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