INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Gejala timbulnya arus listrik dengan cara menggerak-gerakkan magnet di dalam atau di dekat kumparan ini disebut induksi elektromagnetik.

            Ketika arus listrik mengalir melalui kumparan, maka pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial atau gaya gerak listrik. Karena timbulnya gaya gerak listrik (ggl) ini dari peristiwa induksi (imbas), maka ggl nya disebut ggl induksi, dan arus listrik yang mengalir disebut juga arus induksi.

            Ketika magnet batang didiamkan baik di luar kumparan maupun di dalam kumparan ,ternyata jarum galvanometer tidak bergerak, berarti tidak ada arus listrik atau ggl induksi.

            Jadi dapat disimpulkan : Timbulnya ggl induksi pada kumparan itu, hanya terjadi selama magnet digerak-gerakkan di sekitar kumparan saja.

Pada gambar (a) magnet batang dimasukkan dengan cepat ke kumparan, maka timbul arus induksi, pada gambar(b) magnet batang diganti dengan elektromagnet, ternyata pada rangkaian timbul arus induksi juga, pada gambar (c) saklar dibuka maka tidak ada arus induksi. Simpulkan olehmu peristiwa ini.

Timbulnya ggl induksi pada ujung-ujung kumparan dapat dijelaskan dengan garis-garis gaya magnet, sebagai berikut :

- Bila kutub sebuah magnet dimasukkan ke dalam kumparan, maka garis-garis gaya yang masuk ke dalam kumparan tersebut bertambah banyak.

-  Bila kutub sebuah magnet dikeluarkan dari dalam kumparan, maka garis-garis gaya di dalam kumparan tersebut berkurang banyaknya.

- Bila kutub magnet tersebut tidak bergerak, maka garis-garis gaya di dalam

   kumparan itu jumlahnya tetap.

 

Sehingga, ggl induksi terjadi apabila, garis-garis gaya yang masuk dan keluar dari kumparan, berubah jumlahnya.

Untuk menentukan arah arus induksi yang timbul pada sebuah kumparan, kamu dapat menggunakan kaidah tangan kanan. Ibu jari menunjukkan kutub utara (U) dari kumparan, sedangkan jari-jari lainnya yang dilipatkan sebagai arah arus induksinya.

Tempat masuknya kutub U dari magnet batang ,menjadi magnet utara (U) juga pada kumparan. Sehingga garis-garis gaya medan magnet dari kumparan keluar dari kutub U, masuk ke kutub S. Dari gambar tampak jarum galvanometer menyimpang ke kanan, karena arus induksinya pada galvanometer mengalir dari kiri ke kanan.                  Dari hasil pengamatan dengan menggunakan kumparan yang berbeda-beda, kekuatan magnet batang yang berbeda, dan kecepatan gerakan magnet batang yang berbeda ,akan diperoleh :

1.Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin besar ggl induksi dan arus induksi yang timbul pada kumparan.

2.Semakin besar kekuatan magnet batang yang dipergunakan, semakin besar pula ggl induksi dan arus induksinya.

3.Semakin cepat gerakan keluar-masuknya batang magnet U-S, semakin besar pula ggl induksi dan arus induksinya.

4.Arus induksi yang dihasilkan selalu mengikuti kaidah tangan kanan.

 

            Pengamatan di atas mula-mula dilakukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831. Gejala yang diamati ini amat bermanfaat untuk perkembangan teknologi sampai saat sekarang.

Dinamo atau generator

            Alat yang dapat dipakai untuk menghasilkan induksi elektromagnet disebut dinamo atau generator. Dinamo yang paling sederhana dapat kamu temui pada dinamo sepeda. Dinamo sepedamu memakai magnet kecil yang dapat berputar dan ditempatkan dekat sebuah kumparan. Bila ban sepeda berputar, dinamo yang dihubungkan dengan ban sepeda, akan memutar magnet, sehingga menimbulkan ggl induksi pada kumparan, sehingga arus listrik akan mengalir. Bila dinamo ini dihubungkan dengan lampu sepeda, lampu akan menyala.

            Terang-redupnya lampu sepeda akan bergantung pada kelajuan sepeda tersebut, semakin cepat laju sepeda tersebut, semakin terang pula lampu sepeda tersebut, kondisi ini dikarenakan arus listrik induksi yang semakin besar.

