Mandiri 6 - Fisika Dasar 1 Kampus Milenial ITBI Semester 1 (SATU)

Nama      : IRNA MARLIANA SIREGAR

Kelas       : Pagi

Jurusan  : Informatika

 

 

SOAL:
A. Pertanyaan berikut terkait Induksi Magnetik.
1) Jelaskan pengertian induksi elektromagnetik !
2) Jelaskan cara-cara menimbulkan GGL Induksi !
3) Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL Induksi !
4) Buatlah konsep dari generator DC dan generator AC !
5) Jelaskan secara singkat pengertian transformator dan bagaimana konsep penggunaan transformator pada transmisi energi listrik jarak jauh !

B. Pertanyaan berikut terkait Rangkaian Arus Bolak Balik
6) Jelaskan konsep rangkaian hambatan murni !
7) Jelaskan konsep rangkaian induktor !
8) Jelaskan konsep rangkaian kapasitor !
9) Sebuah generator AC menghasilkan tegangan sebesar ( Vt = 240sin30t) volt dan arus (It = 40sin30t) ampere. Tentukan :

a. Tegangan dan arus maksimum !
b. Sudut frekuensi !
c. Perioda !
d. Tegangan dan arus rata-rata !

JAWAB

1. Induksi elektromagnetik adalah gejala munculnya ggl induksi dan arus listrik induksi pada suatu pengantar akibat perubahan jumlah garis magnet yang memotong kumparan.

2. Cara-cara menimbulkan GGL Induksi, yaitu :

1. Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan
   
2. Memutar magnet di depan kumparan
3. Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
   
4. Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder
   

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi besar GGL Induksi, yaitu : 

1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet.
   
2. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan dan sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan. 

4. Generator DC : Saat penghantar pada sisi AB berputar 180 derajat, penghantar AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi

Arah arus listrik pada penghantar AB dapat ditentukan sebagai berikut, karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1 arus terputus. Penghantar CD menenpai posisi AB dengan aras putaran yang sama arus tetap mengalir ke atas, sehingga arus tetap pada satu arah.

Generator AC :  Saat penghantar pada sisi AB berputar 90 derajat sampai di A1 B1 maka penghantar AB memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi.

Arah arus listrik induksi pada penghantar AB dapat di tentukan sebagai berikut : karena penghantar bergerak berlawanan arah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang searah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listrik mengalir dari B1 ke A1, saat penghantar pada sisi A1 B1 berputar 90 derajat sampai di A2 B2 maka penghantar A1 B1 memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada penghantar AB muncul arus listrik induksi, karena penghantar bergerak searah jarum jam maka arus listrik induksi harus menghasilkan gaya yang berlawanan arah jarum jam untuk melawan gerak penghantar. Arus listtrik mengalir dari A2 ke B2. 

5.  Transformator adalah sebuah alat yang mentransfer energi antara 2 sirkuit yang melalui induksi elektromagnetik.

Proses pengiriman daya listrik kepada pelanggan listrik (konsumen) yang jaraknya jauh disebut transmisi daya listrik jarak jauh. Untuk menyalurkan energi listrik ke konsumen yang jauh, tegangan yang dihasilkan generator pembangkit listrik perlu dinaikkan mencapai ratusan ribu volt. Untuk itu, diperlukan trafo step up. Tegangan tinggi ditransmisikan melalui kabel jaringan listrik yang panjang menuju konsumen. Sebelum masuk ke rumah-rumah penduduk tegangan diturunkan menggunakan trafo step down hingga menghasilkan 220 V. Transmisi daya listrik jarak jauh dapat dilakukan dengan menggunakan tegangan besar dan arus yang kecil. Dengan cara itu akan diperoleh beberapa keuntungan, yaitu energi yang hilang dalam perjalanan dapat dikurangi dan kawat penghantar yang diperlukan dapat lebih kecil serta harganya lebih murah. 

6. konsep rangkaian hambatan murni, funsi tegangan V dan kuat arus I, dan hubungan antara V dan I sepassa/ fasenya sama.

7. konsep rangkaian induktor, sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan tegangan bolak balik V, maka pada ujung-ujung kumparan timbul GGL Induksi.

8. konsep rangkaian kapasitor, sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dengan tegangan bolak balik V, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga pada plat2nya mempunyai beda potensial. 

9. 

Mandiri 5 - Fisika Dasar 1 Kampus Milenial ITBI Semester 1 (SATU)

Nama      : IRNA MARLIANA SIREGAR

Kelas       : Pagi

Jurusan  : Informatika

 

 

SOAL:
A. Pertanyaan berikut terkait Medan Magnetik.
     Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 Ampere. Tentukan besarnya induksi  medan magnet. Pada titik Q yang berjarak 2 meter dari kawat ?
 

PENYELESAIAN:
Diketahui : I = 2,0 ampere
                    a = 2 meter

Ditanya : berapakah besar induksi medan magnetnya ?
Jawab   :  RUMUS :

1) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 0,2 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik A yang berjarak 6 meter dari kawat.
2) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 0,6 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik B yang berjarak 0,1 meter dari kawat.
3) Seutas kawat dialiri arus listrik i = 10 Ampere. Tentukan besarnya induksi medan magnet pada titik C yang berjarak 5 meter dari kawat.
4) Jelaskan mengapa bumi memiliki medan magnet dan apa kegunaan dari adanya medan magnet bumi.
5) Sebutkan dan jelaskan penggunaan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari.

JAWAB :

1) Dik : I = 0,2 ampere

             a = 6 meter

    Dit  : Berapakah besar induksi medan magnetnya ?

    Jwb :

2) Dik : I = 0,6 ampere

             a = 0,1 meter

    Dit  : Berapakah besar induksi medan magnetnya ?

