Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut

Jawaban: 3

Buka kunci jawaban

fisikastudycenter.com- Soal dan pembahasan UN fisika SMA tahun 2015. Pembahasan soal nomor 31-35.

Soal No. 31Suatu kawat dilengkungkan dengan jari-jari 40 cm dan dialiri arus listrik seperti pada gambar.Besar dan arah induksi magnetik di titik P [μo = 4π x 10-7 Wb.m-1.A-1] adalah....A. 2,5π x 10-7 T, ke dalam bidangB. 5 x 10-7 T, ke luar bidangC. 5π x 10-7 T, ke dalam bidangD. 1 x 10-6 T, ke luar bidang

E. π x 10-6 T, ke dalam, bidang

PembahasanBesar kuat medan magnet pada kawat setengah lingkaran, diambil sepruhnya dari kawat melingkar.a = 40 cm = 4 x 10-1 mi = 2 A
Jawaban: 5π x 10-7 T arah masuk ke bidang baca.

Soal No. 32Dua kawat sejajar dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar.Jika μo = 4π x 10-7 Wb.m-1.A-1, maka besar dan arah gaya magnetik persatuan panjang yang dialami kedua kawat adalah...A. 10-5 N.m-1, tarik menarikB. 3 x 10-5 N.m-1, tolak-menolakC. 3 x 10-5 N.m-1, tarik-menarikD. 6 x 10-5 N.m-1, tolak-menolak

E. 6 x 10-5 N.m-1, tarik-menarik

PembahasanGaya magnetik antar dua buah kawat lurus.a = 4 cm = 4 x 10-2 mi1 = 2 Ai2 = 6 A
Untuk dua kawat yang arah arusnya sama atau searah akan saling tarik, sedangkan untuk dua kawat yang arah arusnya berlawanan akan saling tolak. Jawaban: E. 6 x 10-5 N.m-1, tarik-menarik

Soal No. 33Sebuah kumparan diletakkan pada medan magnet homogen. Dalam waktu 30 sekon terjadi perubahan fluks sehingga menghasilkan tegangan ε1. Jika dalam 20 sekon terjadi perubahan fluks yang sama sehingga GGL yang dihasilkan adalah ε2, maka perbandingan &epsilon,1 dan ε2 adalah...A. 1 : 2B. 1 : 3C. 2 : 3

D. 2 : 5

PembahasanGGL induksi akibat perubahan fluks pada suatu kumparan dirumuskan:ε = - [NΔφ/Δt]Dengan N dan Δφ yang sama maka perbandingan GGL 1 dan GGL 2 adalah:ε1 : ε2 = Δt2 : Δt1= 20 : 30

= 2 : 3

Soal No. 34Data fisis dua buah transformator disajikan pada tabel berikut!Bila efisiensi kedua transformator sama sebesar 40%, maka nilai P dan Q adalah...A. P = 8 lilitan, Q = 0,5 AB. P = 8 lilitan, Q = 1 AC. P = 16 lilitan, Q = 0,5 AD. P = 16 lilitan, Q = 1 A

E. P = 16 lilitan, Q = 2 A

PembahasanSoal tentang efisiensi trafo.Menentukan Q dari data trafo IMenentukan P dari data trafo 2
Jadi Q = 0,5 A dan P = 8 lilitan

Soal No. 35Perhatikan gambar berikut! Rangkaian R-L-C disusun seperti gambar di atas.Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah...A.B.C.D.E.

Pembahasan
Rangkaian dengan XL > XC bersifat induktif dimana fase tegangan [V] mendahului arus [I]. Grafik yang sesuai ditunjukkan gambar C.


Pembahasan soal Fisika Ujian Nasional 2015 nomor 26 sampai dengan nomor 30 tentang:

  • gaya magnetik pada kawat sejajar,
  • induksi elektromagnetik,
  • efisiensi transformator,
  • rangkaian listrik hukum II Kirchhoff, serta
  • induksi magnet pada kawat lurus

Dua kawat sejajar panjangnya masing-masing 1 m dan dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar.

Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut


Berapakah gaya magnetik yang dialami oleh masing-masing kawat? (μ0 = 4π × 10−7 Wb.m−1.A−1)

A.   2 × 10−5 N tolak-menolak


B.   3 × 10−5 N tolak-menolak
C.   5 × 10−5 N tolak-menolak
D.   7 × 10−5 N tarik-menarik
E.   9 × 10−5 N tarik-menarik





Kalau diperhatikan opsi jawabannya, kita hanya diminta mencari besar gaya magnetiknya saja, sedangkan arah gaya magnetiknya tidak perlu kita cari. Hal ini karena semua opsi jawaban memberikan nilai yang berbeda. Besar gaya magnetik antara dua kawat lurus sejajar yang berarus listrik dirumuskan



     Jawabannya sudah pasti opsi A. Baiklah, agar pembahasannya lebih panjang, kita tentukan juga arah gaya magnetiknya. Arah gaya magnetik bisa ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Perhatikan ilustrasi berikut!

Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut


Misal induksi magnet di titik P yang ditimbulkan oleh kawat 1 adalah B1 dan yang ditimbulkan oleh kawat 2 adalah B2. Baik B1 maupun B2 menunjukkan arah yang sama sehingga di titik P terjadi gaya tolak-menolak. Akibatnya kedua kawat akan terdorong sehingga melengkung ke luar.

Jadi, besar dan arah gaya magnetik yang dialami oleh masing-masing kawat adalah 2 × 10−5 N tolak-menolak (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Gaya Magnetik.

Sebuah kumparan dengan N lilitan mengalami laju perubahan fluks magnet d Wb/s sehingga timbul GGL induksi sebesar E volt. Jika kumparan mengalami laju perubahan fluks sebesar 9d Wb/s maka perbandingan GGL induksi sebelum dan sesudah diubah adalah .... A.   1 : 3 B.   1 : 9 C.   3 : 1 D.   9 : 1

E.   9 : 2


Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut
GGL induksi yang timbul pada kumparan adalah

Pada kumparan yang sama, GGL induksi hanya sebanding dengan perubahan fluks magnet.

Jika GGL induksi sebelum diubah diberi indeks (1) dan sesudah diubah diberi indeks (2) maka berlaku


             = d : 9d              = 1 : 9 Jadi, perbandingan GGL induksi sebelum dan sesudah diubah adalah 1 : 9 (B).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Elektromagnetik.

Hasil percobaan yang dilakukan siswa dengan menggunakan dua transformator yang mempunyai efisiensi 80% adalah berikut ini.

TrafoNpNsVpVsIpIs
18006002401803P
2400Q220882,55
Nilai P dan Q yang benar pada tabel di atas adalah ....

A.   Is = 3,2 A dan Ns = 80  lilitan


B.   Is = 3,2 A dan Ns = 160  lilitan
C.   Is = 6,0 A dan Ns = 160  lilitan
D.   Is = 4,0 A dan Ns = 180  lilitan
E.   Is = 5,0 A dan Ns = 180  lilitan





Pada transformator, jumlah lilitan berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan kuat arus listrik.

Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut


Yang perlu diperhatikan adalah efisiensi transformator. Efisiensi transformator hanya berpengaruh pada kuat arus. Efisiensi 80% berarti arus primer yang terpakai adalah 0,8 Ip.


Is = 3,2


Ns = 160
Jadi, nilai P dan Q pada tabel di atas adalah Is = 3,2 A dan Ns = 160  lilitan (B).

Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Dua kawat sejajar yang panjangnya 1 m dialiri arus listrik seperti tampak pada gambar berikut


Beda potensial antara titik a dan b adalah .... A.   10 volt B.   8 volt C.   6 volt D.   4 volt

E.   2 volt


Rangkaian listrik tersebut harus diselesaikan dengan hukum Kirchhoff II. Kita tentukan dulu hambatan totalnya. 

Rt = 3 Ω + 5 Ω + 2 Ω

    = 10 Ω Hukum Kirchhoff II menyatakan bahwa jumlah tegangan sebuah loop sama dengan nol.

          ΣV = 0


ΔE − I.Rt = 0
          ΔE = I.Rt
     24 − 4 = I × 10
           20 = 10I
              I = 2

Beda potensial antara titik a dan b adalah 

Vab = I.Rab

       = 2 × 5        = 10 Jadi, beda potensial antara titik a dan b adalah 10 volt (A).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Listrik Dinamis.

Perhatikan faktor-faktor berikut!

  1. Luas penampang kawat.
  2. Permeabilitas.
  3. Hambatan dalam kawat.
  4. Arus yang mengaliri kawat.
Faktor-faktor yang memengaruhi induksi magnetik pada suatu kawat penghantar adalah .... A.   (1) dan (2) B.   (1) dan (3) C.   (1) dan (4) D.   (2) dan (3)

E.   (2) dan (4)



Induksi magnet pada kawat berarus listrik adalah

Berdasarkan rumus di atas, yang memengaruhi induksi magnet (B) adalah


  • permeabilitas (μo),
  • kuat arus listrik (i), dan
  • jarak titik ke kawat (a)
Jadi, faktor yang memengaruhi induksi magnet pada kawat penghantar adalah pernyataan nomor 2 dan 4 (E).

Perdalam materi ini di Pembahasan Fisika UN: Induksi Magnetik.

Simak Pembahasan Soal Fisika UN 2015 selengkapnya.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.