            Pada generator arus bolak balik yang berputar adalah kumparannya, sementara magnetnya dibuat tetap diam. Generator arus bolak-balik disebut alternator.Kumparan yang berputar dalam medan magnet dapat menimbulkan ggl induksi. Dari sikat karbon yang dihubungkan dengan cincin generator akan timbul arus induksi yang dapat dipakai untuk menyalakan lampu.

            Bagian generator yang diam disebut stator, dan bagian yang dapat berputar disebut rotor. Untuk memutar rotor dari sebuah generator dibutuhkan energi dari luar, yaitu energi kinetik, misalnya dinamo sepeda digerakkan oleh ban sepeda yang berputar 

Generator dari pembangkit tenaga listrik yang besar dapat digerakkan oleh energi gerak dari air terjun yang akan memutar baling-baling turbin yang dihubungkan dengan rotor.

            Pada generator arus searah, ujung-ujung kumparannya dihubungkan ke bagian setengah cincin. Bagian setengah cincin ini berfungsi sebagai komutator, yang dapat mengubah arus listrik yang keluar dalam bentuk arus searah.

Sumber listrik PLN merupakan sumber arus bolak balik. GGL induksi yang dihasilkan lumayan besar sehingga mampu menyediakan energi listrik dirumahmu, atau di sekolahmu, bahkan di pabrik-pabrik.      

   Pada dasarnya, ggl induksi yang dihasilkan oleh sebuah dinamo atau sebuah generator sesuai dengan hukum Faraday.  Agar kita mendapatkan ggl induksi yang besar ,kita dapat menempuh cara-cara :

1. memperbanyak gulungan atau lilitan kumparan.

2. memperkuat induksi magnet.                                                            

3. memasukkan inti besi lunak ke dalam kumparan.

4. mempercepat putaran kumparan.

Transformator

Dasar kerja transformator adalah induksi elektromagnetik, dimana terjadi ggl induksi pada kumparan sekunder bila pada kumparan primer terjadi arus yang berubah-ubah.

Untuk diingat : 

Bagian utama transformator

Sebuah transformator terdiri dari :

- Sebuah inti besi yang terdiri dari beberapa lapisan tipis yang disekat satu sama lain.

- Dua buah kumparan yang dililitkan pada inti besi :

   1. Kumparan pertama dihubungkan dengan sumber arus, yang disebut kumparan

       primer.

   2. Kumparan kedua yang disebut kumparan sekunder, dimana arus keluar dari trafo.

Jenis Transformator

Kegiatan Kelompok :

            Marilah kita selidiki hubungan antara jumlah lilitan kumparan primer dan sekunder terhadap tegangan primer dan sekunder  dengan melakukan kegiatan penyelidikan berikut ini.

Bahan yang disediakan :

1. Kumparan 300 lilitan, 600 lilitan, dan 1200 lilitan, masing-masing satu buah.

2. Inti besi satu buah.

3. Sebuah voltmeter AC.

4. Sebuah power supply/catu daya.

5. Sebuah saklar.

6. Kabel penghubung sesuai kebutuhan.

Cara Kerja :

1.  Rangkaikan peralatan seperti pada gambar, dengan kumparan 300 lilitan di bagian

     primer dan kumparan 600 lilitan di bagian sekunder.

    2.  Rangkaikan kumparan sekunder dengan voltmeter.

  3. Hubungkan kumparan primer dengan tegangan power supply 2 volt AC, sambungkan saklar sehingga arus mengalir menuju kumparan primer.

4. Amati jarum voltmeter pada kumparan sekunder, catat tegangan yang dihasilkannya pada sebuah tabel.

5.   Ulangi percobaan di atas dengan mengganti kumparan primer dan sekunder dengan jumlah lilitan yang berbeda, lalu dengan mengubah tegangan kumparan primer.

6.   Amati hasilnya, susunlah sebuah kesimpulan.

Transformator dapat digunakan untuk :

- menaikkan tegangan (ggl induksi) dari rendah menjadi lebih tinggi, trafo yang dapat menaikkan tegangan disebut transformator step-up (penaik tegangan).

-  menurunkan tegangan dari tinggi menjadi lebih rendah, trafo yang dapat menurunkan tegangan disebut transformator step-down (penurun tegangan).

