Sebuah kawat tertutup berbentuk lingkaran dengan diameter dapat berubah

KOMPETENSI DASAR 3.4 INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Kompetensi Pengetahuan Kompetensi Dasar 3.4 Menganalisis fenomena induksi elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari Kompetensi Keterampilan Kompetensi Dasar 4.4 Melakukan percobaan tentang induksi elektromagnetik berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Tujuan Pembelajaran 1. Menentukan besarnya fluks magnetik 2. Menganalisis arah arus induksi dalam kumparan akibat perubahan fluks magnetik 3. Menentukan besarnya ggl induksi akibat perubahan fluks magnetik dalam kumparan 4. Menganalisis ggl dan arus induksi akibat perubahan medan magnetik dalam kumparan 5. Menganalisis ggl dan arus induksi akibat perubahan luas penampang kumparan 6. Menganalisis ggl dan arus induksi akibat perubahan orientasi sudut antara arah medan magnet dan bidang kumparan 7. Menentukan ggl induksi akibat perubahan arus listrik 8. Menentukan energi yang tersimpan dalam kumparan 9. Menganalisis ggl induksi akibat induktansi silang 10. Menerapkan gejala induksi elektromagnetik pada transformator 11. Melakukan percobaan tentang induksi elektromagnetik 12. mempresentasikan hasil percobaan induksi elektromagnetik dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari Untuk mencapai tujuan pembelajaran diatas, langkah pertama silahkan kalian pelajari dan pahami ringkasan materi berikut ini : Uraian Materi INDUKSI ELEKTROMAGNETIK Dalam kehidupan sehari-hari, kita sangat bergantung pada energi listrik yang ditransmisikan oleh PLN ke rumah kita. Tahukah anda darimana energi listrik itu berasal ?, dan bagaimana proses terjadinya energi listrik itu ?. Energi listrik di rumah kita berasal dari PLTA yang diproduksi oleh generator yang digerakkan oleh turbin dengan tenaga air. Proses terjadinya perubahan energi gerak menjadi energi listrik dalam generator disebut induksi elektromagnetik. Induksi elektromagnetik adalah gejala timbulnya gaya gerak listrik di dalam suatu kumparan/konduktor bila terdapat perubahan fluks magnetik pada konduktor tersebut atau bila konduktor bergerak relatif melintasi medan magnetik. http://godamaiku.blogspot.com/2013/01/pembangkit-listrik-tenaga-air.html Gaya gerak listrik induksi adalah timbulnya gaya gerak listrik di dalam kumparan akibat perubahan jumlah garis gaya magnetik.. Dengan kata lain, akan timbul gaya gerak listrik di dalam kumparan apabila kumparan itu berada di dalam medan magnetik yang kuat medannya berubah-ubah terhadap waktu. A. Fluks magnetik Sebelum kita membahas tentang gaya gerak listrik induksi, kita harus memahami dulu tentang fluks magnetik. Fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus tegak lurus bidang kumparan. Perhatikan gambar berikut ini secara matematis fluks magnetik tersebut dinyatakan sebagai berikut: ⃗ . ⃗𝑨 𝚽 = ⃗𝑩 𝚽 = 𝑩𝑨𝒄𝒐𝒔 𝜽 https://www.myrightspot.com/2016/11/hukum-faraday-dan-hukum-lenz-pada-ggl.html B = rapat fluks magnetik (Wb.m-2 atau Tesla) A = Luas Kumparan (m2) 𝜃 = sudut antara B dengan garis yang tegak lurus permukaan kumparan. Φ = Besarnya fluks magnetik (Wb) Contoh soal 1. Suatu kumparan berbentuk persegipanjang dengan ukuran 40 cm x 25 cm berada dalam medan magnet 8 mT. Jika garis-garis gaya magnet membentuk sudut 370 terhadap garis normal bidang kumparan, berapakah fluks magnetiknya ? Penyelesaian : Diketahui : 𝐵 = 8 𝑚𝑇 = 8. 10−3 Wb. 𝑚−2 𝐴 = 40 cm x 25 cm = 1000 𝑐𝑚2 = 10−1 𝑚2 Jawaban Φ = 𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃 Φ = (8. 10−3 Wb. 𝑚2 )(10−1 𝑚2 )(𝑐𝑜𝑠 370 ) Φ = (8. 10−4 )(0,8) Φ = 6,4. 10−4 𝑊𝑏 2. Suatu kumparan berbentuk persegipanjang dengan ukuran 20 cm x 30 cm berada dalam medan magnet 5 mT. Jika garis-garis gaya magnet membentuk sudut 300 terhadap permukaan bidang kumparan, berapakah fluks magnetiknya ? Penyelesaian : Diketahui : 𝐵 = 5 𝑚𝑇 = 5. 10−3 Wb. 𝑚2 𝐴 = 20 cm x30 cm = 600 𝑐𝑚2 = 6.10−2 𝑚2 Jawaban Φ = 𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃 Φ = (5. 10−3 Wb. 𝑚2 )(6. 10−2 𝑚2 ) 𝑐𝑜𝑠(900 −300 ) Φ = (3. 10−4 )(0,5) Φ = 1,5. 10−4 𝑊𝑏 B. Hukum Faraday Konsep gaya gerak listrik pertama kali dikemukakan oleh Michael Faraday, yang melakukan penelitian untuk menentukan faktor yang memengaruhi besarnya ggl yang diinduksi. Magnet batang digerakkan masuk keluar kumparan menyebabkan perubahan jumlah garis gaya magnet dalam kumparan sehingga jarum galvanometer bergerak Faraday menemukan bahwa induksi sangat bergantung pada waktu, yaitu semakin cepat terjadinya perubahan medan magnetik, ggl yang diinduksi semakin besar. ggl induksi sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik .Yang dikenal dengan Hukum Induksi Faraday, yang berbunyi: “gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut”. Secara matematik dituliskan 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 ΔΦ Δ𝑡 Tanda negatif pada persamaan menunjukkan arah ggl induksi. Apabila perubahan fluks ΔΦ terjadi dalam waktu singkat Δ𝑡 → 0 , maka ggl induksi menjadi: ΔΦ 𝜀𝑖𝑛 = lim −𝑁 Δ𝑡→0 Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 dengan: 𝜀𝑖𝑛 = ggl induksi (volt) N = banyaknya lilitan kumparan ΔΦ = perubahan fluks magnetik (weber) Δ𝑡 = selang waktu (s) dΦ d𝑡 Contoh soal Contoh soal 1. Sebuah kumparan terdiri dari 1200 lilitan berada dalam medan magnetik, apabila kumparan terjadi perubahan flux magnetik 2 x 10-3 Wb setiap detik, tentukan besarnya ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan. Penyelesaian : Diketahui : 𝑁 = 1200 ΔΦ = 2. 