Roboguru

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 500 mH. Arus listriknya merupakan fungsi waktu, yaitu  dengan t dalam s dan I dalam A. Hitung energi yang tersimpan dalam induktor dalam saat t = 2 s!

Pertanyaan

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 500 mH. Arus listriknya merupakan fungsi waktu, yaitu I equals 3 t squared minus 2 t dengan t dalam s dan I dalam A. Hitung energi yang tersimpan dalam induktor dalam saat t = 2 s!

Pembahasan Soal:

Diketahui

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row L equals cell 500 space mH equals 0 comma 5 space straight H end cell row I equals cell 3 t squared minus 2 t end cell row t equals cell 2 space straight s end cell end table 

Ditanya
Besar energi yang tersimpan?

Penyelesaian
Besar kuat arus
Dengan mensubtitusi t ke persamaan arus maka:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row I equals cell 3 t squared minus 2 t end cell row blank equals cell 3 open parentheses 2 close parentheses squared minus 2 open parentheses 2 close parentheses end cell row blank equals cell 3 times 4 minus 4 end cell row blank equals cell 8 space straight A end cell end table 

Besar energi yang tersimpan
Energi yang tersimpan pada induktor dirumuskan:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell 1 half L I squared end cell row blank equals cell 1 half times 0 comma 5 times 8 squared end cell row blank equals cell 1 half times 32 end cell row blank equals cell 16 space straight J end cell end table 

Jadi, besar energi yang tersimpan 16 J.

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

J. Khairina

Mahasiswa/Alumni Universitas Pendidikan Indonesia

Terakhir diupdate 13 Agustus 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Sebuah solenoide memiliki 200 lilitan, panjang 50 cm, dan luas penampang 10 cm². Hitung energi yang dihasilkan jika arus yang mengalir 3 A!

Pembahasan Soal:

Diketahui

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row N equals cell 200 space lilitan end cell row calligraphic l equals cell 50 space cm equals 0 comma 5 space straight m end cell row A equals cell 10 space cm squared equals 0 comma 001 space straight m squared end cell row I equals cell 3 space straight A end cell end table 

Ditanya
Energi yang dihasilkan?

Penyelesaian
Untuk mencari energi, maka harus mencari Induktansi diri solenoide.
Induktansi Diri
lnduktansi diri suatu kumparan sama dengan jumlah fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan tiap satuan kuat arus listrik yang mengalir pada kumparan tersebut. Sehingga:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row L equals cell fraction numerator mu subscript 0 N squared A over denominator calligraphic l end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent times 200 squared times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 5 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 4 times 3 comma 14 cross times 10 to the power of negative 7 end exponent times 200 squared times 10 to the power of negative 3 end exponent over denominator 0 comma 5 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 50 comma 24 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent over denominator 0 comma 5 end fraction end cell row blank equals cell 100 comma 48 cross times 10 to the power of negative 6 end exponent end cell row blank equals cell 1 comma 0048 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight H end cell end table 

Besar Energi
Pada konduktor tersimpan energi yang besarnya dirumuskan:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row W equals cell 1 half L I squared end cell row blank equals cell 1 half times 1 comma 0048 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent times 3 end cell row blank equals cell 1 comma 5072 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent end cell row blank equals cell 1 comma 51 cross times 10 to the power of negative 4 end exponent space straight J end cell end table 

Jadi, besar energi yang dihasilkan bold 1 bold comma bold 51 bold cross times bold 10 to the power of bold minus bold 4 end exponent J.

0

Roboguru

Medan magnetik di dalam suatu solenoide superkonduksi adalah 8 T. Solenoide memiliki diameter dalam 8 cm dan panjang 20 cm, serta 5.000 lilitan dan arus listrik sebesar 4 A. Tentukan rapat energi magn...

Pembahasan Soal:

Diketahui : 

B = 8 T

d = 8 cm

l = 20 cm

N = 5000 lilitan

I = 4 A

DItanya : U subscript m equals space... space ?

Jawab. 

