C
-8-
16. Suatu rangkaian penerima beresonansi dengan pemancar yang panjang gelombangnya 150 m. Pemancar itu 0,1 memiliki induktor henry dan C = 3 . 108 m/s. Kapasitas kapasitor rangkaian penala itu adalah ... 16 2 a. 5 pF d. 40 pF b. 10 pF e. 100 pF c. 20 pF
17.
Gambar di atas adalah gambar dasar I dan V pada rangkaian arus bolak-balik untuk ... a. induktor b. kapasitor c. resistor dan induktor yang diseri d. resistor dan kapasitor yang diseri e. resistor, induktor dan kapasitor diseri
18.
Perhatikan gambar di atas! Besarnya VAC adalah ... . a. 70 volt d. 30 volt b. 50 volt e. 10 volt c. 40 volt
19. Rangkaian seri R = 40, L = 0,1 H dan C = 100 F dipasang pada sumber tegangan bolak-balik dengan frekuensi 100 Hz. Impedansi rangkaian itu adalah ... a. 20 d. 50 b. 30 e. 110 c. 40
20. Rangkaian seri R = 50 dan L = 0,5 H dipasang pada sumber tegangan bolak-balik V = 200 sin 100t volt. Daya rata-rata yang diberikan kepada rangkaian itu adalah ... a. 100 watt d. 200 2 watt b. c.
100 2 watt 200 watt
e.
250 watt
21. Sebuah elektromotor digunakan untuk mengangkat beban bermassa 2 kg vertikal ke atas (g =9,8 m/s 2). Bila elektromotor bekerja pada tegangan 10 V, arus yang mengalir 1,96 A dan dalam 4 detik dapat mengangkat beban setinggi 2 M, maka efisiensi elektromotor tersebut ...% a. 40 d. 80 b. 50 e. 100 c. 75
-9-
22. Induktor L = 0,2 H dipasang pada sumber tegangan bolak-balik V = 100 sin 100t volt. Persamaan arus sesaat pada kumparan itu adalah ... a. i = 5 sin (100t – 1 ) ampere b. c. d. e.
2 i = 5 sin (100t + 1 ) ampere 2
i = 5 sin 100t ampere i = 5 2 sin (100t – 1 ) ampere i=5 2
2 sin (100t + 1 ) ampere 2
23. Rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 102 H dan frekuensi resonansi 1000 Hz, maka kapasitas kapasitornya ... . 10 35 a. F d. F 2 2 25 50 b. F e. F 2 2 30 c. F 2
24. Pada frekuensi 100 Hz reaktansi induktif dari sebuah induktor adalah 200 dan reaktansi kapasitif dari sebuah kapasitor adalah 5000 . Induktor dan kapasitor tersebut dirangkaikan seri pada suatu rangkaian arus bolak-balik. Berapakah frekuensinya agar terjadi resonansi? a. 25 Hz d. 5.000 Hz b. 50 Hz e. 50.000 Hz c. 500 Hz
25. Dari rangkaian arus listrik bolak-balik seperti pada gambar, R = 8, XL = 6 dan XC = 12. Jika tegangan generator G = 150 Volt, maka : 1. beda potensial antara d dan e = 120 V 2. daya pada rangkaian 1800 W 3. arus pada rangkaian 10 A 4. beda potensial antara a dan d = 150 volt pernyataan yang benar adalah ... a. 1, 2 dan 3 b. 1 dan 3 c. 2 dan 4 d. 4 saja e. semua benar
-10-
