TUYỂN TẬP 25 ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN TIẾNG ANH LỚP 6 NĂM 2023 CÓ ĐÁP ÁN (SƯU...
Bab 6 kls xii
1. Generator listrik mampu mengubah energi kinetik menjadi energi listrik
melalui proses induksi elektromagnetik.
Induksi Elektromagnetik 131
Bab
6
Induksi
Elektromagnetik
Hasil yang harus Anda capai:
menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian
masalah dan produk teknologi.
Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:
memformulasikan konsep induksi Faraday dan arus bolak-balik, keterkaitannya,
serta aplikasinya.
A. Gejala Induksi
Elektromagnetik
B. Aplikasi Induksi
Elektromagnetik
Faraday
C. Arus dan Tegangan
Listrik Bolak-balik
)1411241C518=5=@51:1A9=541=175CG1749C9=2D;1
?58 ;1F1C 25A1ADB 9BCA9; 5:11 99 C518 491=1C9 ?58 *. $-%./%*
-./! @141 -18D;18 41 218F1 @5AD2181 =541 =175C
41@1C =59=2D;1 1ADB 9BCA9;
5:11 99 49=1611C;1 DCD; =5781B9;1 9BCA9; G17 497D1;1
DCD; 25A21719 ;5@5AD1 ,521719 3?C?8 B5@5AC9 C1=@1; @141 71=21A
B52D18 755A1C?A A1;B1B1 497D1;1 B521719 BD=25A 9BCA9; 55A1C?A
99 =5=1611C;1 75:11 94D;B9 55;CA?=175C9; @1;18 94D;B9
55;CA?=175C9; 9CD 41;18 @5=1611C1 19 41A9 94D;B9 55;CA?=17
5C9; B519 755A1C?A 5B1A125B1A1 1@1 B1:1 G17 C5A921C 411=
94D;B9 55;CA?=175C9; #1F121 1C1B @5AC1G11@5AC1G11 C5AB52DC
41@1C 41 C5=D;1 411= 212 99 (58 ;1A51 9CD @51:1A918 212 99
4571 219;
Sumber: Physics Today, 1989
4. +2 )5A81C9;1
)-
)-
=5D:D;;1 @5A11C1 B545A811 B5@5AC9 G17 497D1
;1 ?58 % $( -!2 $5C9;1 21C17 =175C 4975A1;;1 =5D:D
;D=@1A1 41 =5:1D89 ;D=@1A1 :1AD= 71E1?=5C5A 25A75A1; =5
G9=@17 AC9G1 411= ;1F1C @5781C1A =5719A 1ADB 9BCA9;
5A41B1A;1 61;C1 C5AB52DC 41@1C 49B9=@D;1 218F1 $#% ,.
%.'*+( '(!'# *+.( $.' !+#,!+#, !2 '!(-#% .%,
'!(-#% * .$.(!.$.(! %0- %.'*+( -#'. !2 !+% #,-+#% !!
#9;1 D:D7D:D7 ;D=@1A1 99 498D2D7;1 4571 A17;191 C5ACDCD@
@141 A17;191 C5AB52DC 1;1 =5719A 1ADB 9BCA9; ADB G17 =5719A
C5AB52DC 491=1;1 1ADB 94D;B9 41@D 77 @141 D:D7D:D7 ;1F1C
49B52DC 77 94D;B9
Gambar 6.1
Induksi elektromagnetik
(a) ketika magnet diam, jarum
galvanometer juga diam, (b) ketika
magnet dimasukkan ke dalam
kumparan, jarum galvanometer
bergerak ke kanan, dan (c) ketika
magnet dikeluarkan dari dalam
kumparan, jarum galvanometer
bergerak ke kiri.
1
2
3
Aktivitas Fisika 6.1
Induksi Elektromagnetik
Tujuan Percobaan
Mengamati arus induksi
Alat-Alat Percobaan
1. Kumparan
2. Galvanometer
3. Magnet batang
Langkah-Langkah Percobaan
1. Susunlah peralatan seperti gambar berikut.
magnet kumparan
galvanometer
5. Tokoh
Michael Faraday
(1791–1867)
Sumber: www.allbiographies.com
Michael Faraday adalah seorang ahli
Fisika, ahli Kimia, dan ahli Filsafat
berkebangsaan Inggris, tepatnya
lahir di Newington Butts, Surey, pada
tahun 1971. Ia bersama-sama dengan
Joseph Henry menemukan
fenomena induksi elektromagnetik.