10−3 Wb. 𝑠 −1 . Δ𝑡 Jawaban ΔΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = (1200 ). (2. 10−3 Wb. 𝑠 −1 ). 𝜀𝑖𝑛 = 2,4 𝑣𝑜𝑙𝑡 2. Sebuah kawat melingkar diletakkan dalam fluks magnetik yang berubah terhadap waktu, dinyatakan dengan persamaan   (2t  4) 2 Wb. Tentukan gaya geraklistrik induksi pada saat t = 2 sekon. Penyelesaian : Diketahui : 𝑁=1   ( 2t  4) 2 Jawaban dΦ 𝜀𝑖𝑛 = 𝑁 d𝑡 d 𝜀𝑖𝑛 = 𝑁 (2𝑡 + 4)2 d𝑡 𝜀𝑖𝑛 = (1). 2(2𝑡 + 4). 2 𝜀𝑖𝑛 = (1). 2(2.2 + 4). 2 𝜀𝑖𝑛 = 32 𝑣𝑜𝑙𝑡 C. Hukum Lenz Apabila ggl induksi dihubungkan dengan suatu rangkaian tertutup dengan hambatan tertentu, maka mengalirlah arus listrik. Arus ini dinamakan dengan arus induksi. Arus induksi dan ggl induksi hanya ada selama perubahan fluks magnetik terjadi. Hukum Lenz menjelaskan mengenai arus induksi, yang berarti bahwa hukum tersebut berlaku hanya kepada rangkaian penghantar yang tertutup. Hukum ini dinyatakan oleh Heinrich Friedrich Lenz (1804 - 1865), yang sebenarnya merupakan suatu bentuk hukum kekekalan energi. Hukum Lenz menyatakan bahwa: “ggl induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan asal perubahan fluks”. Perubahan fluks akan menginduksi ggl yang menimbulkan arus di dalam kumparan, dan arus induksi ini membangkitkan medan magnetnya sendiri. Gambar menunjukkan penerapan Hukum Lenz pada arah arus induksi. Pada Gambar (a) dan (d), magnet diam sehingga tidak ada perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan. Pada Gambar (b) menunjukkan fluks magnetik utama yang menembus kumparan dengan arah ke bawa akan bertambah pada saat kutub utara magnet didekatkan kumparan. Arah induksi pada Gambar (c), (e), dan (f ), juga dapat diketahui dengan menerapkan Hukum Lenz. D. Faktor-faktor penyebab timbulnya ggl induksi Penyebab utama timbulnya ggl induksi adalah terjadinya perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh suatu loop kawat. Besarnya fluks magnetik telah dinyatakan pada persamaan : 𝚽 = 𝑩𝑨𝒄𝒐𝒔 𝜽 Dengan demikian, ada tiga faktor penyebab timbulnya ggl pada suatu kumparan, yaitu:  perubahan induksi magnetik (B)  perubahan luas bidang kumparan (A),  perubahan orientasi sudut kumparan terhadap medan magnetik (𝜃) a. Ggl induksi pada suatu kumparan akibat perubahan induksi magnetik (B) Perubahan induksi magnetik ΔB juga dapat menimbulkan ggl induksi pada luasan bidang kumparan yang konstan, yang dinyatakan sebagai berikut: ΔΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 Δ(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 ΔB Δ𝑡 ΔB = perubahan induksi magnet (Wb. 𝑚−2 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑇𝑒𝑠𝑙𝑎) 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁𝐴. cos 𝜃 Apabila perubahan induksi magnetik ΔB terjadi dalam waktu singkat Δ𝑡 → 0 , maka ggl induksi menjadi: dΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 d𝑡 𝐝𝐁 d(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝜺𝒊𝒏 = −𝑵𝑨. 𝐜𝐨𝐬 𝜽 𝐝𝒕 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 d𝑡 Contoh soal 1. Sebuah kumparan terdiri atas 1.000 lilitan dengan teras kayu berdiameter 4 cm. Apabila medan magnetik B = 0,015 tesla dengan garis medan sejajar batang kayu tiba-tiba dihilangkan dalam waktu 20 ms, tentukan ggl induksi yang timbul pada kumparan. Penyelesaian : Diketahui : 𝑁 = 1000 𝐴 = 𝜋(0,02)2 𝑚 ΔB = 0 − 0,015 𝑡𝑒𝑠𝑙𝑎 Δ𝑡 = 0,02 𝑠 Jawaban : ΔB 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁𝐴. cos 𝜃 Δ𝑡 (0 − 0,015) 𝜀𝑖𝑛 = −(1000)(𝜋(0,02)2 ). cos 00 0,02 𝜀𝑖𝑛 = 0,3𝜋 𝑣𝑜𝑙𝑡 = 0,942 𝑣𝑜𝑙𝑡 2. Medan magnet B = 10 sin 4t Wb/m2 menembus tegak lurus kumparan seluas 20 cm2 yang terdiri atas 100 lilitan. Jika hambatan kumparan 4 ohm, berapakah kuat arus maksimum yang diinduksikan pada kumparan tersebut ? dB 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁𝐴. cos 𝜃 d𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −(100)(0,002). cos 00 d(B = 10 sin 4t) d𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −(0,2). (1)( 40cos 4t) 𝜀𝑖𝑛 = −8. cos 4𝑡 𝜀𝑚𝑎𝑘𝑠 = 8 𝑣𝑜𝑙𝑡 Kuat arus maksimum : 𝑖𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝜀𝑚𝑎𝑘𝑠 𝑅 8 =4=2𝐴 b. Ggl induksi pada suatu kumparan akibat perubahan luas bidang kumparan (A) Perubahan luas kumparan ΔA dapat menimbulkan ggl induksi pada induksi magnetik yang konstan, yang dinyatakan sebagai berikut: 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 ΔΦ Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) Δ𝑡 ΔA Δ𝑡 ΔA = perubahan luas (𝑚2 ) 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁. B cos 𝜃 Apabila perubahanluas ΔA terjadi dalam waktu singkat Δ𝑡 → 0 , maka ggl induksi menjadi: dΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 d𝑡 d(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝐝𝐀 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 𝜺𝒊𝒏 = −𝑵𝑩. 