Jwb : 

3) Dik : I = 10 ampere

             a = 5 meter

     Dit : Berapakah besar induksi medan magnetnya ?

Jwb : 

4) medan magnetik bumi dapat membantu manusia dalam menentukan arah atau navigasi melalui kompas maupun satelit dan GPS. Medan magnet bumi atau medan geomagnetik adalah medan magnet yang menjangkau dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet bertemu angin matahari. Bumi bersifat sebagai magnet dengan mengasumsikan bahwa di pusat bumi terdapat sebuah batang magnet yang mengarah dari utara ke selatan geografis bumi dan ujung selatan magnet mengarah ke utara geografis bumi. studi mengenai medan magnet bumi ini disebut dengan paleomagnetisme. Magnet bumi memiliki medan magnet yang dapat mempengaruhi kompas, bentuk navigasi lainnya maupun magnet batang. Selain itu, sumbu dari magnet bumi ini membentuk sudut kecil sebesar 17⁰ dengan poros geografis bumi. Kutub utara dan kutub selatas magnet bumi tidak berimpit dengan kutub utara dan kutub selatan geografis, tetapi akan sedikit menyimpang. Dimana, sudut yang terbentuk antara penyimpangan kutub-kutub magnet bumi dan kutub-kutub geografis bumi di sebut dengan sudut deklinasi. Sedangkan sudut yang terbentuk antara kutub selatan magnet bumi dan arah horizontal bumi adalah sudut inklinasi.

Adapun pemanfaatan medan magnetik ini dapat dengan mudah kita temukan, seperti halnya dalam penerbangan dan pelayaran yang membutuhkan navigasi agar tidak kehilangan arah. Manusia telah menggunakan kompas yang bergantung pada medan magnet bumi untuk menentukan arah sejak abad ke 11 masehi. Bukan hanya manusia yang membutuhkan navigasi tetapi juga hewan seperti pada burung merpati, penyu, maupun ikan salmon yang memerlukan navigasi untuk melakukan perjalanan untuk mencari penghidupan atau mencari makan. Disamping itu, medan magnet bumi juga berfungsi untuk memantulkan sebagian besar angin matahari. Dimana, arus partikel bermuatan dari matahari yang mampu mengionisasi lapisan atmosfir bumi. Gas-gas yang terkena angin matahari ini dapat terperangkap dalam gelembung medan magnet yang dapat terbawa angin matahari. Proses tersebut, kemungkinan juga pernah terjadi di planet Mars. Selain untuk navigasi global dan melindungi kehidupan biologis dari radiasi luar angkasa salah satunya angin matahari, medan magnetik bumi juga bermanfaat untuk menjaga agar perputaran bumi tetap ada pada porosnya. Disamping itu, terlepas dari perdebatan apakah pertambangan itu merusak bumi atau tidak, tetapi dengan adanya medan magnetik bumi maka beberapa jenis mineral dan bijih besi di dalam bumi akan lebih mudah untuk di lacak.

5) - Bel listrik (bel listrik menggunakan magnet sebagai alat utamanya. Saat tombol bel listrik ditekan, rangkaian arus menjadi tertutup dan arus mengalir pada kumparan. Aliran arus listrik pada kumparan ini mengakibatkan besi di dalam bel menjadi elektromagnet yang mampu menggerakkan lengan pemukul untuk memukul bel sehingga berbunyi).

- Pengeras Suara (Loudspeaker merupakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik. Loudspeaker pada dasarnya perangkat yang mengubah energi listrik (sinyal) ke energi mekanik (suara). Dalam mengolah sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan voice coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan magnet permanen sehingga menggerakan cone speaker maju dan mundur. Voice coil merupakan bagian yang bergerak sedangkan magnet permanen adalah bagian speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati voice coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan magnet permanen. Pergerakan tarik dan tolak menggerakkan cone speaker, yang menghasilkan suara.)

  - Mikropon (Microphone adalah suatu alat elektronik yang dapat mengubah atau mengubah suara menjadi energi listrik. Setiap jenis mikrofon memiliki cara yang berbeda dalam mengubah bentuk energinya, tetapi mereka semua memiliki persamaan yaitu bagian utama yang disebut dengan diafragma.

 - Pintu Kulkas
Pintu lemari es atau kulkas dapat menutup dengan rapat tanpa harus menggunakan kunci atau alat lainya. Hal tersebut dikarenakan di sekeliling sisi pintu lemari es atau kulkas terdapat magnet. Sebuah magnet yang panjang diletakkan di dalam karet sepanjang pintu lemari es. Lemari es terbuat dari baja atau bahan lain yang dapat ditarik magnet, jadi magnet akan membuat pintu lemari es menutup dengan rapat ketika menutupnya. Pintu lemari es yang tertutup rapat dapat menjaga suhu di dalam tetap dingin sehingga makanan dan minuman di dalamnya tetap segar. Alat yang cara kerjanya hampir sama dengan pintu kulkas yaitu kotak pinsil. Pada kotak pinsil terdapat sebuah magnet sehingga tutup alat pinsil dapat tertutup dengan rapat.

  - Kompas
Cara kerja kompas menggunakan medan magnet. Jarum kompas yang terbuat dari magnet selalu menunjuk arah utara dan selatan. Jarum ini memiliki kutub utara dan selatan. Medan magnet bumi memberikan gaya magnet kepada jarum kompas. Kutub utara jarum kompas menunjuk ke arah kutub utara geografis bumi. Seperti yang kita ketahui, kutub magnet yang senama tolak-menolak dan yang tak senama tarik-menarik. Jadi, yang ditunjuk oleh kutub utara jarum kompas sebenarnya adalah kutub selatan magnet bumi. Sedangkan yang ditunjuk oleh kutub selatan jarum kompas sebenarnya kutub utara magnet bumi.