 

          Apabila         :    jumlah lilitan kumparan primer = N_p

                                     Jumlah lilitan kumparan sekunder = N_s

                                     Tegangan kumparan primer = V_p

                                     Tegangan kumparan sekunder = V_s

                                   

          Maka dari kegiatan penyelidikanmu dapat disimpulkan :

Bila seluruh energi listrik pada kumparan primer dapat diubah dan dimanfaatkan di kumparan sekundernya, dalam arti efisiensi transformator 100 % , maka daya pada primer sama dengan daya pada sekunder. Sehingga :P_p = P_s      , dimana P_p : daya pada kumparan primer

                                    P_s : daya pada kumparan sekunder.

Persamaan daya itu dapat kita ubah menjadi

 

                                                

Kuat arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder berbanding terbalik dengan tegangan sekundernya. Maka bila tegangannya besar, arus listriknya akan kecil, dan sebaliknya bila tegangannya kecil maka kuat arusnya menjadi besar.

              Bila persamaan yang berhubungan dengan tegangan listrik, kuat arus listrik, serta jumlah lilitan pada setiap kumparan dituliskan dalam sebuah persamaan, akan diperoleh :

Contoh Soal :

Sebuah transformator step down, dipakai untuk menyalakan sebuah lampu 2W12V.Bila perbandingan lilitan primer dengan sekunder adalah 5 : 1, tentukanlah :

arus listrik sekunder, arus listrik primer, dan tegangan primer !

Solusinya : P_s = 24 watt

                   V_s = 12 volt

Arus listrik pada rangkaian sekunder :

Tegangan pada primer (V_p) :

 

Efisiensi Transformator

          Gaya gerak listrik induksi pada sebuah kumparan akan menimbulkan arus induksi. Arus induksi ini membentuk lingkaran-lingkaran kecil yang arahnya tegak lurus arah garis-garis gaya medan magnetnya. Arus yang melingkar ini disebut dengan arus pusar atau arus eddy. Arus pusar ini dalam kumparan menimbulkan kalor atau panas, yang sifatnya akan merugikan. Mengapa merugikan ? Karena sebagian energi listrik akan berubah menjadi kalor. Di dalam transformator timbulnya kalor ini tidak mungkin dicegah, namun dapat dikurangi dengan membuat inti kumparan menjadi lapisan-lapisan besi tipis atau batang-batang kecil. Makin kecil kalor yang timbul, maka semakin besar efisiensi transformator.

Perbandingan energi yang dihasilkan dari sekunder terhadap energi di primer disebut efisiensi.

Efisiensi sebuah transformator dapat dirumuskan :       

       

 Contoh Soal :

1.Sebuah transformator mempunyai efisiensi 80 %. Berapakah besar daya sekundernya jika daya primernya 500 watt ?

 

Solusinya :             

Tugas Individu

1. Suatu transformator step up digunakan untuk mengubah tegangan dari 220 volt menjadi 1800 volt. Jumlah lilitan primernya 110, hitung berapa jumlah lilitan sekundernya ?

2. Jika arus yang dihasilkan pada lilitan sekunder suatu transformator 5 A, maka tegangan sekundernya 1000 volt. Berapakah arus pada lilitan primer jika tegangan kumparan primer 100 volt dan efisiensi transformator 100 % ?

3. Suatu transformator step up mempunyai 200 lilitan pada kumparan primernya dan 1000 lilitan pada kumparan sekundernya. Arus pada kumparan sekunder 2 A dan tegangan kumparan primer 220 volt. Berapakah arus pada kumparan sekunder jika efisiensi trafo 100 % ?

4. Sebuah transformator mempunyai kumparan primer 2000 lilitan, dan kumparan sekundernya 5000 lilitan. Arus primernya sebesar 0,5 A, sedangkan arus sekundernya sebesar 0,19 A.  Berapakah efisiensi transformator tersebut ?

5. Sebuah transformator mempunyai efisiensi 60 % dengan perbandingan lilitan primer dan sekunder = 10 : 1. Apabila tegangan primernya 200 volt, dengan kuat arus 5 A, hitunglah : a. tegangan sekundernya

                          b. daya sekundernya

                          c. kuat arus sekundernya.

 

Penggunaan Transformator

Dalam kehidupan sehari-hari, transformator digunakan pada alat tertentu atau pada sistem alat khusus, seperti berikut ini.

1. Adaptor

Jika kita akan menggunakan tegangan rendah arus searah dari tegangan 220 volt arus bolak balik, maka kita memerlukan alat yang disebut adaptor. Sebuah adaptor terdiri dari sebuah transformator step-down (penurun tegangan) dan rangkaian penyearah arus.

   Prinsip kerja adaptor :

a. Arus bolak balik dengan tegangan AC 220 volt masuk ke kumparan sekunder melalui titik K dan L.

b.   Kemudian arus keluar dari kumparan sekunder melalui titik M dan N sesuai tegangan yang diinginkan, sebagai contoh misalkan 12 volt.

c.   Arus yang dari kumparan sekunder ini masih arus AC. Arus bolak balik dengan tegangan 12 volt ini lalu dihubungkan dengan rangkaian penyearah arus. Sehingga setelah keluar dari rangkaian penyearah arus, arus yang keluar adalah arus searah(DC) dengan tegangan 12 volt.

 

Untuk diingat :

2. Induktor

            Dalam kegiatan sehari-hari di laboratorium sering kali kita membutuhkan tegangan yang tinggi sekitar 10.000 volt sampai 20.000 volt, misalnya untuk mengoperasikan tabung sinar katoda. Sehingga kita memerlukan alat yang praktis untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Salah satu alat yang dapat digunakan adalah induktor Ruhmkorff. Fungsi dari induktor ini adalah untuk menghasilkan tegangan yang sangat tinggi dari arus searah (DC) yang bertegangan rendah.

 

Bagian-bagian dari induktor.

Induktor terdiri dari dua kumparan yang digulung sedemikian rupa sehingga kumparan primernya berada di dalam kumparan sekunder.

- kumparan primer :

  a. mempunyai inti besi, dan bekerja sebagai elektromagnet.

  b. jumlah lilitannya tidak terlalu banyak, dan menggunakan kawat yang berdiameter

      agak besar.

- kumparan sekunder : mempunyai jumlah lilitan sangat banyak dan menggunakan

   kawat yang berdiameter kecil.

 

Cara kerja induktor

            Perhatikanlah gambar di atas, sebuah induktor bekerja sesuai dengan prinsip induksi elektromagnetik ,dengan penjelasan sebagai berikut.

1. Jika arus searah (arus DC) pada dikumparan primer dialirkan ke induktor, maka jangkar H akan ditarik oleh inti kumparan, sehingga hubungan dengan kontak C terputus, akibatnya kumparan primer tidak akan memperoleh arus listrik. Selanjutnya , jangkar H memegas kembali, dan dengan demikian terjadi hubungan dengan kontak C kembali, dan arus pada kumparan primer tersambung.

2. Peristiwa tersebut akan berulang dengan kecepatan tinggi, sehingga kumparan sekunder terinduksi ,maka timbullah GGL induksi pada kumparan sekunder tersebut. Kita sudah mengetahui bahwa jumlah lilitan pada kumparan sekunder sangat banyak, sehingga beda potensial yang timbul pada ujung-ujung kumparan sangat tinggi.

3.   Apabila pada salah satu ujung kumparan primer dipasang sebuah kondensator K, maka perubahan medan magnet pada kumparan primer akan semakin cepat. Karena kondensator menyediakan muatan-muatan listrik yang siap dipakai untuk mempercepat proses getaran pada induktor.

4.   Jika jarak antara kedua ujung kumparan sekunder tidak terlalu jauh, maka diantara kedua ujung kumparan sekunder itu timbul bunga api listrik. Prinsip ini digunakan pada kendaraan bermotor untuk menimbulkan bunga api antara elektroda-elektroda busi. Untuk memutus-mutus arus primer digunakan pemutus arus yang dijalankan oleh sumbu berputar pada delko. Pemutus arus ini biasanya disebut platina dan kumparannya disebut koil.

                              Induktor yang dihubungkan dengan busi kendaraan bermotor.

3. Transmisi tenaga listrik jarak jauh

            Generator-generator tenaga listrik yang besar biasanya dibangun di tempat yang jauh dari kota, hal ini terjadi karena pembangkit tenaga listrik banyak yang menggunakan tenaga air terjun. Generator-generator tersebut menghasilkan daya yang besar dengan tegangan yang rendah, misalkan daya yang dihasilkan 22.000watt dengan tegangan 220 volt. Bagaimanakah cara mengirim energi listrik ini ke tempat tempat seperti rumahmu, atau sekolahmu ?