Penemuan ini merupakan kebalikan
dari penemuan Oersted, yaitu dari
medan listrik dapat menghasilkan
arus listrik.
Induksi Elektromagnetik 133
2. Siapkan magnet batang, kemudian dekatkan pada kumparan, dan diamkan.
Catat hasil pengamatan Anda.
3. Gerakkan magnet mendekati kumparan atau masukkan ke dalam kumparan.
Amati jarum galvanometer dan catat hasil pengamatannya.
4. Diamkan magnet batang di dalam kumparan. Amati jarum galvanometer dan
catat hasil pengamatannya.
5. Gerakkan magnet batang dengan arah menjauhi kumparan atau keluar
kumparan, amati jarum galvanometer, dan catat hasil pengamatannya.
6. Balikkan polaritas magnet batang, lakukan lagi percobaan langkah 2 dan
langkah 5. Catat hasil pengamatannya.
7. Tulis kesimpulan Anda tentang kegiatan ini.
2. Hukum Faraday
7 94D;B9 4981B9;1 41A9 @A?B5B 94D;B9 55;CA?=175C9; 7
94D;B9 C9=2D :9;1 141 @5AD2181 6D;B =541 =175C 49 411=
;D=@1A1 7 94D;B9 9918 G17=5G5212;1=5719AG1 1ADB 9BCA9;
94D;B9 @141 BD1CD A17;191 C5ACDCD@
5B1AG17794D;B925A71CD7;5@14161;C?A61;C?AB52171925A9;DC
1 $. *+.( .%, '( '!(- ' %.'*+( ,5=1;9 25B1A
1:D @5AD2181G1 B5=1;9 25B1A @D1 77 G17 4981B9;1
2 .' ##-( %.'*+( ,5=1;9 21G1; :D=18 99C1 ;D=@1A1
B5=1;9 25B1A @D1 77 G17 4981B9;1
5A41B1A;181B95;B@5A9=5G17491;D;1G1-!2=5GDBD
!D;D= 1A141G !D;D= 99 G17 =5G1C1;1 218F1 !2 !+% #,-+#%
#(.%,# ,(#(! (!( $. *+.( .%, '( '!(- 2(! -+$# #
' %.'*+( )5AG1C11!D;D= 1A141G 99 41@1C 49G1C1;1 411=
25CD; @5AB1=11 B521719 25A9;DC
-
J
$5C5A171
77 94D;B9 /
- B517F1;CD B
@5AD2181 6D;B =175C9; 02
:D=18 99C1
(58;1A51
3?B
-.)*
341@1C49G1C1;1411=
@5AB1=11 25A9;DC
3?B
-
J
8. BD4DC 1C1A1 1A18 94D;B9 =175C9; 41 1A18 ?A=1 29417
;D=@1A1
5A41B1A;1 -.)*
3 41@1C 49@181=9 218F1 77 94D;B9
1C1D 1ADB 94D;B9 41@1C C5A:149 1;921C
1 @5AD2181 ;D1C =541 =175C9;
2 @5AD2181D1B29417;D=@1A1G1749C5=2DB?58=541=175C9;
Gambar 6.2
Garis-garis gaya magnetik yang
membentuk sudut
terhadap
garis normal.
B
A
garis
normal
I
9. Tantangan
untuk Anda
Bagaimana pengaruh perubahan
lilitan terhadap ggl induksi?
Contoh 6.1
,52D18=175C4975A1;;1=5:1D89;D=@1A1G17C5A49A91C1B
99C111=
F1;CD
B6D;B=175C9;G17=55=2DB;D=@1A125A;DA1741A9K
J02
=5:149
23. @1:17 @5781C1A =
81=21C1
Para teknisi ini sedang memasang
generator pada instalasi pembangkit
listrik di Meksiko. Bagian yang
terlihat di sini adalah stator, yang
tidak bergerak. Selanjutnya, ke dalam
stator itu dimasukkan rotor. Rotor
merupakan sebuah elektromagnetik
kuat yang dapat berputar dengan
kecepatan tinggi. Akibat perputaran
rotor, terjadi perubahan medan
magnetik dan membangkitkan arus
listrik pada kumparan di dalam stator.
The pisture have shown the
technician placing generator on
electrical instalation in Mexico. You
can see a part, called stator. The rotor
is put inside it. Rotor is a strong
electromagnetic device that can spin
with cause the velocity. That spin is
what cause the change of magnetic
field and generate electrical element
on coil inside stator.
Sumber: The Oxford Children’s Book of
Science, 1995
Contoh 6.2
$1F1C@5781C1A)*@1:17G1
25. Tantangan
untuk Anda
Sebuah penghantar berbentuk U
terletak di dalam daerah berinduksi
magnetik homogen B = 4 × 10–3 T
berarah menembus bidang kertas.
Penghantar PQ sepanjang 40 cm
menempel pada penghantar U dan
digerakkan ke kanan dengan
kecepatan tetap v = 10 m/s. Hitung
ggl induksi antara ujung-ujung PQ.
-5CD;1
1 1A181ADB411=;1F1C@5781C1A)*
2 ;535@1C1;?BC1;1F1C@5781C1A
1
1 1G125A1C@5781C1A)*B525B1A
28. Informasi
untuk Anda
Sumber: www.linearmagnetics.com
Information for You
136 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
arah telapak tangan
F
arah ibu jari arah jari lain
B
I
2 $535@1C1 ;?BC1 C5A31@19 ;5C9;1 71G1 %?A5CH B1=1 4571 71G1 25A1C
@5781C1A
9;5C18D971G1%?A5CH@141-.)*
3
39. = B
4. Induktansi Diri
#9;1 B52D18 ;D=@1A1 4919A9 1ADB 9BCA9;
G17 25B1AG1 25AD218
D218 C5A8141@ F1;CD 1;1 C9=2D 6D;B =175C9; ' G17 25B1AG1
:D7125AD218C5A8141@F1;CD)5AD21816D;B=175C9;B5214974571
;D1C 1ADB ,531A1 =1C5=1C9B 49CD9B B521719 25A9;DC
'
1C1D '
J1
4571 =5AD@1;1 BD1CD ;?BC1C1 G17 49B52DC 4571 94D;C1B9
49A9 ;D=@1A1 C5AB52DC 4D;C1B9 49A9 C571; DADB C5A8141@ 25CD;
75?=5CA9; ;D=@1A1G1 ,1CD1 94D;C1B9 9118 85AG ! 5CD;
D=D= 949;1C?A 25AD@1 B?5?941 B531A1 17BD7 94D;C1B9 49A9
B?5?941 99 41@1C 4989CD7 B5@5AC9 25A9;DC 99
J2
'
Induktor adalah sebuah
elektromagnet, yaitu sebuah
kumparan kawat dengan atau tanpa
inti magnetik yang menghasilkan
magnetisme jika arus mengalir
melewatinya.
Inductor is an electromagnet, made of
wire coil with or without magnetic
core which can produce magnetism
when electric current through.
Sumber: Jendela Iptek, 1997
40. P
L I
1
S
S
L
P
2
Induksi Elektromagnetik 137
(58 ;1A51 6D;B =175C9; DCD; 99C1 @141 B?5?941 14118
'
(
(
43. + ( J
$5C5A171
94D;C1B9 49A9 B?5?941 1C1D C?A?941 4571 9C9 2181 !
94D;C1B9 49A9 B?5?941 1C1D C?A?941 C1@1 9C9 !
Gambar 6.5
Sebuah rangkaian tertutup (a) saklar s
ditutup, lampu menyala dan (b) saklar s
dibuka, lampu masih menyala beberapa
saat kemudian padam.
Contoh 6.3
-?A?9414571D1B@51=@173=
52. Pembahasan Soal
Kuat arus listrik dalam suatu
rangkaian tiba-tiba turun dari 10 A
menjadi 2 A dalam waktu 0,1 s.
Selama peristiwa ini terjadi, timbul
ggl induksi sebesar 32 V dalam
rangkaian. Induktansi rangkaian
adalah ....
a. 0,32 H
b. 0,40 H
c. 2,5 H
d. 32 H
e. 40 H
UMPTN 1993
Pembahasan:
Diketahui:
I = 10 A – 2 A = 8 A
ind = 32 V
ind
dI
L
d
32 V =
3,2 V
8 A
s
L =
3,2
8
s V
A
= 0,4 H
Jawaban: e
53. I
a b
Gambar 6.6
Sebuah kawat induktor
yang dialiri arus listrik.
-141 571C96 =5AD@1;1 @5G5BD191 4571 !D;D= %5H #9;1
1:D @5AD2181 ;D1C 1ADB
-
-
138 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
-
;?BC1 =1;1 -.)*
3 41@1C
49CD9B;1 B521719 25A9;DC
89. /
B
-
Tantangan
untuk Anda
Sebuah kumparan (solenoida)
memiliki induktansi 500 mH.
Hitunglah besar induksi ggl yang
dibangkitkan dalam kumparan itu
jika ada perubahan arus listrik dari
100 mA menjadi 40 mA dalam waktu
0,01 s secara beraturan.
90. Gambar 6.8
I
Perubahan arus pada kumparan
1 akan memengaruhi arus pada
kumparan 2.
Kata Kunci
• gaya gelak listrik (ggl)
• induksi elektromagnetik
• Hukum Faraday
• fluks medan magnetik
• Hukum Lenz
• gaya Lorentz
• ggl induksi diri
• kumparan primer
• kumparan sekunder
• induktansi silang
8. Induktansi Silang
)5A81C9;1 )-
-1=@1; 4D1 2D18 ;D=@1A1 G19CD
;D=@1A1@A9=5A)41;D=@1A1B5;D45A,G1725A45;1C1$D=@1A1
@A9=5A)498D2D7;14571BD=25AC57171 4181=21C1E1A9125
$D=@1A1B5;D45A,498D2D7;14571B52D1871E1?=5C5A
#9;1 @141 ;D=@1A1 @A9=5A C5A:149 @5AD2181 ;D1C 1ADB 4571
=57D218D21881=21C11;1C5A:149@5AD21816D;B=175C9;@141
;D=@1A1 @A9=5A 571 45=9;91 6D;B =175C9; G17 4997;D@9
;D=@1A1 B5;D45A @D 1;1 25AD218 @D1 )5AD2181 6D;B =175C9;
C5AB52DC 1;1 =59=2D;1 77 @141 ;D=@1A1 B5;D45A
7G17C9=2D@141;D=@1A1@A9=5A=1D@D;D=@1A1B5;D45A
49B52DC #(.%-(,# ,#(! 1C1D #(.%-(,# -#' #% 5B1AG1 77 94D;B9
G17 C9=2D @141 ;D=@1A1 B5;D45A ;1A51 @571AD8 @5AD2181 6D;B
=175C9; 411= F1;CD - =5=5D89 @5AB1=11
140 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
138. $5C5A171
* 41G1 @A9=5A 0
, 41G1 B5;D45A 0
* 1ADB @A9=5A
, 1ADB B5;D45A
Gambar 6.11
Transformator
Gambar 6.12
Bagan transformator step-up
sekunder
Ns
Gambar 6.13
Bagan transformator step-down
Sumber: PHYWE, 1989
primer
Np
sekunder
Ns
139. *
144 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
Aktivitas Fisika 6.2
Membuat Transformator
Tujuan Percobaan
Membuat transformator step-up.
Alat-Alat Percobaan
kumparan
1. Kawat tembaga kira-kira 1 m
2. Sumber tegangan 12 V (AC)
Langkah-Langkah Percobaan
1. Susunlah peralatan seperti gambar berikut.
2. Lilitkan 10 lilitan kawat pada bagian kiri inti besi, sebagai kumparan primer.
Kemudian, sebanyak 20 lilitan pada bagian karena inti besi yang lain, sebagai
kumparan sekunder. Hubungkan dengan sumber tegangan.
3. Catat besar tegangan yang terbaca pada voltmeter.
4. Teruskan menambah 10 lilitan pada kumparan sekunder hingga menjadi 50
lilitan. Amati dan catat besar tegangan yang terbaca pada voltmeter.
5. Masukkan data hasil pengamatan Anda pada tabel. Kemudian, buatlah grafik
tegangan sekunder terhadap jumlah lilitan sekunder.
6. Berikan kesimpulan Anda dari kegiatan ini.
inti besi
voltmeter
No
1.
2.
3.
4.
Jumlah Lilitan Sekunder
20
30
40
50
Data Percobaan
Besar Tegangan Sekunder
....
....
....
....