𝐜𝐨𝐬 𝜽 d𝑡 𝐝𝒕 Contoh soal 1. Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan diameter dapat berubah berada pada bidang normal medan magnet 0,5 T. Apabila diameter kawat diubah dari 4 cm menjadi 6 cm dalam interval waktu 0,25 detik dan hambatan kawat tersebut 6,28 , kuat arus yang mengalir pada kawat tersebut Penyelesaian Diketahui : 𝑁=1 𝐵 = 0,5 𝑇 ΔA = 𝜋(0,03)2 − 𝜋(0,02)2 Δ𝑡 = 0,25 detik 𝑅 = 6,28  Jawaban ΔA 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁. B cos 𝜃 Δ𝑡 (𝜋𝑟2 2 − 𝜋𝑟2 2 ) 0 𝜀𝑖𝑛 = −(1). (0,5) cos 0 Δ𝑡 (𝜋(0,03)2 − 𝜋(0,02)2 ) 𝜀𝑖𝑛 = −(0.5).1. 0,25 𝜀𝑖𝑛 = 𝜋. 10−3 𝑣𝑜𝑙𝑡 = 3,14. 10−3 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝜀𝑖𝑛 3,14. 10−3 𝑖𝑖𝑛 = = = 5. 10−4 𝐴 𝑅 6,28 2. Sebuah penghantar berbentuk U terletak di dalam daerah berinduksi magnetik homogen B = 4 x 10–3 tesla, seperti terlihat pada gambar. Penghantar PQ sepanjang 40 cm menempel pada penghantar U dan digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap v = 10 m/s. Tentukan besarnya ggl induksi di antara ujung–ujung penghantar PQ. Penyelesaian Diketahui : 𝐵 = 4.10−3 𝑇 ℓ = 0,4 m v = 10 m/s Jawaban : 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁. B cos 𝜃 ΔA Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −(1). 𝐵. cos 00 𝜀𝑖𝑛 = −(1). 𝐵. 1. ℓ. Δs Δ𝑡 ΔA Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −𝐵. ℓ. v 𝜀𝑖𝑛 = −4.10−3 . 0,4.10 = 1,6.10−2 𝑣𝑜𝑙t c. Ggl induksi pada suatu kumparan akibat perubahan orientasi sudut kumparan terhadap medan magnetik (𝜽) Perubahan orientasi sudut kumparan terhadap medan magnetik (𝜃) dapat menimbulkan ggl induksi pada induksi magnetik dan luas penampang kumparan yang konstan, yang dinyatakan sebagai berikut: ΔΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 𝚫(𝒄𝒐𝒔 𝜽) Δ(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝜺 = −𝑵. 𝑩. 𝑨 𝒊𝒏 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 𝚫𝒕 Δ𝑡 Apabila perubahan sudut Δ(𝑐𝑜𝑠 𝜃) terjadi dalam waktu singkat Δ𝑡 → 0 , maka ggl induksi menjadi: ΔΦ 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 Δ(𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 Δ𝑡 Δ(𝑐𝑜𝑠 𝜃) 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁. 𝐵. 𝐴 Δ𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁. 𝐵. 𝐴 Δ(𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡) Δ𝑡 𝜺𝒊𝒏 = 𝑵. 𝑩. 𝑨. 𝝎. 𝒔𝒊𝒏 𝝎𝒕. Contoh soal Contoh soal 1. Suatu kumparan terdiri dari 200 lilitan berbentuk persegi panjang dengan 10 cm dan lebar 5 cm. Kumparan ini bersumbu putar tegak lurus medan magnetik sebesar 0,5 Wb/m2 dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. Tentukan ggl induksi maksimumyang timbul pada ujung kumparan. Penyelesaian Diketahui : 𝑁 = 200 𝐵 = 0,5 𝑇 A = 0,005 𝑚2 ω = 60 rad/s Jawaban : 𝜀𝑖𝑛 = 𝑁. 𝐵. 𝐴. 𝜔. 𝑠𝑖𝑛 𝜔𝑡. 𝜀𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝑁. 𝐵. 𝐴. 𝜔. 𝜀𝑚𝑎𝑘𝑠 = (200). (0,5). (0,005). (60). 𝜀𝑚𝑎𝑘𝑠 = 30 𝑣𝑜𝑙𝑡 E. INDUKTANSI Induktansi merupakan sifat sebuah rangkaian listrik atau komponen yang menyebabkan timbulnya ggl di dalam rangkaian sebagai akibat perubahan arus yang melewatirangkaian (self inductance) atau akibat perubahan arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis (induktansi bersama atau mutual inductance). Pada kedua keadaan tersebut, perubahan arus berarti ada perubahan medan magnetik, yang kemudian menghasilkan ggl. Apabila sebuah kumparan dialiri arus, di dalam kumparan tersebut akan timbul medan magnetik. Selanjutnya, apabila arus yang mengalir besarnya berubahubah terhadap waktu akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah terhadap waktu. Perubahan fluks magnetik ini dapat menginduksi rangkaian itu sendiri, sehingga di dalamnya timbul ggl induksi. Ggl induksi yang diakibatkan oleh perubahan fluks magnetik sendiri dinamakan ggl induksi diri. 1. Induktansi diri Apabila arus berubah melewati suatu kumparan atau solenoida, terjadi perubahan fluks magnetik di dalam kumparan yang akan menginduksi ggl pada arah yang berlawanan. Ggl terinduksi ini berlawanan arah dengan perubahan fluks. Jika arus yang melalui kumparan meningkat, kenaikan fluks magnet akan menginduksi ggl dengan arah arus yang berlawanan dan cenderung untuk memperlambat kenaikan arus tersebut. Dapat disimpulkan bahwa ggl induksi sebanding dengan laju perubahan arus yang dirumuskan: ∆𝒊 𝒅𝒊 𝜺𝒊𝒏 = −𝑳 ∆𝒕 atau 𝜺𝒊𝒏 = −𝑳 𝒅𝒕 𝐿 = 𝑖𝑛𝑑𝑢𝑘𝑡𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑑𝑖𝑟𝑖 (𝐻) ∆𝑖 = 