Contoh Soal Induktansi
Contoh Soal Induktansi - Induktansi adalah sifat suatu rangkaian listrik atau komponen yang berkaitan dengan timbulnya gaya gerak listrik dalam rangkaian tersebut. Munculnya gaya gerak listrik ini disebabkan oleh perubahan arus yang melewati rangkaian (self inductance) atau akibat perubahan arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis (induktansi bersama atau mutual inductance). Pada kedua keadaan tersebut, terjadi perubahan arus dan perubahan medan magnetik, sehingga akan dihasilkan GGL.
Perubahan ggl akan mengakibatkan berubahnya fluks magnetik, sehingga dapat menghasilkan GGL induksi. Hasil GGL induksi ini bergantung dari jenis induktansi rangkaian. Jenis-jenis induktansi rangkaian adalah sebagai berikut.
💠 Induktansi Diri
Induktansi diri adalah sebuah induktansi dari kumparan sendiri yang mempengaruhi GGL induksi akibat perubahan kuat arus dalam penghantar tersebut. Induktansi diri sebuah rangkaian bersifat konstan dan dilambangkan dengan huruf L. Joseph Henry menyatakan bahwa induktansi suatu rangkaian tertutup dapat menghasilkan ggl satu Volt jika arus listrik di dalam rangkaian tersebut berubah secara seragam dengan laju satu Ampere per sekon. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
= GGL induksi (V);
L = induktansi diri (H); dan
= besarnya perubahan kuat arus tiap satuan waktu (A/s).
Salah satu komponen yang mempunyai induktansi diri adalah solenoida dan toroida. Solenoida adalah lilitan kumparan kawat yang berbentuk silinder. Sementara itu, toroida adalah solenoida yang dilengkungkan sehingga sumbunya berbentuk lingkaran. Induktansi diri dari sebuah solenoida dan toroida dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.
👉 Induktansi diri pada pusat solenoida
Keterangan:
μ0 = 4π x 10-7 Wb/Am;
A = luas bidang kumparan (m2);
N = banyakanya lilitan; dan
l = panjang solenoida.
👉 Induktansi pada toroida
Besar induktansi pada toroida dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
; dan
V = volume benda = panjang di kali luas kumparan.
Suatu indukor yang menghasilkan induktansi diri akan menyimpan energi. Besar energi yang tersimpan pada induktor tersebut adalah sebagai berikut.
Keterangan:
W = energi (J);
L = induktansi diri (H); dan
I = arus (A).
SOAL 1
Sebuah kumparan memiliki induktansi diri sebesar 10 H. Jika perubahan kuat arus listrik tiap satuan waktu adalah 2 A/s, maka besar GGL induksinya adalah ....
SOAL 2
Sebuah toroida memiliki luas 2 m2 dengan panjang kumparannya sebesar 10 m. Jika banyaknya lilitan pada toroida adalah 1000 lilitan, maka besar induktansi diri pada toroida tersebut adalah ....
SOAL 3
Suatu solenoida memiliki induktansi diri sebesar 2π x 102 H. Jika banyaknya lilitan pada solenoida adalah 100 lilitan dengan luas penampang 2 m2, maka panjang solenoida tersebut adalah ....
SOAL 4
Sifat suatu rangkaian yang mempengaruhi munculnya GGL sebagai akibat perubahan kuat arus listrik disebut ....
SOAL 5
Menurut Joseph Henry, besarnya GGL induksi yang dihasilkan dari induktansi diri adalah ....
SOAL 6
Suatu induktor mempunyai induktansi diri sebesar 30 H. Jika kuat arus yang mengalir sebesar 2 A, maka energi yang tersimpan dalam induktor tersebut adalah ....
SOAL 7
Sebuah toroida memiliki jumlah lilitan persatuan panjang 100/m. Jika besar induktansi diri pada toroida tersebut sebesar 6π x 10-4 H, maka volumenya adalah ... m3.
SOAL 8
Dua buah toroida A dan B masing-masing memiliki volume 2 m3 dan 3 m3. Jika lilitan persatuan panjangnya berturut-turut 100 dan 50, maka perbandingan induktansi diri toroida A dan B adalah ....
SOAL 9
Dua buah kumparan masing-masing memiliki jumlah lilitan 100 dan 200. Kedua kumparan tersebut didekatkan, sehingga saling menginduksi satu sama lain. Jika panjang kedua kumparan tersebut adalah 100 m, maka besar induktansi silangnya adalah ....
SOAL 10
Dua buah kumparan saling menginduksi, sehingga dihasilkan induktansi silang sebesar 10π H. Jika panjang kumparan tersebut adalah 100 m dan banyaknya lilitan kumparan pertama adalah 50, maka banyaknya lilitan kumparan yang kedua adalah ....