            Seandainya energi listrik itu dikirim seperti apa yang ada dari PLTA, maka arus yang mengalir sebesar :

Bisa kamu bayangkan ,untuk mengirim energi listrik dengan kuat arus 10⁸ A, sungguh memerlukan kabel listrik yang besar sekali, tentu saja harganya akan mahal sekali. Kabel listrik yang digunakan untuk mengalirkan arus tersebut umumnya mempunyai hambatan walaupun kecil, misalnya R = 10^-8ohm. Berarti ada sejumlah energi yang hilang atau rugi tenaga. Kerugian daya di perjalanan dapat dihitung sebagai berikut :

P = I² . R

   = (10⁸)² x 10^-8

   = 10¹⁶ x 10^-8 = 10⁸ watt = 100 MW

            Ternyata kerugian dayanya lumayan besar. Jadi, transmisi energi listrik ke tempat-tempat yang jauh dengan tegangan rendah, akan mengalami kerugian, baik kerugian dana maupun kerugian daya listriknya.

            Supaya daya yang hilang ini bisa diperkecil, maka tegangan harus dinaikkan, misalkan tegangan dinaikkan menjadi 110.000 volt.

Jika  R = 10^-6 ohm

        P = 22000 MW

           = 2,2  x 10 ¹⁰ watt

        V = 110000 volt

            = 1,1 x 10⁵ volt

        P = V x I

2,2 x 10¹⁰ = 1,1 x 10⁵ x I

        

Daya yang hilang  adalah : P = I² . R

                                               = (2.10⁵)² . 10^-6

                                               = 4.10¹⁰.10^-6

                                               = 4. 10⁴

                                               = 40.000 watt

Sehingga untuk transmisi tenaga listrik ke daerah yang jauh, tegangannya harus dinaikkan menjadi tegangan tinggi. Setelah sampai ditempat konsumen tegangannya diturunkan lagi. Untuk menaikkan dan menurunkan tegangan ini PLTA menggunakan transformator.

Perhatikanlah gambar di atas. Pada gambar ini menjabarkan bagan transmisi daya listrik dari pusat pembangkit menuju ke pabrik-pabrik dan rumah-rumah. Sesudah menjadi 220 volt , energi listrik ini dialirkan ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk, termasuk rumahmu.

Kegiatan Kelompok : Membuat trafo sendiri

            Biasanya harga sebuah transformator cukup mahal di pasaran, untuk mengatasi hal ini sebetulnya kamu dapat membuatnya sendiri. Cobalah untuk memulainya.

Bahan yang diperlukan :

- Besi lunak (kern)

- Kawat tembaga berisolasi, bisa dibeli di toko elektronika.

- Karton/kertas

- Catu daya(power supply) bolak balik dengan tegangan 2 volt sampai 12 volt

- Voltmeter.

Cara membuatnya :

- Bungkuslah besi lunak/kern dengan selembar karton atau kertas.- Lilitkan kawat berisolasi pada salah satu sisi besi lunak/kern kira-kira sejumlah 500 lilitan . Bagian ini disebut kumparan primer.

- Lalu bungkuslah kumparan primer ini dengan kertas, sambil keluarkan/julurkan ujung-ujung kawatnya.

- Lilitkan kawat berisolasi pada sisi yang lain dari besi lunak tadi kira-kira sebanyak 700 lilitan , bagian ini disebut kumparan sekunder.

- Bungkuslah kumparan sekunder ini dengan kertas , sambil tetap julurkan ujung-ujung kawatnya.

- Ujung-ujung kumparan primer hubungkan olehmu dengan tegangan bolak balik 2 volt.

- Sementara hubungkan ujung-ujung kumparan sekunder dengan voltmeter, amatilah tegangan sekundernya.

- Ulangi percobaanmu dengan mengubah besar tegangan primernya

- Apa kesimpulanmu dengan hubungan antara jumlah lilitan primer, jumlah lilitan sekunder terhadap tegangan primer dan tegangan sekunder.

EVALUASI guys, coba dulu yach...

kalo ngga bisa, boleh tanya ke guru.

 A. Pilihlah jaban yang paling tepat!

 1.GGL induksi pada kawat terjadi karena ………….

1. kawat dihubungkan dengan sumber tegangan
2. di dekat kawat diletakkan sebuah magnet
3. kawat dilingkupi garis gaya magnet yang berjumlah tetap
4. kawat dilingkupi garis gaya magnet yang berubah-ubah

2.      Manakah yang sesuai untuk arus bolak-balik ?

1. mengurangi jumlah kumparan
2. mengubah garis gaya magnet secara lambat
3. dihasilkan dari sumber tegangan aki
4. mempercepat putaran magnet

3.      Bila sebuah kumparan dan sebuah magnet digerakkan bersama-sama dengan kecepatan yang sama, maka ……………..

1. akan terjadi arus induksi 
2. akan terjadi arus seara
3. akan terjadi arus bolak-balik
4. tidak akan terjadi arus induksi

    

   4.Agar di ujung-ujung kumparan terjadi gaya gerak listrik induksi, maka jumlah garis-garis gaya yang berada di dalam kumparan harus ………………..

   a.       bertambah banyaknya

   b.      berkurang banyaknya

   c.       tetap banyaknya

   d.      berubah-ubah banyaknya.