Rapat energi magnetik atau energi magnetik per satuan volume (um), merupakan perbandingan antara energi yang tersimpan dalam solenoida dengan volumenya. Dirumuskan : U subscript m equals 1 half fraction numerator B squared over denominator space mu subscript 0 end fraction U subscript m equals 1 half fraction numerator 8 squared over denominator 4 straight pi space straight x space 10 to the power of negative 7 end exponent end fraction U subscript m equals 25 space x space 10 to the power of 6 space J divided by m cubed

Jadi, jawaban yang tepat adalah begin mathsize 14px style 25 space x space 10 to the power of 6 space J divided by m cubed end style 

0

Roboguru

Dika mempunyai ide yang ingin dia realisasikan. Dika ingin menyimpan kelebihan energi dalam sebuah toroida yang sangat besar dengan medan magnet rata-rata sebesar 5 T. Diketahui jari-jari efektif toro...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

B = 5 T

r = 10 m

begin mathsize 14px style W equals 10 to the power of 5 space kWh equals 1 cross times 10 to the power of 8 space Wh equals 3 comma 6 cross times 10 to the power of 11 space Ws end style    

Volume toroida dimana medan magnet berada sama dengan luas penampang dikalikan dengan keliling toroida.

V = 2πr (A)

Sehingga :

begin mathsize 14px style W over V equals 1 half B squared over mu subscript 0 W equals 1 half fraction numerator B squared V over denominator mu subscript 0 end fraction W equals 1 half fraction numerator B squared 2 pi r left parenthesis A right parenthesis over denominator mu subscript 0 end fraction A equals fraction numerator W mu subscript 0 over denominator B squared pi r end fraction A equals fraction numerator left parenthesis 2 right parenthesis left parenthesis 3 comma 6 cross times 10 to the power of 11 right parenthesis left parenthesis 4 pi cross times 10 to the power of negative 7 end exponent right parenthesis over denominator left parenthesis 5 right parenthesis squared left parenthesis pi right parenthesis left parenthesis 10 right parenthesis end fraction A equals 1152 space straight m squared end style 

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.

0

Roboguru

Sebuah solenoida dengan panjang 6,28 cm dan luas penampang 5 cm2 terdiri dari 300 lilitan. Solenoida dialiri arus 2 A, maka energi yang tersimpan sebesar: ...

Pembahasan Soal:

Solenoida atau mudahnya kumparan, merupakan kumparan kawat yang terlilit pada suatu pembentuk silinder. Induktansi diri L sebuah solenoida dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

L = μ₀. N². A/ l

dan energinya ditentukan dengan menggunakan persamaan:

W = ½. L.I²

dengan:

L = induktansi diri solenoida ( H)

μ₀ = permeabilitas udara (4 π × 10⁻⁷ Wb/Am)

N = jumlah lilitan

l = panjang solenoida (m)

A = luas penampang (m²)

I = kuat arus (ampere)

berdasarkan soal di atas diketahui bahwa :

- jumlah lilitan -> N = 300 lilitan

- panjang solenoida -> l = 6,28 cm = 6,28 x 10⁻² m

- luas penampang -> A = 5 cm² = 5x 10⁻⁴ m²

-- kuat arus -> I= 2A

Selanjutnya yang ditanyakan pada soal adalah energi yang tersimpan.

Langkah pertama kita cari induktansi dirinya:

L = μ0. N². A/ l

L = 4 π × 10⁻⁷. 300². 5x 10⁻⁴/6,28 x 10⁻²

L = 45 x 10⁻⁵ H

Langkah selanjtnya mencari enerinya dengan menggunakan persamaan:

W = ½. L.I²

W = ½. 45 x 10⁻⁵.2²

W = 9 x 10⁻⁴ joule

Berdasarkan pembahasan  di atas dapat disimpulkan bahwa besarnya energi yang tersimpan 0,9 x 10⁻3 joule.

Dengan demikian, jawaban yang tepat adalah C

0

Roboguru

Sebuah solenoide 300 lilitan memiliki jari-jari 5 cm dan panjang 30 cm. Energi yang tersimpan dalam solenoide ketika arus 4 A mengalir melaluinya adalah . . . .

Pembahasan Soal:

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved