soal UN FISIKA
kumpulan soal dan pembahasan arus bolak balik
1. Besarnya ggl induksi yang dihasilkan sebuah dinamo dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini, kecuali ….
a. panjang kumparan
b. kuat medan magnet yang digunakan
c. kecepatan putaran kumparan
d. jumlah lilitan kumparan
e. luas penampang kumparan
b. kuat medan magnet yang digunakan
c. kecepatan putaran kumparan
d. jumlah lilitan kumparan
e. luas penampang kumparan
Pembahasan
Berdasarkan persamaan di atas, ggl induksi dipengaruhi oleh:
1. jumlah lilitan kumparan;
2. kuat medan magnet yang digunakan;
3. luas penampang kumparan; dan
4. laju perubahan fluks magnetik yang ditentukan oleh putaran kumparan di dalam medan magnet.
1. jumlah lilitan kumparan;
2. kuat medan magnet yang digunakan;
3. luas penampang kumparan; dan
4. laju perubahan fluks magnetik yang ditentukan oleh putaran kumparan di dalam medan magnet.
2. Pada sebuah televisi tertera ketentuan 220 V AC, 60 W dan 60 Hz. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan ketentuan tersebut.
Tegangan listrik maksimum yang boleh digunakan 220 V AC.
Frekuensi arus listrik bolak-balik yang baik untuk televisi adalah 60Hz.
Tegangan listrik rata-rata yang boleh digunakan adalah 220 V AC.
Tegangan listrik efektif yang boleh digunakan adalah 220 V AC.
Pernyataan yang benar adalah ….
Tegangan listrik maksimum yang boleh digunakan 220 V AC.
Frekuensi arus listrik bolak-balik yang baik untuk televisi adalah 60Hz.
Tegangan listrik rata-rata yang boleh digunakan adalah 220 V AC.
Tegangan listrik efektif yang boleh digunakan adalah 220 V AC.
Pernyataan yang benar adalah ….
a. 4 saja
b. 1, 2, dan 3
c. 2 dan 4 saja
d. 1, 2, 3, dan 4
e. 1 dan 3 saja
b. 1, 2, dan 3
c. 2 dan 4 saja
d. 1, 2, 3, dan 4
e. 1 dan 3 saja
Pembahasan
Pada setiap peralatan elektronik dengan arus bolak-balik akan tertera tegangan listrik yang dibutuhkan, daya yang digunakan, dan frekuensi arus bolak-balik agar alat tersebut dapat bekerja dengan baik. Arti dari “220 V AC, 60 W. 60 Hz” adalah suatu alat memerlukan tegangan efektif 220 V, frekuensi 60 Hz, dan menyerap daya 60 W saat digunakan.
3. Sebuah dinamo menghasilkan tegangan sinusoidal dengan persamaan V = 100 sin 200t. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan tegangan yang dihasilkan dinamo tersebut.
1. Tegangan maksimum yang dihasilkan 100 V.
2. Tegangan efektif yang dihasilkan 70,7 V.
3. Frekuensi tegangan adalah
Hz. 4. Tegangan rata-rata yang dihasilkan V.
1. Tegangan maksimum yang dihasilkan 100 V.
2. Tegangan efektif yang dihasilkan 70,7 V.
3. Frekuensi tegangan adalah
Hz. 4. Tegangan rata-rata yang dihasilkan V.
Pernyataan di atas yang benar adalah …. ….
a. 2 dan 4 saja
b. 1, 2, 3, dan 4
c. 1 dan 3 saja
d. 4 saja
e. 1, 2, dan 3
b. 1, 2, 3, dan 4
c. 1 dan 3 saja
d. 4 saja
e. 1, 2, dan 3
pembahasan
D1 : V = 100 sin 200t
D2 : Vmaks, Vef, f, dan Vr ?
D3 : Vmaks = 100 V
Vef = 0,707 Vmaks = 0,707 x 100 = 70,7 V
D2 : Vmaks, Vef, f, dan Vr ?
D3 : Vmaks = 100 V
Vef = 0,707 Vmaks = 0,707 x 100 = 70,7 V
4. Suatu rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 1/25π2 H dan kapasitas kapasitor 25 μF, maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi .....
A. 0,5 kHz
B. 1,0 kHz
C. 2,0 kHz
D. 2,5 kHz
E. 7,5 kHz
A. 0,5 kHz
B. 1,0 kHz
C. 2,0 kHz
D. 2,5 kHz
E. 7,5 kHz
Pembahasan
D1 : L = 1/25π2 H
C = 25 Μf
D2 : f...?