   5.  Di bawah ini adalah faktor yang dapat mempengaruhi besar kecilnya GGL induksi dalam suatu kumparan, kecuali …………….

   a.       Banyaknya lilitan

   b.      kecepatan gerak magnet

   c.       kekuatan gaya tarik magnet

   d.      gaya berat magnet

   6.Perubahan banyaknya garis-garis gaya yang masuk ke dalam suatu kumparan dapat dilakukan seperti tersebut di bawah ini, kecuali ……………

   a.                   memutar kumparan di sekitar magnet

   b.                  memutar magnet di sekitar kumparan

   c.                   mengalirkan arus searah pada kumparan primer di dekat kumparan sekunder

   d.                  menggerakkan salah satu kutub magnet masuk atau keluar kumparan.

   7.Bila magnet tidak bergerak terhadap kumparan, maka dalam kumparan tidak timbul GGL induksi. Hal ini disebabkan ………………….

   1. dalam kumparan tidak terdapat medan magnet
   2. magnet kehilangan kemagnetannya.
   3. dalam kumparan tidak terdapat magnet induksi
   4. tidak ada perubahan terhadap banyaknya garis-garis gaya dalam kumparan

   8.  Kuat arus sekunder yang dilepaskan oleh sebuah transformator :

   a. berbanding terbalik dengan kuat arus primer

   b.berbanding terbalik dengan jumlah lilitan primer

   c. berbanding terbalik dengan jumlah lilitan sekunder

   d.      berbanding lurus dengan jumlah lilitan sekunder

   9. Transformator digunakan untuk mengubah ………..

   a. daya listrik arus searah

   b.daya listrik arus bolak-balik

   c. tegangan arus searah

   d. tegangan arus bolak-balik

   10.Transformator tidak dapat digunakan untuk …………………

   1. memperbesar kuat arus listrik              c. memperbesar daya listrik
   2. memperbesar tegangan listrik              d. transmisi energi listrik

   11.Transformator Step-Up adalah transformator yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

   a.       jumlah lilitan primer = jumlah lilitan sekunder

   b.      jumlah lilitan primer > jumlah lilitan sekunder

   c.       jumlah lilitan primer < jumlah lilitan sekunder

   d.      lilitan primer dan lilitan sekunder tidak bersambungan

   12. Agar peralatan yang bertegangan 220 Volt dapat digunakan pada tegangan 110 Volt, maka harus digunakan transformator yang mempunyai ……………………..

   a. jumlah lilitan sekunder   ¼  kali lilitan primer

   b. jumlah lilitan sekunder   ½   kali lilitan primer

   c. jumlah lilitan sekunder   2  kali lilitan primer

   d. jumlah lilitan sekunder   4  kali lilitan primer

   13. Adaptor adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk ………..

   a.                   mengubah arus DC menjadi AC

   b.      mengubah arus AC menjadi DC

   c.                   menurunkan tegangan AC, kemudian mengubah menjadi DC

   d.                  menurunkan tegangan DC, kemudian mengubah menjadi AC

   14.Pada sebuah transformator, jumlah lilitan primer 12.000 dan jumlah lilitan sekunder 2.000. Jika  tegangan primer120 V, maka tegangan sekundernya :

   a. 20 V                                          c. 360 V

   b. 100 V                                        d. 1.000 V

   15. Daya listrik sebesar 200 watt ditransmisikan dengan tegangan sebesar 100 volt melalui kabel yang mempunyai hambatan 3 ohm.

   Daya listrik yang hilang dalam kabel adalah :

   a. 6 watt                                        c. 18 watt

   b. 12 watt                                      d. 36 watt

   16.  Pengiriman daya listrik jarak jauh dari sumbernya dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi, ini dimaksudkan agar …………

   a.       daya listrik tidak dicuri orang            

   b.      energi yang hilang dalam perjalanan sedikit

   c.       tidak membahayakan keselamatan orang

   d.      menghindari bahaya sambaran petir.