Contoh 6.7
,52D18CA16?BC5@4?F1;1497D1;1DCD;=5G11;1A149?
154. /
* ,
,
, * ,
#1491ADBG17497D1;1A149?14118
Tantangan
untuk Anda
Anda memiliki walkman yang
menggunakan baterai 3 V.
Bagaimana caranya agar
walkman tersebut dapat
menggunakan listrik dari PLN
yang besarnya 220 V?
156. $5C5A171
569B95B9 CA1B6?A=1C?A
, 41G1 9BCA9; B5;D45A
* 41G1 9BCA9; @A9=5A
Contoh 6.8
Tidak ada transformator yang
efisiensinya 100% karena sebagian
energi listrik berubah menjadi
bentuk energi lain.
,52D18CA1B6?A=1C?A411=B52D18A149?CA1B9BC?A41@1C=57D218C5717141A9
170. /
Gambar 6.15
Bagan transmisi daya listrik
jarak jauh
transmisi tegangan tinggi
generator
transformator transformator gardu listrik
171. 0
146 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
rumah
pabrik
tiang listrik
pusat
pembangkit
listrik
Contoh 6.9
,52D18755A1C?AG1741@1C=5781B9;141G19BCA9;
192. V Vm V = Vm sint
T 2T
I Im I = Im sint
T 2T
Gambar 6.18
1
2
Pengukuran arus listrik dengan
menggunakan volmeter.
)5A81C9;1 )-
(B91B9 71G1 75A1; 9BCA9; 41 1ADB 2?1;
219; 4981B9;1 41A9 B52D18 ;D=@1A1 G17 25A@DC1A 4571 1:D C5C1@
)14171=21A7A169;C5AB52DC@D31;41B9=@D75?=217=5D:D;;1
;54D4D;1 ;D=@1A1 C5A8141@ 25B1A BD4DC G17 49C5=@D8G1
5B1A 77 G17 4981B9;1 41A9 B52D18 755A1C?A G17 25A@DC1A
=5=5D89 @5AB1=11 25A9;DC
1C1DDCD; -
J
1 2
J
-
148 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
-
;1A51
3?B
=1;1
3?B
J
-
1C1D
3?B
J
-
-
J
197. 25B1AG1 94D;B9 =175C9; -
6A5;D5B9 BD4DC @DC1A1 ;D=@1A1 A14 B
-
#9;1 755A1C?A C5AB52DC 498D2D7;1 4571 A17;191 C5ACDCD@
1;1 =5719A 1ADB
2. Alat Ukur Tegangan dan Arus Bolak-Balik
.CD; =575C18D9 141G1 C57171 9BCA9; @141 BD1CD A17;191
B118B1CDG1497D1;1B52D1811CG1749B52DC-,-*()-
;1 C5C1@9 C5BC@5 C941; 41@1C =575C18D9 25B1AG1 C57171 G17
=5719A@141A17;191C5AB52DC41@DDCD;=57D;DA919C57171
41 ;D1C 1ADB 497D1;1 E?C=5C5A 41 1=@5A5=5C5A '919
G17C5A2131@14111CD;DA99=5D:D;;181A71565;C9641A9C57171
41 ;D1C 1ADB 51D9 )-
41 41@1C =5=181=9 81B9
@57D;DA1 1ADB 9BCA9; 411= B52D18 A17;191
Gambar 6.16
Grafik tegangan dan arus listrik
bolak-balik terhadap waktu.
bagian atas yang
berlogam
bagian tengah
yang transparan
lampu
logam
Gambar 6.17
Cara pengukuran dengan testpen
198. resistor
voltmeter
Gambar 6.19
Pengukuran tegangan pada
sebuah rangkaian
Induksi Elektromagnetik 149
Contoh 6.10
1A9@571=1C1=51D9?B9?B;?@BD=2DE5AC9;1491CDA@141C57171
/ 3=
Gambar 6.20
kWh meter yang ada di rumah
digunakan untuk mengukur
daya listrik yang terpakai.
)141 )-
C5A=91 ;DCD2 @?B9C96 498D2D7;1 4571
1ADB=1;B9=D=
@1411=@5A5=5C5AC5A21319191ADB
B5417
;1)-
C5A=91@?B9C96498D2D7;145711ADB=1;B9=1
C5AG1C1C5A21319191ADB
229. -
Tantangan
untuk Anda
Apakah yang menyebabkan
sengatan listrik, arus listrik, atau
tegangan listrik?
