1.4. Contoh Soal

1. Seperti diperlihatkan oleh gambar dibawah ini, sebuah selonoida berarus i1

yang panjangnya 0,5 m terdiri dari 1000 lilitan kawat rapat. Sebuah kumparan

kecil dengan 10 lilitan dililitkan di atas solenoida. Berapa induktansi bersama

untuk kedua lilitan tersebut?

Jawab:

Fluks dalam selonoida :

ɸ 21 = BA= µ0N1i1A

l

Fluks ɸ 21 ini setara dengan ɸ, yaitu fluks bersama total didalam kumparan 1

dan 2 , sehingga:

M = N2 ɸ 21 = µ0AN1N2 = (4π x 10-7) (10-3) (103) (10)

i1 l 0,5

= 2,5 X 10-5 H= 25 µH

2. Sebuah selonoida panjang mempunyai 200 lilitan/cm dan mengangkut sebuah

arus sebesar 1,5 A, diameternya adalah 3,0 cm. pada pusat selonoida

ditempatkan sebuah koil yang terbungkus rapat yang diameternya 2 cm dan

yang terdiri dari 100 lilitan. Koil tersebut disusun sehingga B di pusat

selonoida adalah sejajar dengan sumbunya. Arus di dalam selonoida direduksi

menjadi nol dan kemudian dinaikkan sampai 1,5 A didalam arah lain pada

kecepatan pertambahan yang tetap selama perioda 0,050 s. Berapakah

tegangan gerak elektris imbas yang muncul didalam koil sewaktu arus

diubah?

Jawab :

B = µ0ni

= (4π x 10-7 T-m/A) (200x 10-2lilitan/m)(1,5 A)

Luas koil (bukan luas selonoida) = 3,1 x 10-4 m2

Fluks mula-mula ɸ melalui setiap lilitan koil diberikan oleh

ɸB = BA = (3,8 x 10-2 T) (3,1 x 10-4m2)

= 1,2 x 10-5 Weber

Fluks berubah dari nilai mula-mula sebesar 1,2 x 10-5 Wb menjadi nilai akhir

sebesar -1,2 x 10-5Wb. Perubahan fluks ∆ɸB untuk setiap lilitan kecil selama

perioda 0,05 s dengan demikian adalah dua kali nilai semula.

Tegangan gerak elektri imbas adalah:

ε = -N∆ɸB = (100)(2 x 1,2 x 10-5Wb)

= -4,8 x 10-2V

= -48 Mv

(Tanda negatif menunjukan arah tegangan elektrtik)

3. Pada sebuah transformator tertulis : tegangan primer 110 V , tegangan

sekunder 6 V dan arus maksimum yang dapat diambil dari transformator 300

mA . Hitunglah (a) perbandingan jumlah lilitan kumparan sekunder dan

primer, (b) arus maksimum yang dapat mengalir pada kumparan primer, (c)

daya maksimum yang dapat ditarik oleh beban.

Jawab:

N2 = ε2 = 6

N1 ε1 110

i1 = ε2 i2 = 6 (300) = 18 mA

ε1 110

Bila arus sekunder yang ditarik lebih besar daripada 300 mA maka tegangan

sekunder akan turun dari 6 V, karena adanya hambatan dalam atau hambatan

keluaran dari transformator. Jika berhubungan dengan arus yang besar, beban

arus yang melebihi rating arus akan menyebabkan kawat lilitan terbakar.

P2 = ε2i1 = (6) (0,3) = 1,8 watt m2