   17.  Untuk menaikkan tegangan DC menjadi tegang AC yang cukup tinggi digunakan alat

   a.       induktor

   b.      adaptor

   c.       interuptor

   d.      transformator

   18.  Agar ggl induksi yang keluar dari dinamo arusnya menjadi searah, maka pada dinamo tersebut harus dipasang …………

   a.       transformator

   b.      induktor

   c.       komutator

   d.      interuptor.

   19.  Perbedaan pokok antara dinamo arus searah dan generator adalah ……………..

   1. rotor
   2. stator
   3. komutator
   4. kumparan

   A.    Isilah titik-titik dengan tepat !

   1.      Arus listrik yang ditimbulkan oleh medan magnet, pertma kali ditemukan oleh ………………..pada tahun 1831.

   2.      Pada ujung-ujung kawat kumparan akan terjadi gaya gerak listrik induksi apabila jumlah garis haya magnet yang masuk ke dalam kumpran itu mengalami ………………………………

   3.      Arus listrik yang ditimbulkan bersama timbulnya gaya gerak listrik induksi disebut arus …………

   4.      Arus listrik yang timbul di dalam kumparan hanya terjadi apabila magnet yang ada di dekat kumparan itu …………………….., sedangkan apabila magnet tersebut ………………..maka tidaka akan ada arus yang mengalir.

   5.      Pada generator terjadi perubahan energi ……………………. menjadi energi ……………………

   6.      Prinsip generator listrik ada dua macam, yaitu :

   a.       Dapat satu atau beberapa kumparan berputar di dalam suatu ……………………………..

   b.      Atau ………………………………… berputar di antara beberapa kumparan.

   7.      Gaya gerak listrik induksi generator dan juga kuat kuat arus induksinya dapat diperbesar dengan cara :

   a.       mempercepat putaran ………………………….

   b.      memperbanyak …………………………… kumparan

   c.       mengunakan magnet yang …………………………….

   d.      memasukkan inti besi lunak ke dalam …………………………..

   8.      Pada generator arus searah, ujung-ujung kumparannya dihubungkan dengan cincin belah yang bekerja sebagai komutator untuk mengubah arus listrik  yang keluar dari generator dari arus ……………menjadi arus …………………………

   9.      Arus listrik yang ditimbulkan oleh generator arus bolak-balik adalah arus ……………….atau AC. AC singkatan dari ……………………………

   10.  Pada dasarnya sebuah transformator itu terdiri dari sebuah kumparan ……………………….. dan sebuah kumparan …………………… yang digulung pada inti besi yang terdiri atas beberapa ……………………….. yang tidak berujung pangkal.

    

   B.     Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan tepat !

   1        Mengapa putaran magnet permanen pada dinamo dapat menghasilkan arus listrik ? Jelaskan !

   2        Sebutkan jenis transformator dan jelaskan kegunaan masing-masing !

   3        Mengapa transformator dapat mengubah arus bolak-balik tegangan rendah menjadi arus bolak-balik tegangan tinggi dan sebaliknya ?

   4        Sebuah transformator step-down yang dipasang pada tegangan 220 volt menghasilkan tegangan 12 volt. Jika kumparan primernya mempunyai 1200 lilitan, berapa jumlah lilitan sekunder ?

   5        Sebuah transformator jumlah lilitan kumparan primer dan sekundernya berbanding sebagai 30 : 1. Jika tegangan primernya 120 volt dan kuat arus sekundernya 3 ampere, berapa tegangan sekunder dan kuat arus primernya ?

   6        Daya dari sebuah transformator adalah 500 watt. Apabila tegangan sekundernya 12 volt, berapa kuat arus paling besar yang dapat dialirkan melalui kumparan sekunder ?

   7        Sebuah transformator step-down dihubungkan pada sumber tegangan 110 volt untuk menghidupkan peralatan elektronik yang mempunyai kuat arus 0,4 A dan tegangan 20 volt. Bila kumparan primer terdiri dari 300 lilitan, tentukanlah :

   1. jumlah lilitan pada kumparan sekunder.
   2. besar kuat arus pada sumber tegangan.

   8        Apakah efisiensi transformator dapat mencapai 100 % ? Jelaskan !

   9        Apa pengaruh jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan kumparan sekunder terhadap kekuatan (daya) transformator ?

   10    Suatu pembangkit tenaga listrik memiliki daya 5 MW dikirim dengan tegangan 125 kV. Berapa kuat arus yang melalui penghantarnya?

