sebuah kumparan dengan luas penampang 1200 cm2 mempunyai 500 lilitan kumparan mengalami perubahan induksi magnetik dari 200 MT menjadi 600 MT dalam waktu 20 mil

Kelas         : XII
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Induksi Elektromagnetik
Kata Kunci : kumparan, luas penampang, lilitan, perubahan induksi magnetik, waktu, GGL, gaya gerak listrik

Kode : 12.6.6 [Kelas 12 Fisika BAB 05 - Medan Magnet & Induksi Magnet]

Diketahui
N = 500 lilitan
Luas penampang A = 1.200 cm² atau 0,12 m²
Induksi magnetik awal B₁ = 200 MT = 2 x 10⁸ T
Induksi magnetik akhir B₂ = 600 MT = 6 x 10⁸ T
Selang waktu Δt = 20 milisekon = [tex]20\times 10^{-3}sekon[/tex]
Di soal, satuan induksi magnetik tertulis sebagai MT (megatesla)

Ditanya
Ggl induksi yang timbul pada kumparan (dalam volt)

Penyelesaian

Hukum Faraday berbunyi sebagai berikut:
Gaya gerak listrik (ggl) induksi ε yang timbul antar ujung-ujung kumparan kawat berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi oleh kumparan kawat tersebut.
[tex]\epsilon =-N \frac{d\phi }{dt} [/tex]
N adalah jumlah lilitan kumparan.
Dalam persamaan di atas, laju perubahan fluks magnetik adalah berubah terhadap waktu.

Jika laju perubahan fluks magnetik konstan terhadap waktu, maka ggl induksi dinyatakan sebagai berikut:
[tex]\epsilon = -N\frac{\Delta \phi}{\Delta t} [/tex]
atau,
[tex]\epsilon = -N \frac{(\phi_2 - \phi_1)}{(t_2 - t_1)} [/tex]

Fluks magnetik dinyatakan sebagai [tex]\phi = BAcos\theta[/tex]
Faktor-faktor penyebab timbulnya ggl induksi pada suatu kumparan adalah sebagai berikut:
a. perubahan induksi magnetik (ΔB)
b. perubahan luas bidang kumparan (ΔA)
c. perubahan arah bidang kumparan terhadap arah medan magnetik (Δθ)

Kasus yang akan diselesaikan merupakan ggl induksi akibat perubahan induksi magnetik.

[tex]\epsilon = -N\frac{\Delta \theta}{\Delta t} [/tex]
[tex]\epsilon = -N\frac{\Delta (BAcos\theta )}{\Delta t} [/tex]
[tex]\epsilon = -NAcos\theta\frac{\Delta B}{\Delta t} [/tex]
[tex]\epsilon = -NAcos\theta\frac{(B_2 - B_1)}{(t_2 - t_1)}[/tex]
Pada kasus medan magnetik tegak lurus bidang kumparan, θ = 0°, sehingga cos θ = cos 0° = 1.
Dengan demikian kita akan menggunakan rumus berikut ini
[tex]\epsilon = -NA\frac{(B_2 - B_1)}{(t_2 - t_1)}[/tex]

Substitusikan data-data di soal
[tex]\epsilon = -(500)(0,12)\frac{(6\times10^8 - 2\times10^8)}{20\times10^{-3}}[/tex]
[tex]\epsilon = -(60).\frac{(4\times10^8)}{20\times10^{-3}}[/tex]
[tex]\epsilon = -12\times10^{11}[/tex]

Jadi ggl induksi yang timbul pada kumparan adalah ε = - 1,2 x 10¹² volt.

---------------------------------
Perhatikan:
Apabila yang dimaksudkan di soal adalah perubahan induksi magnetik dalam satuan mT, maka 
B₁ = 200 mT = 0,2 T
B₂ = 600 mT = 0,6 T

Substitusikan kembali data-data di soal
[tex]\epsilon = -(500)(0,12)\frac{(0,6 - 0,2)}{20\times10^{-3}}[/tex]
[tex]\epsilon = -(60).\frac{(0,4)}{20\times10^{-3}}[/tex]
[tex]\epsilon = -1,2\times10^{3}[/tex]

Jadi ggl induksi yang timbul pada kumparan adalah ε = - 1.200 volt.

________________________

Simak lebih lanjut persoalan menghitung ggl induksi akibat perubahan fluks magnetik
https://brainly.co.id/tugas/13462606
Pelajari soal yang menghitung induksi magnet pada kawat melingkar
https://brainly.co.id/tugas/12883207
Serta induksi magnet dua kawat sejajar
https://brainly.co.id/tugas/12913777