𝑝𝑒𝑟𝑢𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 (𝐴) Tanda negatif menunjukkan bahwa ggl yang dihasilkan berlawanan dengan perubahan arus. Konstanta kesebandingan L disebut induktansi diri atau induktansi kumparan, yang memiliki satuan henry (H), yang didefinisikan sebagai satuan untuk menyatakan besarnya induktansi suatu rangkaian tertutup yang menghasilkan ggl satu volt bila arus listrik di dalam rangkaian berubah secara seragam dengan laju satu ampere per detik. Solenoida merupakan kumparan kawat yang terlilit pada suatu pembentuk silinder. Pada kumparan ini panjang pembentuk melebihi garis tengahnya. Bila arus dilewatkan melalui kumparan, suatu medan magnetik akan dihasilkan di dalam kumparan sejajar dengan sumbu. Sementara itu, toroida adalah solenoida yang dilengkungkan sehingga sumbunya menjadi berbentuk lingkaran. Sebuah kumparan yang memiliki induktansi diri L yang signifikan disebut induktor. Induktansi diri L sebuah solenoida dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : 𝑑𝑖 𝑑Φ 𝜀𝑖𝑛 = −𝐿 = −𝑁 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝐿. 𝑑𝑖 = 𝑁. 𝑑Φ ∫ 𝐿. 𝑑𝑖 = ∫ 𝑁. 𝑑Φ 𝐿. 𝑖 = 𝑁. Φ 𝑁. Φ 𝐿= i 𝑁. 𝐵. 𝐴 𝐿= i 𝜇0 . 𝑖. 𝑁 𝑁. .𝐴 ℓ 𝐿= i 𝝁 𝟎 . 𝑵𝟐 . 𝑨 𝑳= 𝓵 dengan: L = induktansi diri solenoida atau toroida (H) 𝜇0 = permeabilitas udara (4𝜋. 10−7 Wb.A-1m-1) N = jumlah lilitan ℓ = panjang solenoida atau toroida (m) A = luas penampang (m2) 2. Energi yang tersimpan dalam induktor Energi yang tersimpan dalam induktor (kumparan) tersimpan dalam bentuk medan magnetik. Energi U yang tersimpan di dalam sebuah induktansi L yang dilewati arus I, adalah: 𝟏 𝑾 = 𝑳. 𝒊𝟐 𝟐 Contoh soal 1. Sebuah kumparan (solenoid) mempunyai induktansi 500 mH. Tentukan Besar ggl induksi diri yang dibangkitkan dalam kumparan itu jika ada perubahan arus listrik dari 100 mA menjadi 40 mA dalam waktu 0,01 detik secara beraturan. 𝜀𝑖𝑛 = −𝐿 ∆𝑖 ∆𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −(0,5) (−0,06) = 3 𝑣𝑜𝑙𝑡 0,01 2. Sebuah kumparan (induktor) mempunyai induktansi sebesar 500 mH, apabila pada induktor tersebut terjadi perubahan kuat arus yang memenuhi persamaan I = 2t 2 + 4t – 5 ampere. Tentukan besarnya ggl induksi diri pada kumparan tersebut saat t = 2 sekon 𝑑𝑖 𝜀𝑖𝑛 = −𝐿 𝑑𝑡 𝑑 𝜀𝑖𝑛 = −(0,5) (2𝑡 2 + 4𝑡 − 5) 𝑑𝑡 𝜀𝑖𝑛 = −(0,5)(4𝑡 + 4) 𝜀𝑖𝑛 = −(0,5)(4.2 + 4) 𝜀𝑖𝑛 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 3. Sebuah induktor mempunyai induktansi diri sebesar 400 mH, apabila pada induktor tersebut dialiri kuat arus listrik sebesar 5 A, berapakah besarnya energi listrik yang tersimpan pada induktor tersebut? Penyelesaian : 1 𝑊 = 𝐿. 𝑖 2 2 1 𝑊 = (0,4). 52 2 𝑊 = 5 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒 3. Induktansi silang Apabila dua kumparan saling berdekatan, seperti pada Gambar 4, maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan menghasilkan sebuah fluks magnetik Φ yang mengitari kumparan lainnya, dan menginduksi ggl pada kumparan tersebut. Gambar Perubahan arus di salah satu kumparan akan menginduksi arus pada kumparan yang lain. Menurut Hukum Faraday, besar ggl 𝜀2 yang diinduksi ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju perubahan fluks yang melewatinya. Karena fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka 𝜀2 harus sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan 1, dapat dinyatakan: 𝜀2 = −𝑀 ∆𝑖1 𝑑𝑖1 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝜀2 = −𝑀 ∆𝑡 𝑑𝑡 Dengan M adalah konstanta pembanding yang disebut induktansi bersama. Nilai M tergantung pada ukuran kumparan, jumlah lilitan, dan jarak pisahnya. Induktansi bersama mempunyai satuan henry (H), untuk mengenang fisikawan asal AS, Joseph Henry (1797 – 1878). Pada situasi yang berbeda, jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi ggl pada kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama, yaitu: ∆𝑖2 𝑑𝑖2 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝜀1 = −𝑀 ∆𝑡 𝑑𝑡 𝑑𝑖2 𝑑Φ2 𝜀1 = −𝑀 = −𝑁1 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑀. 𝑑𝑖2 = 𝑁1 𝑑Φ2 𝜀1 = −𝑀 ∫ 𝑀. 𝑑𝑖2 = ∫ 𝑁2 𝑑Φ2 1 𝑀. 𝑖2 = 𝑁1 . Φ2 𝑀. 𝑖2 = 𝑁1 . B2 . 𝐴 𝜇0 . 𝑖2 . 𝑁2 𝑀. 𝑖2 = 𝑁1 . .𝐴 ℓ Induktansi bersama diterapkan dalam transformator, dengan memaksimalkan hubungan antara kumparan primer dan sekunder sehingga hampir seluruh garis fluks melewati kedua kumparan tersebut. Contoh lainnya diterapkan pada beberapa jenis pemacu jantung, untuk menjaga kestabilan aliran darah pada jantung pasien. Contoh Contoh soal 1. Sebuah toroida ideal, hampa, mempunyai 1000 lilitan dan jari-jari rata-ratanya 0,5 m. Kumparan yang terdiri atas 5 lilitan dililitkan pada toroida tersebut. Penampang lintang toroida 2  103 m2 dan arus listrik pada kawat toroida berubah dari 7 A menjadi 9 A dalam satu detik maka di dalam kumparan timbul GGL imbas yang besarnya (dalam V) Penyelesaian : 𝜇0 . 𝑁1 . 𝑁2 .𝐴 ℓ 4𝜋. 10−7 . 1000.5 𝑀 =. . 