    

    

       

Pembahasan soal bunyi

 

Sebelumnya lihat : teori ini dulu guys..

1. Dalam waktu 0,5 sekon, lintasan yang ditempuh oleh beban pada gambar samping adalah

 1 – 2 – 3 –2 – 1 – 2 – 3 – 2 – 1 – 2 – 3, berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut?

Jawab : Bandul berayun sebanyak 2,5 ayunan.

             2,5 ayunan butuh waktu 0,5 sekon.

              Berarti 1 ayunan butuh waktu :  T =  0,5/ 2,5 = 0,2 sekon                                                              

                f = 1/T  =  1/ 0,2  =  5 hertz.

 2. Dalam selang waktu 4 sekon terjadi 80 kali getaran. Tentukan :

a. frekuensi dan periode getaran

b. jumlah getaran yang terjadi dalam 5 sekon.

      c. waktu untuk melakukan getaran sebanyak 200 kali

Jawab : t = 4 sekon ,terjadi 80 getaran, jadi 1 getaran butuh waktu : T  = 4/80 = 0,05 sekon.

Maka frekwensi getaran  :  f = 1/T  =  1/ 0,05  =  20 Hz.

Dalam t = 5 sekon terjadi getaran sebanyak  :  n = t/T  = 5/0,05   =  100 getaran

 

3. Dari grafik simpangan terhadap waktu pada gambar di bawah ini tentukan:

- amplitudo

- periode

- frekuensi getaran

 

Jawab :   Amplitudo : A = 5 satuan

               Periode :  T = 12 satuan

               Frekwensi : f = 1/T  = 1/12  = 0,08 satuan

4. Seorang siswa memukul sisi sebuah perahu tepat di bawah garis permukaan air laut. Ia mendengar gema bunyi yang dipantulkan dari dasar laut pada waktu 2,0 detik kemudian. Berapa kedalaman laut disitu jika kecepatan bunyi di laut 1560 m/s ?

    Jawab : t = 2 detik

                v = 1560 m/s

        Kedalaman laut, anggap saja  h, nilainya setara dengan h = v x t, tapi karena bunyi bergerak bolak balik akibat dipantulkan oleh dasar laut maka  sebetulnya h = v.t  : 2

      jadi  h  =  1560 x 2  : 2   =   1560 meter

 5. Getaran gempa merambat dengan kecepatan 75 km/s dengan frekuensi 30 Hz. Tentukan panjang gelombang getaran gempa tersebut!

    Jawab : v = 75 km/s    =  75 x 1000 m/s

                 f = 30 Hz

                λ = v/f  = 75/30.1000 = 2500 meter

 

6. Sebuah slinki yang diberi usikan membentuk gelombang longitudinal dengan laju 1 m/sekon. Jika dalam waktu 6 sekon terbentuk tiga rapatan dan tiga regangan, tentukan :

a. Periode

b. Panjang gelombang

c. Frekuensi

    

 Jawab :  pada slinki ada 3 gelombang

                v  =  1 m/s

                t =  6 sekon,  berarti waktu periodenya   T  = t/3  =  6/3                                                                                             =  2 sekon.

                 λ  =  v. T   =  1 m/s . 2s   =  2 meter

                f = 1/T = 1/2  =  0,5 Hz

7. Perhatikan grafik simpangan gelombang terhadap waktu pada gambar di atas! Jika jarak AB = 250 cm, tentukan cepat rambat gelombang tersebut!

Jawab  : terdapat 1,25 gelombang,    1,25λ  =  250 cm

               maka λ  = 250/1,25  = 200 cm

               v = λ/T  = 200/ 2  = 100 cm/det

8. a. Sebuah kapal mengirim pulsa ultrasonik pada kedalaman laut 2500 meter. Jika cepat rambat bunyi dalam air laut adalah 1400 m/s, berapa selang waktu yang akan dicatat?

      b. Periode getaran A adalah 2 kali periode getaran B. Jika frekuensi getaran A adalah 50 Hz, berapa frekuensi getaran B?

Jawab :  

a. Δ t = 2 h/ v  =  2. 2500/1400 =  3,6 detik.

b. T_A   = 2. T_B

     f_{A = 50 Hz,} 

    _{kita punya formula f = 1/T,  maka}    f_{A =  1/}T_{A   , maka} T_{A  = 1/50 det.}

    T_A  =  2.T_{B  , maka} T_{B    = 1/100 detik}        f_{B = 1 /} T_{B   =  100 Hz.}