230. I
Imaks
Ir
Gambar 6.22
Grafik hubungan I dan t
Imaks = kuat arus maksimum
Ir = kuat arus rata-rata.
t
Induksi Elektromagnetik 151
Contoh 6.12
+74F3:C3@9=3;3@3CFD4A3=43;=?7?;;=;:3C93E793@93@D74393;8F@9D;H3=EF
J3;EF
253. Tugas Anda
Arus listrik bolak-balik dapat
diamati menggunakan osiloskop.
Bersama kelompok belajar Anda,
gunakan osiloskop yang ada di
laboratorium sekolah Anda untuk
mempelajari penggunaan
osiloskop tersebut. Catatlah hal-hal
yang Anda anggap penting.
Mintalah bimbingan guru Fisika
Anda untuk melakukan tugas ini.
3C; '34#/##0
267. rotasi Vm
im
V = Vm sin
t
i = im sin
t
2
2 3
3
2
Gambar 6.25
Grafik kuat arus I dan tegangan V
pada rangkaian hambatan murni,
arus I, dan tegangan V sefase.
L
I = Im V sin
t m
im
2
2
V = Vm sin (
t )
Induksi Elektromagnetik 153
)7CD3?33@ E793@93@ 4A3=43;= 3@E3C3 FF@9FF@9 C7D;DEAC ?FC@;
3633:
%D;@
+ N
7@93@?7?7C:3E;=3@6-6/*/ J3@9?7@J3E3=3@43:H3=F3E3CFD
J3@9?7@93;C
?7?;;=;:F4F@93@67@93@% %
?3=347D3C
3CFD 4A3=43;= J3@9 ?7@93;C ?73F; C3@9=3;3@ ?7?7@F:; B7CD3?33@
%D;@
+ N
)7C:3E;=3@ #/$#3
271. ;39C3? 83DAC 63C; =F3E 3CFD
63@ E793@93@@J3 ?7?;;=; 3C3: J3@9 D3?3
t
Imaks Vmaks
Gambar 6.26
Diagram fasor arus I dan
tegangan V memiliki arah
yang sama.
Gambar 6.27
Rangkaian arus bolak-balik
dipasang seri dengan sebuah
induktor murni.
5
2
t
Mari Mencari Tahu
*7D;DEAC?7CFB3=3@D33:D3EF=A?BA@7@;DEC;=J3@9D7C;@96;9F@3=3@+7E;3B
C7D;DEACJ3@96;F36;B3D3C3@?7?;;=;@;3;C7D;DE3@D;E7CE7@EF,F93D@634F3E3:
C7DF?7?7@97@3;53C3?7@9;67@E;8;=3D;@;3;D74F3:C7D;DEAC+7E73:?7?4F3E
C7DF?7;@;6;:3C3B=3@@6363B3E?7@97@3;C7D;DEAC63@?3?BF?7@7@EF=3@
@;3;C7D;DE3@D;@J363C;5;C;5;C;J3@96;?;;=;C7D;DEACE7CD74FE93C74;:?7@3C;=
D7CE3=3@93?43C?353??353?C7D;DEAC633?EF;D3@@63
a b
I = Im sin
t
7. Induktor Murni pada Rangkaian Arus Bolak-Balik
)7C:3E;=3@ #/$#3
276. ,#+')
%D;@
+N
+
+
%
D;@
+
Gambar 6.28
Grafik kuat arus I dan tegangan V
pada rangkaian induktif murni.
Tegangan V mendahului arus I
sekitar 90°.
t
295. C
a b
V = Vmsin
t
Gambar 6.30
Rangkaian kapasitor
Vi
V = Vm sin
t
2
i = im sin
t
Gambar 6.31
Grafik I dan V pada kapasitor
dalam rangkaian AC.
90°
V
I
Induksi Elektromagnetik 155
8. Kapasitor pada Rangkaian Arus Bolak-Balik
)C;@D;B =79F@33@@J3 D3?3 67@93@ ;@6F=EAC $3B3D;EAC 633?