D3 :
5. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut !
Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 200 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah....
A. 1,5 A
B. 2,0 A
C. 3,5 A
D. 4,0 A
E. 5,0 A
A. 1,5 A
B. 2,0 A
C. 3,5 A
D. 4,0 A
E. 5,0 A
Pembahasan
Data dari soal di atas sebagai berikut:
D1 : R = 60 Ω
XL = 120 Ω
XC = 40 Ω
Vm = 200 volt
D2 : Im = ...?
D3 : Langkah pertama temukan dulu impedansi rangkaian (Z)
Kuat arus maksimumnya adalah
Data dari soal di atas sebagai berikut:
D1 : R = 60 Ω
XL = 120 Ω
XC = 40 Ω
Vm = 200 volt
D2 : Im = ...?
D3 : Langkah pertama temukan dulu impedansi rangkaian (Z)
Kuat arus maksimumnya adalah
6. Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping.
Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah….
A.
|  |
B.
|  |
C.
|  |
D.
|  |
E.
|  |
Resistif
|
Induktif
|
Kapasitif
|
XL = XC
|
XL > XC
|
XC > XL
|
V sefase dengan I
|
V mendahului I
|
I mendahului V
|
-Jawaban A dan E bisa dibuang dulu, karena menggambarkan I sebagai garis lurus.
-Jawaban B bisa dibuang kemudian, karena menunjukkan V sefase dengan I, kelihatan saat 0°, 180° dan 360°, V dan I berada pada satu titik, jadi sefase. Jangan terkecoh dengan garis merahnya V yang terlihat lebih tinggi dari garis birunya I.
-Tinggal C dan D. Mana yang V mendahului I? yang C, terlihat saat I nya masih nol, V nya sudah punya nilai sudut tertentu yang lebih besar dari nol, jadi seperti grafik option B, tapi merahnya digeser sedikit ke sebelah kiri.
7. Sebuah bola lampu tertulis 220 VAC, 50 W. Tegangan rata-rata yang melalui bola lampu tersebut adalah …. ….
a.
b.
c.
d.
e.
b.
c.
d.
e.
Pembahasan
D3 :
8. Sebuah dinamo sepeda terdiri atas 1000 lilitan. Dinamo dihubungkan dengan roda sedemikian sehingga putaran roda sama dengan putaran poros kumparan. Ketika roda berputar dengan 30 putaran per menit, ternyata tegangan yang dihasilkan adalah 10 V. Jika luas penampang kumparan pada dinamo 20 cm2, maka kuat medan magnet yang digunakan pada dinamo tersebut adalah …. ….
a. 0,2 T
b. 1,1 T
c. 0,3 T
d. 0,5 T
e. 2,2 T
b. 1,1 T
c. 0,3 T
d. 0,5 T
e. 2,2 T
Pembahasan
D1 : N = 1000
Vef = 10 V → Vmaks = 10√2 V = 14,1 V
A = 20 cm2 = 2 x 10-3 m2
ω = 30 rpm = 2π rad/s
A = 20 cm2 = 2 x 10-3 m2
ω = 30 rpm = 2π rad/s
D2 : B...?
D3 :
9. Perhatikan gambar rangkaian RLC berikut.
Besar impedansi pada rangkaian tersebut adalah....
Pembahasan
Data yang bisa diambil dari gambar:
D1 :R =500 Ω
L = 8 H
C = 5 μF
ω = 100 rad/s
D2 :Z =.....?
D3 :Tentukan dulu reaktansi induktif (XL ) dan reaktansi kapasitifnya (XC):
Impedansi rangkaian:
Impedansi rangkaian:
10. Hitunglah frekuensi resonansi dari sebuah rangkaian dengan hambatan yang diabaikan mengandung induktansi 60 mH dan kapasitansi 600 pF!
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 3 : 4
E. 4 : 1
Pembahasan:
Jawaban: A
SOAL NOMOR 2 (UN 2013)
B. 3 : 1
C. 3 : 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Pembahasan:
Jawaban: C
SOAL NOMOR 3 (UN 2013)
Data tabel disamping adalah nilai lilitan dan tegangan pada dua transformator ideal.
Nilai pada tabel yang kosong adalah...