2.10−3 = 4.10−6 𝐻 2𝜋. 0,5 𝑀= 𝜀2 = −𝑀 ∆𝑖1 ∆𝑡 𝜀2 = −4.10−6 (9 − 7) = 4.10−6 𝑣𝑜𝑙𝑡 = 8 𝜇𝑉 1 F. APLIKASI INDUKSI ELEKTROMAGNETIK 1. Generator Generator adalah alat yang digunakan utuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya adalah peristiwa induksi elektromagnetik. Jika kumparan penghantar digerakkan di dalam medan magnetik dan memotong medan magnetik, maka pada kumparan terjadi ggl induksi. Hal ini dapat dilakukan dengan memutar kumparan di dalam medan magnet homogen. a. Generator AC Prinsip Kerja Generator Arus Bolak-Balik (Generator AC) Generator AC adalah suatu alat yang dapat menghasilkan arus dan tegangan listrik bolak- balik. Generator AC sederhana memiliki sebuah kumparan kawat yang ujungnya dihubung kan ke cincin. Ada dua cincin yang masing-masing menghubungkan ujung-ujung kawat penghantar. Kedua cincin tersebut dihubungkan dengan sikat karbon yang tidak ikut berputar ketika cincin berputar. Jika kumparan kawat digerakkan (diputar) searah jarum jam, kumparan akan memotong garis gaya magnet. Akibatnya, besar dan arah medan magnet yang menembus kumparan berubah dan menghasilkan arus listrik pada kumparan. Sikat karbon akan mengikat cincin A yang akan menghubungkan arus keluar dari kumparan dan sikat dari cincin B akan menarik kembali masuk ke dalam kumparan. Ketika kumparan dalam keadaan sejajar dengan medan magnet, arus tidak diinduksikan untuk sementara dalam waktu yang sangat singkat sehingga kita tidak merasakannya. Ketika kumparan kawat terus berotasi, kembali arus diinduksikan dengan arah berlawanan dan arus keluar dari cincin B, kemudian masuk ke cincin A. Selama putarannya, generator akan menghasilkan arus listrik yang besar dan arahnya selalu berubah sehingga disebut pembangkit listrik bolak-balik. b. Prinsip Kerja Generator Arus Searah Salah satu contoh generator ini adalah dinamo sepeda. Generator DC hampir sama dengan generator AC, namun cincinnya hanya satu. Cincin komutator itu dibelah dan dipisahkan oleh isolator. Gambar: Generator Arus DC Ketika kumparan diputar searah jarum jam, kumparan akan memotong garis gaya magnet sehingga arus listrik akan diinduksikan keluar dari cincin A dan masuk ke cincin B. Ketika kumparan kawat sejajar dengan medan magnet, arus listrik tidak diinduksikan sehingga arus listrik mati untuk sementara waktu. Ketika kumparan diputar kembali, arus listrik pun akan diinduksikan kembali. Arah arus di keluaran akan sama walaupun arahnya di dalam kumparan berubah. Jika kumparan terus diputar, pada kumparan akan terus terjadi arus induksi yang arahnya terus berubah. Namun, komutator akan mengakibatkan arus dan tegangan yang terjadi di keluaran selalu searah. 2. Transformator Transformator merupakan alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC. Piranti ini memindahkan energi listrik dari suatu rangkaian arus listrik bolakbalik ke rangkaian lain diikuti dengan perubahan tegangan, arus, fase, atau impedansi. Transformator terdiri atas dua kumparan kawat yang membungkus inti besi, yaitu kumparan primer dan sekunder. Transformator dirancang sedemikian rupa sehingga hampir seluruh fluks magnet yang dihasilkan arus pada kumparan primer dapat masuk ke kumparan sekunder. Ada dua macam transformator, yaitu transformator step-up dan transformator step-down. Transformator step-up digunakan untuk memperbesar tegangan arus bolak-balik. Pada transformator ini jumlah lilitan sekunder (N) lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (N). Transformator step-down digunakan untuk menurunkan tegangan listrikarus bolak-balik, dengan jumlah lilitan primer (Np) lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Ns) Apabila tegangan bolak-balik diberikan pada kumparan primer, perubahan medan magnetik yang dihasilkan akan menginduksi tegangan bolak-balik berfrekuensi sama pada kumparan sekunder. Tetapi, tegangan yang timbul berbeda, sesuai dengan jumlah lilitan pada tiap kumparan. Berdasarkan Hukum Faraday, bahwa tegangan atau ggl terinduksi pada kumparan sekunder adalah: 𝜀𝑖𝑛 = −𝑁 atau ΔΦ Δ𝑡 ΔΦ Δ𝑡 tegangan atau ggl terinduksi pada kumparan primer adalah: ΔΦ 𝑉𝑝 = −𝑁𝑝 Δ𝑡 maka dari kedua persamaan tersebut akan diperoleh: 𝑉𝑠 = −𝑁𝑠 𝑽𝒑 𝑵𝒑 = 𝑽𝒔 𝑵𝒔 Dengan menganggap tidak ada kerugian daya di dalam Inti, maka Daya masukan pada dasarnya sama dengan daya keluaran. 𝑃𝑝 = 𝑃𝑠 𝑽𝒑 𝑰 𝒔 𝑉𝑝 . 𝐼𝑝 = 𝑉𝑠 . 𝐼𝑠 = 𝑽𝒔 𝑰 𝒑 Transformator ideal (efisiensi = 100%) adalah transformator yang dapat memindahkan energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan tidak ada energi yang hilang. Namun, pada kenyataannya, terdapat hubungan magnetik yang tidak lengkap antarkumparan, dan terjadi kerugian pemanasan di dalam kumparan itu sendiri sehingga menyebabkan daya output lebih kecil dari daya input. Perbandingan antara daya output dan input dinyatakan dalam konsep efisiensi, yang dirumuskan 𝑃𝑠 𝑥100% 𝑃𝑝 𝑉𝑠 . 𝐼𝑠 𝜂= 𝑥100% 𝑉𝑝 . 𝐼𝑝 𝑁𝑠 . 𝐼𝑠 𝜂= 𝑥100% 𝑁𝑝 . 