C3@9=3;3@3CFD4A3=43;=6;B3D3@9F@EF=?7?B7CA7:7@7C9;;DEC;=J3@9
74;: 47D3C CFD ;DEC;= J3@9 ?73F; =3B3D;EAC J3@9 =3B3D;E3D@J3 D747D3C
D73?3 + 3=3@ ?7@J7434=3@ =3B3D;EAC 47C;D; ?F3E3@ D747D3C
+ N
63BF@ ?F3E3@ J3@9 E7CD;?B3@ 633? =3B3D;EAC #/$#3
306. #;=3 E793@93@ B363 FF@9FF@9 C3@9=3;3@ ?3=D;?F? @;3; 3CFD
633? C3@9=3;3@ 3=3@ ?3=D;?F? % +743;=@J3 ;=3 E793@93@
47C@;3; ?3=D;?F? 3CFD J3@9 ?73F; C3@9=3;3@ 3=3@ ?;@;?F?
Gambar 6.32
Diagram fasor I dan V pada
kapasitor.
307. Tantangan
untuk Anda
Sebuah kapasitor 100 F
dihubungkan dengan sumber
tegangan bolak-balik. Arus yang
mengalir melalui rangkaian
memenuhi persamaan
I = 4 sin 200t A. Tuliskan
persamaan tegangan
kapasitor itu.
!#$'.
309. 6;B3D3@9B363DF?47CE793@93@4A3=43;=
67@93@8C7=F7@D;
156 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
!K,793@93@?3=D;?F?%
.D7B7CE;B36393?43C
47C;=FE
c 200F
!;EF@93CFD?3=D;?F?B363=3B3D;EACE7CD74FE
#7#$
;=7E3:F;
322. R L C
v
I = Im sin
t
Gambar 6.34
Diagram fasor V, VR, VL, dan VC.
Z
– X
X
L
X
L
C
R
X
C
Induksi Elektromagnetik 157
9. R, L, dan C Dipasang Seri dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik
*3@9=3;3@ 3CFD ;DEC;= 4A3=43;= J3@9 ?7?;;=; :3?43E3@ ?FC@;
6;B3D3@9 D7C; 67@93@ ;@6F=EAC D7CE3 =3B3D;EAC 3=3@ ?7@9:3D;=3@
E3?43:3@ 7@7C9; ;DEC;= J3@9 74;: 47D3C E7E3B; C3@9=3;3@ // D7C; ;@;
:3@J3 63B3E 6;9F@3=3@ F@EF= ?7?B7C47D3C 63J3 ;DEC;= J3@9 E7C43E3D
CFD?3=D;?F?633?C3@9=3;3@?7?;;=;@;3;63@83D7J3@9D3?3B363
D7E;3B =A?BA@7@ %74;: 73D 63B3E @63 B7C:3E;=3@ #/$#3
342. N
$7E7C3@93@
% E793@93@ ?3=D;?F?
;?B763@D; C3@9=3;3@
NC73=E3@D;EAE3
Gambar 6.33
Resonansi rangkaian
R–L–C seri
Gambar 6.35
Diagram fasor Z, R, XL, dan XC.
i
L V – C V
L V
V
R V
C V
343. 763 83D7 3@E3C3 E793@93@ 63@ =F3E 3CFD 63B3E 6;E7@EF=3@ D74393;
V
VL Vab
VR I
)
XL Z
R
)
Contoh 6.16
158 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
N
N
N
I = 40
R = 30 X
L
V
L
V
R
V = Vmsin
t
47C;=FE
E3@
N
D7:;@993 B7CD3?33@ E793@93@@J3 3633: D;@ % +
B34;3 DF6FE 83D7 47C@;3; BAD;E;8 CE;@J3 E793@93@
?7@63:FF;3CFD63@C3@9=3;3@47CD;83E;@6F=E;8#;=3 DF6FE83D7
47C@;3; @793E;8 CE;@J3 E793@93@ E7CE;@993 A7: 3CFD 63@ C3@9=3;3@
47CD;83E =3B3D;E;8 #;=3 6;B7CA7:
63@ CE;@J3
E793@93@?7?;;=;83D7D3?3D763@9=3@C3@9=3;3@47CD;83EC7D;DE;833?