A. V2 = 3 V dan N2 = 600 lilitan
B. V2 = 3 V dan N2 = 800 lilitan
C. V2 = 6 V dan N2 = 600 lilitan
D. V2 = 2 V dan N2 = 800 lilitan
E. V2 = 8 V dan N2 = 800 lilitan
Pembahasan:
Menghitung V2
V1 / V2 = N1 / N2
1 / V2 = 100 / 200
V2 = 2 V
Menghitung N2
V1 / V2 = N1 / N2
4 / 8 = 400 / N2
N2 = 800 lilitan
Jawaban: D
Nomor 4 (UN 2009)
B. 3 volt
C. 4 volt
D. 5 volt
E. 6 volt
Nomor 5 (UN 2013)
Sebuah kumparan menembus medan magnet homogen secara tegak lurus sehingga terjadi GGL induksi. Jika kumparan diganti dengan kumparan lain yang mempunyai lilitan 2 kali jumlah lilitan kumparan semula dan laju perubahan fluksnya tetap, maka perbandingan GGL induksi mula-mula dan akhir adalah...
Pembahasan
D1 :L = 60 mH = 60 × 10-3 H
C = 600 pF = 600 × 10-12 F
D2 :f0 = ...?
D3 :
CONTOH SOAL INDUKSI ELEKTROMAGNETIK DAN PEMBAHASAN
SOAL NOMOR 1 (UN 2013)
Sepotong kawat menembus medan magnet homogen secara tegak lurus dengan laju perubahan fluks 3 Wb/s. Jika laju perubahan fluks diperbesar menjadi 6 Wb/s maka perbandingan GGL induksi sebelum dan sesudah laju perubahan fluksnya adalah...
A. 1 : 2B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 3 : 4
E. 4 : 1
Pembahasan:
Jawaban: A
SOAL NOMOR 2 (UN 2013)
Fluks magnetik kumparan pertama mempunyai 200 lilitan berubah sebesar 0,06 Wb dalam waktu 0,4 s. Pada kumparan kedua, fluks magnetiknya berubah sebesar 0,08 Wb dalam waktu 0,2 s. Bila jumlah lilitan kedua diganti separuh jumlah lilitan kumparan pertama maka perbandingan GGL induksi kumparan pertama dan kedua adalah...
A. 2 : 3B. 3 : 1
C. 3 : 4
D. 3 : 5
E. 3 : 8
Pembahasan:
Jawaban: C
SOAL NOMOR 3 (UN 2013)
Data tabel disamping adalah nilai lilitan dan tegangan pada dua transformator ideal.
Nilai pada tabel yang kosong adalah...
A. V2 = 3 V dan N2 = 600 lilitan
B. V2 = 3 V dan N2 = 800 lilitan
C. V2 = 6 V dan N2 = 600 lilitan
D. V2 = 2 V dan N2 = 800 lilitan
E. V2 = 8 V dan N2 = 800 lilitan
Pembahasan:
Menghitung V2
V1 / V2 = N1 / N2
1 / V2 = 100 / 200
V2 = 2 V
Menghitung N2
V1 / V2 = N1 / N2
4 / 8 = 400 / N2
N2 = 800 lilitan
Jawaban: D
Nomor 4 (UN 2009)
Sebuah magnet batang digerakkan menjauhi kumparan yang terdiri atas 600 lilitan. Fluks magnetik yang memotong berkurang dari 9.10−5 weber menjadi 4.10−5 weber dalam selang waktu 0,015 sekon. Besar GGL induksi yang terjadi antara kedua ujung kumparan adalah...
A. 2 voltB. 3 volt
C. 4 volt
D. 5 volt
E. 6 volt
Nomor 5 (UN 2013)
Sebuah kumparan menembus medan magnet homogen secara tegak lurus sehingga terjadi GGL induksi. Jika kumparan diganti dengan kumparan lain yang mempunyai lilitan 2 kali jumlah lilitan kumparan semula dan laju perubahan fluksnya tetap, maka perbandingan GGL induksi mula-mula dan akhir adalah...
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2
Pembahasan
Diketahui:
N2 = 2 N1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 3 : 1
E. 3 : 2
Pembahasan
Diketahui:
N2 = 2 N1
∆Φ1 = ∆Φ2
Ditanya: ε1 : ε2
Jawab:
Karena ∆Φ1 = ∆Φ2 maka perbandingan ε1 : ε2 =
ε1 / ε2 = N1 / N2 = N1 / 2 N1 = 1/2
Jawaban : B
Ditanya: ε1 : ε2
Jawab:
Karena ∆Φ1 = ∆Φ2 maka perbandingan ε1 : ε2 =
ε1 / ε2 = N1 / N2 = N1 / 2 N1 = 1/2
Jawaban : B
Komentar
Posting Komentar