𝐼𝑝 𝜂= Transformator berperan penting dalam transmisi listrik. Listrik yang dihasilkan generator di dalam pembangkit listrik mencapai rumah-rumah melalui suatu jaringan kabel atau “jaringan listrik”. Hambatan menyebabkan sebagian daya hilang menjadi panas. Untuk menghindari hal tersebut, listrik didistribusikan pada tegangan tinggi dan arus yang rendah untuk memperkecil hilangnya daya. Pusat pembangkit mengirim listrik ke gardu-gardu induk, di mana transformator step-up menaikkan Tegangan untuk distribusi.Sementara itu, pada gardu-gardu step-down, tegangan dikurangi oleh transformator untuk memasok tegangan yang sesuai baik untuk industri maupun perumahan. Contoh soal 1. Perhatikan tabel pengukuran tegangan dan arus dari sebuah trafo ideal di bawah ini! Berdasarkan data tabel di atas, tentukan nilai P dan Q . Penyelesaian 𝑉𝑝 𝐼𝑠 = 𝑉𝑠 𝐼𝑝 200 75 = 𝑄 3 𝑄 = 8 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑉𝑝 𝑁𝑝 = 𝑉𝑠 𝑁𝑠 200 𝑃 = 8 40 𝑃 = 1000 𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛 2. Sebuah transformator mempunyai efisiensi 80%. Jika tegangan primer 110 volt dan tegangan sekunder 220 volt, arus primer 0,5 ampere, tentukan arus sekundernya. Penyelesaian: 𝑉𝑠 . 𝐼𝑠 𝑥100% 𝑉𝑝 . 𝐼𝑝 220. 𝐼𝑠 80% = 𝑥100% 110.0,5 𝐼𝑠 = 0,2 𝐴 𝜂= 3. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah transformator adalah 1 : 4. Tegangan dan kuat arus masukannya masing-masing 10 V dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada trasformator tersebut adalah 4 W dan tegangan keluarannya adalah 40 V, tentukan kuat arus keluarannya. Penyelesaian: 𝑃ℎ𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔 = 𝑃𝑝 − 𝑃𝑠 𝑃𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 = 𝑉𝑝 . 𝐼𝑝 − 𝑉𝑠 . 𝐼𝑠 4 = 10.2 − 40. 𝐼𝑠 𝐼𝑠 = 0,4 𝐴 4. Induktor Ruhmkorff Selain transformator, ada alat lain yang juga digunakan untuk mendapatkan tegangan tinggi, yaitu induktor. Salah satu jenis induktor itu adalah induktor Ruhmkorff. Induktor Ruhmkorff adalah kumparan induksi yang digunakan untuk memperoleh tegangan tinggi dengan menggunakan arus searah. Pada dasarnya, induktor Ruhmkorff ini merupakan sebuah inti yang terdiri dari batang-batang besi lunak yang disekat satu sama lain. Inti ini dikelilingi oleh lilitan kawat yang jumlahnya sedikit dan mendapat aliran listrik yang primer dari baterai B. Sementara sebuah interuptor A dapat memutus hubungan aliran primer ini. Lilitan primer dikelilingi oleh lilitan sekunder yang jumlahnya jauh lebih banyak Bila arus primer disambung jangkar tertarik oleh inti kumparan sehingga hubungan di K terputus. Rantai primer menjadi tak berarus, sedangkan jangkar memegas kembali, dan seterusnya, sehingga aliran primer secara terus-menerus terputus dengan cepat. Akibat pemutusan yang terus-menerus ini terjadi beda potensial antara di G. Lilitan primer terbuat dari kawat tebal dan pendek, sedangkan lilitan sekunder dan kawat tipis dan panjang. Perbedaan bentuk lilitan ini menimbulkan perubahan medan magnet aliran primer yang semakin cepat bila dipasang sebuah kapasitor atau kondensator C. Sementara bila jarak G tidak terlalu jauh, akan terjadi loncatan api antara kedua ujung kumparan sekunder itu. Beda potensial yang diproleh melalui proses ini kira-kira antara 10.000-20.000 volt. Selain kapasitor dan kondensator, sebagai sumber tegangan primer dapat pula digunakan akumulator yang mempunyai tegangan antara 6-12 volt. Penilaian Pembelajaran TUGAS MANDIRI KOMPETENSI DASAR 3.3 Simak video tentang induksi elektromagnetik pada link berikut: Animasi induksi hukum Faraday https://www.youtube.com/watch?v=cpJw9gLXFTM Electromagnetic Induction : Faraday's Laws and Lenz Law- Iken Edu https://www.youtube.com/watch?v=3HyORmBip-w AC Generator || 3D Animation Video || 3D video https://www.youtube.com/watch?v=gQyamjPrw-U&t=30s Animasi Prinsip Kerja Turbin Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air https://www.youtube.com/watch?v=9Ow7E0sXd_s Sistem kerja trafo (Text Dalam Bahasa Indonesia) https://www.youtube.com/watch?v=44syfdMc8LY Working of DC Generator - Magic Marks https://www.youtube.com/watch?v=-xebh8wU8gY Kemudian jawab pertanyaan berikut ini di buku tugas dan serahkan kepada tutor TKB pada saat pertemuan tatap muka selanjutnya! 1. 2. 3. 4. 5. Jelaskan proses terjadinya ggl induksi disertai gambar Sebutkan bagian-bagian dari generator Apa perbedaan antara generator AC dan generator DC Buatlah diagram proses terjadinya energi listrik di PLTA Jelaskan sistem kerja transformator Rambu Penilaian: 1. 2. 3. 