1. Dokumen membahas tentang induksi elektromagnetik dan beberapa soal terkait listrik dan magnet. Terdapat beberapa soal mengenai transformator, generator listrik, dan induksi elektromagnetik.

1. Listrik dan magnet
INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
1. Skalu 1977
Rangkaian kawat PQRS terletak dalam medan magnetic yang kuat medannya
2
/5,0 mWb dan arahnya masuk bidang kertas (lihat gambar). Bila kawat AB
digeser ke kanan kecepatan 4 m/s, gaya gerak listrik induksi yang terjadi adalah
A. 1 volt dengan arah dari A ke B
B. 1 volt dengan arah dari B ke A
C. 4 volt dengan arah dari A ke B
D. 4 volt dengan arah dari B ke A
E. 10 volt dengan arah dari A ke B
Jawab : B
AkeBdariarusarah
kananganaturan tankaidah:volt,15,0.4.5,0)(
...?:cm5,0)(:m/s4:Wb/m5,0 2
===
====
vABBl
ABlvB
ε
ε
2. Skalu 1978
Kita ingin mengubah tegangan AC 220 volt menjadi 110 volt dengan suatu
transformator. Tegangan 220 volt tadi dihubungkan dengan kumparan primer
yang mempunyai 1000 lilitan. Kumparan sekundernya seharusnya …lilitan
A. 500 B. 750 C. 1000 D. 1500 E. 2000
Jawab : A
500
220
110
1000
?...:1000:volt110:volt220
===↑=
====
p
s
ps
P
P
s
s
spsp
V
V
NN
N
V
N
V
NNVV
3. PPI 1979
Sebuah travo step up mengubah tegangan 25 volt menjadi 250 volt. Jika efisiensi
trafo 80% dan kumparan sekundernya dihubungkan ke lampu 250volt;50watt,
maka kuat arus dalam kumparan primernya adalah …A
A. 5,8 B. 2,5 C. 1,5 D. 1,0 E. 0,5
Jawab : B
A
V
P
IIVP
IPVV
p
s
ppps
pssp
5,2
25%)80(
50
)(
%80?...:watt50:volt250:volt25
===↑=
=====
η
η
η
4. PPI 1981
UMPTN. www.mhharismansur.com
PQ
R S
A
B
vcm50
17

2. Listrik dan magnet
Suatu kumparan terdiri dari 200 liliran berbentuk persegi panjang dengan
panjang 10cm dan lebar 5cm. Kumparan ini bersumbu putar tegak lurus medan
magnetic sebesar 2
/5,0 mWb dan diputar dengan kecepatan sudut 60rad/s. Pada
ujung kumparan timbul ggl bolak balik maksimum sebesar …volt
A. 30 B. 60 C. 110 D. 220 E. 500
Jawab : A
volt30)60)(05,01,0)(5,0)(200(
)(maks)(1sinsin
...?:rad/s60:/5,0:5:10:200 2
==
==↑∴=↔=
======
x
pxlNBNBAttNBA
mwbBcmlcmpN
ε
ωωεωωωε
εω
5. PPI 1983
Sebuah kumparan (solenoid) mempunyai induktansi 500 mH. Besar ggl induksi
diri yang dibangkitkan dalam kumparan itu jika ada perubahan arus listrik dari
100mA menjadi 40mA dalam waktu 0,01 detik secara beraturan adalah …
A. 3mV B. 300mV C. 3V D. 30V E. 300V
Jawab : C
V
mm
m
t
II
L
t
I
L
stmAImAImHL
3
01,0
)10040(
)500(
)(
?...:01,0:40:100:50
0
0
=
−
−=
∆
−
−=
∆
∆
−=
=====
ε
ε
6. UMPTN 1989 Rayon A(38)
Sebuah kumparan seperti gambar dihubungkan dengan galvanometer yang peka.
Jika arus mengalir dari A ke B maka jarum galvanometer akan bergerak ke
kanan. Jika kutub utara magnet dimasukkan, kemudian dikeluarkan dari
kumparan, maka jarum galvanometer bergerak …
A. ke kanan kemudian diam
B. ke kiri kemudian diam
C. ke kanan, ke kiri kemudian berhenti
D. ke kanan, kemudian ke kiri
E. ke kiri ke kanan kemudian berhenti
Jawab : C
Bila kutub utara U didekatkan maka terjadi pertambahan garis
gaya magnet dengan arah AB pada kumparan. Hukum Lenz
maka garis gaya magnet berubah arah yaitu arah BA
(menentang pertambahan pada arah AB) jarum galvanometer
ke arah kanan. Jika kutub utara dijauhkan, maka jarum
galvanometer ke arah kiri dan garis gaya magnet semakin
berkurang dan jarum akan berhenti
7. UMPTN 1989 Rayon C
Efisiensi transformator adalah 60%, hal ini berarti …
UMPTN. www.mhharismansur.com
G
U
S
A
B
+
G
U
S
A
B
+
18