:3 ;@; 6;=3E3=3@ E73: E7C36; C7DA@3@D;
10. R dan L Dipasang Seri dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik
)7C:3E;=3@ #/$#3
351. E3?B3= 43:H3 E793@93@ ?7@63:FF; 3CFD
D747D3C C36D7:;@993;=3%D;@
+ ?3=3%D;@
+
a R L b
I = Imsin
t
Gambar 6.36
Rangkaian R dan L dipasang seri
Gambar 6.37
Diagram fasor VL dan VR
Gambar 6.38
Diagram fasor VL dan VR
Gambar 6.39
Grafik tegangan mendahului arus
dengan beda fase 0 90°.
Vab
t
Iab
+74F3:C7D;DEAC
6;B3D3@9D7C;67@93@;@6F=EAC
B363E793@93@
4A3=43;=
.
3 !;EF@9;?B763@D;C3@9=3;3@83D7C3@9=3;3@=F3E3CFD63@
4 ,7@EF=3@83D763@E7C:363B=F3E3CFD
#7#$
;=7E3:F;
C7D;DEAC?FC@;
C73=E3@D;;@6F=EAC
E793@93@DF?47C
.
V/i
352. R C
a b
V
I = Imsin
t
Induksi Elektromagnetik 159
3 ?B763@D;6;:;EF@9?73F;'34#/##0
371. N
Gambar 6.40
Rangkaian seri R-C dalam
rangkaian arus AC.
372. V
R
I
ab
V
ab V
R
Z
Gambar 6.42
Diagram fasor vektor
hambatan R terhadap Xc.
C
X
C
t
Gambar 6.43
V
ab
Grafik tegangan Vab terhadap arus
i
763 83D7 E793@93@ 63@ =F3E 3CFD 63B3E 6;E7@EF=3@ D74393; 47C;=FE
Contoh 6.18
33? D74F3: C3@9=3;3@
6;B3D3@9 D7C; 67@93@
395. D;@
+N
M
12. L dan C Dipasang Seri dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik
;=7E3:F; D74F3: C3@9=3;3@ 3CFD 4A3=43;= 6;B3D3@9 D74F3:
;@6F=EAC 63@ D74F3: =3B3D;EAC J3@9 47C=3B3D;E3D $7?F6;3@
=76F3@J3 6;:F4F@9=3@ D753C3 D7C; D7B7CE; #/$#3
402. +753C3 G7=EAC
63B3E 6;F?3:=3@ D74393; 47C;=FE
N N
#36;E793@93@EAE3C3@9=3;3@47C93@EF@9B363D7;D;:3@E3C3
63@
Gambar 6.44
Rangkaian seri L dan C
b
I = Imsin
t
Gambar 6.45
Diagram fasor I, VL, dan VC
403. R
Z
Gambar 6.46
f
r
Grafik kurva impedansi Z dan
grafik linear R.
R/Z
Gambar 6.47
Ketika frekuensi resonansi
terjadi, harga arus mencapai
maksimum.
I
I
m
-@EF= :3C93 E793@93@ ?3=D;?F? 47D3C@J3 3633: % % N %
D7:;@993 3=3@ 6;B7CA7: :3C93 :3?43E3@ EAE3 D747D3C
%%N% %%N%
D7:;@993
162 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
N N
C3:83DAC?7CFB3=3@4763DF6FE83D73@E3C3=F3E3CFD63@E793@93@
D747D3C
#;=3 ?3=3
M 63@ C3@9=3;3@ 47CD;83E ;@6F=E;8
#;=3 ?3=3 N
M 63@ C3@9=3;3@ 47CD;83E =3B3D;E;8
#;=3 ?3=3
B363 =3DFD ;@; E7C36; B7C;DE;H3 C7DA@3@D;
13. Resonansi pada Rangkaian R–L–C
*7DA@3@D;633?C3@9=3;3@D7C; 63@ E7C36;=7E;=3
$73633@ ;@; ?7@J7434=3@ ;?B763@D; C3@9=3;3@ ?7?;;=; :3C93 ?;@;
?F?J3@947C@;3;D3?367@93@:3?43E3@?FC@;63BF@3CFD633?
C3@9=3;3@ ?7@36; ?3=D;?F? 3C;D D;@99F@9 3@E3C3 =FCG3 63@ 93C;D
;@73C ?7CFB3=3@ E;E;= E7C36;@J3 8C7=F7@D; C7DA@3@D; ; E;E;= E7CD74FE
47D3C3@ 47C@;3; ?;@;?F? )7C:3E;=3@ #/$#3