4. Ketepatan menggambar perubahan fluks magnetik. Ketepatan dalam menjelaskan prinsip kerja transformator Kelengkapan komponen-komponen generator Kerapian gambar dan diagram TUGAS KELOMPOK ( 1 Kelompok 2 sampai 4 orang) Simak video pada link berikut Membuat Generator Listrik Sederhana https://www.youtube.com/watch?v=ZQKuWQU9juY Penerapan Induksi Elektromagnetik dalam Senter Kocok https://www.youtube.com/watch?v=E_zNfTI_n0o Dari video tersebut, bersama teman sekelompok anda. Rancanglah dan buat salah satu dari penerapan induksi elektromagnetik di atas. Berikut laporan tertulis dengan sistematika : 1. Nama proyek 2. Tujuan proyek 3. Teori Dasar 4. Alat dan Bahan 5. Langkah pembuatan 6. Foto langkah-langkah pembuatan 7. Hasil proyek dan prinsip kerjanya 8. Kesimpulan dan Saran Kemudian dilaporkan dengan kreasi kelompok anda, dan diserahkan kepada tutor TKB dan dipresentasikan pada saat pertemuan tatap muka selanjutnya! UJI KOMPETENSI DASAR Pilihlah satu jawaban yang paling tepat. 1. Suatu kumparan berbentuk persegipanjang dengan ukuran 20 cm x 30 cm berada dalam medan magnet 5 mT. Jika garis-garis gaya magnet membentuk sudut 370 terhadap permukaan bidang kumparan, berapakah fluks magnetiknya ? A. 1,0 x 10-4 Wb B. 1,8 x 10-4 Wb C. 2,4 x 10-4 Wb D. 2,5 x 10-4 Wb E. 3,0 x 10-4 Wb 2. Agar arah arus induksi di hambatan R dari A ke B, maka magnet harus digerakkan.... A. mendekati kumparan B. menjauhi kumparan C. arah ke atas D. arah ke bawah E. diputar perlahan-lahan 3. Perhatikan gambar berikut! Saat sebuah magnet digerakkan pada kumparan maka akan menghasilkan arus induksi. Hal ini dapat dilihat dari gerak jarum galvanometer yang menyimpang. Dari gambar tersebut yang benar adalah… A. Gambar (a) dan (d) B. Gambar (a) dan (c) C. Gambar (a) dan (b) D. Gambar (b) dan (c) E. Gambar (c) dan (d) 4. Sebuah kumparan dengan jumlah lilitan 200 berada dalam medan magnet dan mengalami perubahan fluks magnet dari 6  10-4 Wb menjadi 1  10-4 Wb dalam waktu 0,02 s, maka GGL induksi yang timbul antara ujung-ujung kumparan besarnya adalah .... A. 3 V B. 5 V C. 6 V D. 8 V E. 12 V 5. Sebuah kawat melingkar dengan hambatan 8 ohm diletakkan dalam fluks magnetic yang berubah terhadap waktu, dinyatakan dengan persamaan   (2t  4) 2 Wb. Kuat arus yang mengalir pada saat t = 2 sekon adalah …. A. 2 A B. 4 A C. 6 A D. 8 A E. 10 A 6. Sebuah kumparan terdiri atas 1000 lilitan dengan teras kayu berdiameter 4 cm. Kumparan tersebut memiliki hambatan 400 ohm dan dihubungkan seri dengan galvanometer yang hambatan dalamnya 200 ohm. Apabila medan magnetik B = 0,015 T yang melalui kumparan tiba-tiba dihilangkan, maka jumlah muatan listrik mengalir lewat galvanometer adalah ... C. A. 5  10–6. B.   10–5. C. 4  10–5 D. 6  10–5 E. 8  10–5 7. Medan magnet B = 5 sin 8t Wb/m2 menembus tegak lurus kumparan seluas 20 cm2 yang terdiri atas 100 lilitan. Jika hambatan kumparan 4 ohm, berapakah kuat arus maksimum yang diinduksikan pada kumparan tersebut ? A. 0,2 A B. 0,4 A C. 0,8 A D. 2,0 A E. 4,0 A 8. Sebuah kawat penghantar berbentuk lingkaran dengan diameter dapat berubah berada pada bidang normal medan magnet 0,5 T. Apabila diameter kawat diubah dari 3 cm menjadi 4 cm dalam interval waktu 0,25 detik dan hambatan kawat tersebut 14, kuat arus yang mengalir pada kawat tersebut adalah ..... A. 4 A. B. 25 A. C. 50 A D. 100 A. E. 200 A. 9. Perhatikan gambar berikut ini A P Q v 50 cm R S B Rangkaian kawat PQRS terletak dalam medan magnetik yang kuat medannya 0,5 Wb/m2, dan arahnya masuk bidang kertas (lihat gambar). Bila kawat AB digeser ke kanan dengan kecepatan 4 m/s, besarnya gaya gerak listrik induksi yang terjadi dan arah arus listrik pada kawat AB adalah .... A. 1 volt dengan arah dari A ke B. B. 1 volt dengan arah dari B ke A. C. 4 volt dengan arah dari A ke B. D. 4 volt dengan arah dari B ke A. E. 10 volt dengan arah dari A ke B 10. Menaikkan ggl maksimum suatu generator ac menjadi 4 kali semula, dapat dilakukan dengan cara A. jumlah lilitan dilipatduakan dan periode putar menjadi dua kali mula-mula. B. kecepatan sudut dan luas penampang kumparan dijadikan dua kalinya. C. induksi magnetik dan jumlah lilitan dijadikan 4 kali semula. D. luas penampang dan periode putar dijadikan 2 kali semula. E. luas penampang dan periode putar dijadikan 4 kali semula. 11. Suatu kumparan terdiri dari 400 lilitan berbentuk persegi panjang dengan 20 cm dan lebar 25 cm. Kumparan ini bersumbu putar tegak lurus medan magnetik sebesar 0,25 Wb/m2 dan diputar dengan kecepatan sudut 50 rad/s. Pada ujung kumparan timbul ggl bolak-balik maksimum sebesar .... A. 50 V B. 100 V C. 150 V D. 200 V E. 250 V 12. Pada percobaan dengan kumparan-kumparan yang diputar di dalam medan magnet homogen diperoleh data (dalam data sistem satuan internasional) sebagai berikut Yang menghasilkan gaya gerak listrik (GGL) maksimum adalah percobaan ke ........ A. (1) B. (2) C. (3) D. (4) E. (5) 13. Sebuah kumparan mempunyai induktansi 700 mH. Besar GGL induksi yang dibangkitkan dalam kumparan itu jika ada perubahan arus listrik dari 200 mA menjadi 80 mA dalam waktu 0,02 sekon secara beraturan adalah .... A. 2,8 mV B. 4,2 mV C. 2,8 V D. 4,2 V E. 8,4 V 14. Sebuah kumparan (induktor) mempunyai induktansi sebesar 600 mH, apabila pada induktor tersebut terjadi perubahan kuat arus yang memenuhi persamaan I = t 2 - 12t – 2 ampere. Tentukan besarnya ggl induksi diri pada kumparan tersebut saat t = 3 sekon A. 2,4 volt B. 2,8 volt C. 3,2 volt D. 3,6 volt E. 4,0 volt 15. Sebuah induktor mempunyai induktansi diri sebesar 800 mH, apabila pada induktor tersebut dialiri kuat arus listrik sebesar 5 A, berapakah besarnya energi listrik yang tersimpan pada induktor tersebut? A. 8 joule B. 10 joule C. 12 joule D. 15 joule E. 18 joule 16. Sebuah toroida ideal, hampa, mempunyai 500 lilitan dan jari-jari rata-ratanya 0,25 m. Kumparan yang terdiri atas 10 lilitan dililitkan pada toroida tersebut. Penampang lintang toroida 4  103 m2 dan arus listrik pada kawat toroida berubah dari 11 A menjadi 7 A dalam satu detik maka di dalam kumparan timbul GGL imbas yang besarnya (dalam V) A. 8 B. 12 C. 16 D. 24 E. 32 17. Pada transformator (trafo) ideal bila jumlah lilitan kumparan sekundernya ditambah, maka: (1) Arus listrik pada kumparan sekundernya akan turun (2) Tegangan pada kumparan primernya akan naik (3) Arus listrik pada kumparan primernya akan turun (4) Tegangan pada kumparan sekundernya akan naik Pernyataan yang benar adalah…. A. (1) dan (2) B. (1) dan (3) C. (1) dan (4) D. (2) dan (3) E. (3) dan (4) 18. Untuk menguji sebuah trafo, seorang siswa melakukan pengukuran tegangan dan arus dari kumparan primer maupun kumparan sekunder. Hasil pengukuran dituangkan dalam tabel di bawah ini. Vp Ip Np (V) (mA) (lilitan) 240 2,0 X Vs (V) Y Ns Is (lilita (mA) n) 50 50 Berdasarkan data dalam tabel di atas, nilai X dan Y adalah A. X = 2; Y = 6000 B. X = 50; Y = 9,6 C. X = 480; Y = 1,0 D. X = 1250; Y = 9,6 E. X = 1250; Y = 240 19. Perhatikan gambar di bawah ini A 2A  200 V X 4000 lilitan 2000 lilitan Gambar di atas melukiskan transformator dengan efisiensi 50% dan dengan kumparan sekundernya dihubungkan dengan sebuah lampu L. Besarnya hambatan listrik L adalah A. 10 . B. 30 . C. 50 . D. 70 . E. 90 . 20. Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah trafo adalah 1 : 5. Tegangan dan kuat arus inputnya masing-masing 20 V dan 3 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transfromator tersebut adalah 5 W dan tegangan keluarannya adalah 40 V, maka kuat arus keluarannya bernilai A. 11/4 A. B. 13/8 A. C. 3/2 A. D. 11/8 A E. 2.3 A. NO 1 2 3 4 5 KUNCI B A C B B NO 6 7 8 9 10 KUNCI A D B B B NO 11 12 13 14 15 KUNCI E D D D B NO 16 17 18 19 20 KUNCI E C D C D Rubrik penilaian Uji Kompetensi Hasil pengerjaan silahkan kalian cocokan dengan kunci jawaban yang tersedia, kemudian gunakan rumus dibawah ini untuk menghitung nilai ketercapaian kompetensi. Jika nilai anda ≥ 65, maka anda boleh melanjutkan mempelajari materi selanjutnya, namun jika nilai yang diperoleh masih kurang dari 65, silahkan anda pelajari kembali materi yang belum anda kuasai, kemudian kerjakan kembali soal uji kompetensi diatas, sampai anda memperoleh nilai ≥ 65. Tindak Lanjut Pembelajaran Setelah anda mengikuti proses kegiatan modul ini. Anda dapat mengukur kemampuan diri dengan cara mengisi Tabel berikut dengan penuh kejujuran. NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tabel Refleksi Diri Pemahaman Materi PERNYATAAN Saya memahami fluks magnetik Saya dapat menentukan ggl induksi Saya dapat menganalisis arah arus induksi Saya dapat menganalisis faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya ggl induksi Saya dapat menerapkan induktansi diri Saya dapat menganalisis induktansi silang Saya dapat menerapkan induksi elektromagnetik pada transformator Saya terampil melakukan percobaan tentang induksi elektromagnetik Saya terampil mempresentasikan hasil percobaan dan proyek YA TIDAK Jika menjawab “TIDAK” pada salah satu pernyataan di atas, maka pelajari kembali materi tersebut dalam modul ini atau sumber belajar lain yang relevan dan sekiranya perlu kalian minta bimbingan Guru atau teman sejawat. Teruslah berjuang, sukses pasti akan teraih. Dan apabila Anda menjawab “YA” pada semua pernyataan, maka landa dapat melanjutkan modul berikutnya. Referensi Halliday dan Resnick, 1991. Fisika Jilid 1 (Terjemahan) Jakarta; Penerbit Erlangga Aip Saripudin dkk. 2009. Praktis Belajar Fisika SMA: Penerbit Pusbuk Depdiknas BSE Joko Budiyanto. 2009. Fisika untuk SMA: Penerbit Pusbuk Depdiknas BSE suharyanto dkk. 2009. Fisika untuk SMA: Penerbit Pusbuk Depdiknas BSE Pranala Online : http://pandaielektronika.blogspot.com/2016/02/prinsip-kerja-transformator-trafodan.html https://ahmadharisandi7.wordpress.com/2017/03/13/induktansi/ http://greychaka.blogspot.com/2017/06/generator-set-ac-dan-dc.html https://www.myrightspot.com/2016/11/hukum-faraday-dan-hukum-lenz-padaggl.html

Daftar Istilah Efisiensi Fluks magnetik Ggl induksi Generator AC Generator DC Induksi elektromagnetik Induksi diri Induksi silang Induktor Ruhmkorf Kondensator Transformator step down Transformator step up