Agar GGL maksimum yang dihasilkan oleh generator menjadi 2 kali semula maka

1. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.33

Suatu generator mempunyai kumparan dengan jumlah lilitan N dan luas penampang A. Kumparan berada dalam medan magnet B, kemudian diputar dengan kecepatan sudut 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…

A. 25 volt

B. 50 volt

C. 100 volt

D. 200 volt

E. 250 volt

Pembahasan

Diketahui :

Jumlah lilitan 1 (N1) = N

Luas penampang 1 (A1) = A

Medan magnet 1 (B1) = B

Kecepatan sudut 1 (ω1) = ω

GGL induksi maksimum 1 (ε1) = 50 Volt

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

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

Ditanya : Besar GGL induksi maksimum 2 (ε2)

Jawab :

Persamaan GGL induksi maksimum :

εmaks = N B A ω

Keterangan :

εmaks = ggl induksi maksimum, N = jumlah lilitan, B = medan magnet, A = luas penampang, ω = kecepatan sudut

GGL induksi maksimum 1 (ε1) :

εmaks = N B A ω

Jika ω = 1 dan B = 1 maka

50 = N (1) A (1)

50 = N A

GGL induksi maksimum 2 (ε2) :

εmaks = N B A ω

NA = 50, B =0,5, ω = 4

εmaks = (50)(0,5)(4)

εmaks = 100

Jawaban yang benar adalah C.

2. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.33

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

Pembahasan

Persamaan GGL induksi maksimum :

εmaks = N B A ω

Keterangan :

εmaks = 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 εmaks = N B A ω = (1)(1)(1)(1) = 1

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

εmaks = N B A ω

εmaks = (2)(1)(1)(2)

εmaks = 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.

εmaks = N B A ω

εmaks = (1)(2)(1)(2)

εmaks = 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.

εmaks = N B A ω

εmaks = (1)(1)(2)(1/4) = 2/4

εmaks = 1/2

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.

εmaks = N B A ω

εmaks = (4)(1)(1)(1/4) = 4/4

εmaks = 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.

εmaks = N B A ω

εmaks = (1)(1)(1)(1)

εmaks = 1

Jawaban yang benar adalah C.

3. Soal UN fisika SMA/MA 2014/2015 No.33

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. Jika 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 dan E2 adalah…

A. 1 : 1

B. 1 : 2

C. 1 : 4

D. 2 : 1

E. 4 : 1

Pembahasan

Diketahui :

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