3. Listrik dan magnet
A. kuat arus pada kumparan primer berbanding kuat arus pada kumparan
sekunder 5 : 3
B. tegangan pada kumparan primer berbanding tegangan pada kumparan
sekunder 3 : 5
C. jumlah lilitan pada kumparan primer berbanding jumlah lilitan pada
kumparan sekunder 3 : 5
D. daya pada kumparan primer berbanding dengan daya pada kumparan
sekunder 5 : 3
E. hambatan pada kumparan primer berbanding hambatan pada kumparan
sekunder 3 : 5
Jawab : 4 saja (D)
3:5:
5
3
10
6
10
6
%60
:maka:%60
=↑==↑==
==
sp
p
s
pps
ps
PP
P
P
PPP
PP ηη
8. UMPTN 1992 Rayon C
Sebuah transformator yang efisiensinya 75% dan dihubungkan dengan tegangan
primer 220 volt, menghasilkan tegangan sekunder 110 volt. Jika arus pada
kumparan sekunder sebesar 2A, maka arus pada kumparan primer adalah …A
A. 0,75 B. 0,80 C. 1,00 D. 1,20 E. 1,33
Jawab : A
A
V
V
IIIVIVPP
IIVV
p
s
spppssps
pssp
75,0
220%)75(
110
2)(
%75?...:A2:volt110:volt220
===↑=↑=
=====
η
ηη
η
9. UMPTN 1993 Rayon A
Kuat arus listrik dalam suatu rangkaian tiba-tiba turun dari 10A menjadi 2A
dalam waktu 0,1detik. Selama peristiwa ini terjadi timbul ggl Induksi sebesar
32volt dalam rangkaian. Induktansi rangkaian …henry
A. 0,32 B. 0,40 C. 2,5 D. 32 E. 40
Jawab : B
H
II
t
L
t
I
L
stAIAIL
4,0
)102(
)1,0)(32(
)(
.
volt32:1,0:2:10:?...
0
0
=
−
−=
−
∆
−=↔∴
∆
∆
−=
=====
ε
ε
ε
10. UMPTN 1993 Rayon B
UMPTN. www.mhharismansur.com
19

4. Listrik dan magnet
Sebuah kawat yang panjangnya 2 m bergerak tegak lurus pada
medan magnetic dengan kecepatan 12 m/s. Pada ujung-ujung
kawat tadi timbul beda potensial sebesar 1,8 volt. Besar induksi
magnetic adalah …tesla
A. 0,075 B. 0,38 C. 0,75 D. 13 E. 75
Jawab : A
)/(075,0
4
3,0
122
8,1
?...:volt8,1:m/s12:cm2
2
Tteslamwb
xlv
B
Bvl
======
====
ε
ε
11. UMPTN 1993 Rayon C
Suatu kumparan dengan 600 lilitan dan induktansi diri 40 mH mengalami
perubahan arus listrik dari 10 ampere menjadi 4 ampere dalam waktu 0,1 detik.
Beda potensial antara ujung-ujung kumparan yang diakibatkannya adalah …volt
A. 1,8 B. 2,4 C. 4,8 D. 10,8 E. 14,4
Jawab : B
volt4,2
1,0
)104(
)10.4(
)(
?...:1,0:4:10:40:600
20
0
=
−
−=
∆
−
−=
∆
∆
−=
======
−
t
II
L
t
I
L
stAIAImHLN
ε
ε
12. UMPTN 1994 Rayon C kode 23
Bila sebuah trafo mempunyai perbandingan lilitan primer dan sekunder 4 : 5 dan
perbandingan arus primer dan sekunder 5 : 3, maka trafo mempunyai efidiensi ..
A. 50% B. 60% C. 75% D. 80% E. 90%
Jawab : C
%7575,0
4
3
5
3
4
5
?...3:5:5:4:
========
=↔=↔=
x
I
I
x
N
N
IN
IN
IV
IV
P
P
IINN
P
S
P
S
PP
SS
PP
SS
P
S
SPSP
η
η
13. UMPTN 1995 Rayon B kode 62
Tegangan maksimum pada generator listrik bolak balik (AC) bergantung pada
1. kecepatan sudut perputaran rotornya
2. besar induksi magnetic yang digunakan
3. jumlah lilitan rotornya
4. luas bidang lilitan rotornya
Jawab : 1,2,3 dan 4 (E)
benar)4dan1,2,3n(pernyataa
)1(sinNBAsinNBA
ωε
ωωεωωε
≈≈≈≈
==↑=
ABN
tt
mak
mak
14. UMPTN 1996 Rayon B kode 52
Data spesifik dua buah generator tertera dalam table berikut :
UMPTN. www.mhharismansur.com
B
v
20

5. Listrik dan magnet
Generator Jumlah lilitan kumparan Induksi magnet
A 1200 Tx 2
105 −
B 600 Tx 2
103 −
Jika kedua generator berputar dengan frekuensi yang sama, maka perbandingan
ggl induksi maksimum generator A dan B adalah …
A. 5 : 3 B. 5 : 1 C. 1 : 2 D. 1 : 3 E. 1 : 5
Jawab : D
3:1:
)103)(6000(:)105)(1200(::
?...:103:6000105:1200
21
22
221121
21
2
22
2
11
=∴
==↑=
===↑==
−−
−−
εε
εεωε
εε
xxBNBNNBA
TxBNTxBN 
15. UMPTN 1996 Rayon C kode 24
Agar ggl maksimum yang timbul pada generator menjadi 4x dapat dilakukan
1. jumlah lilitan dan frekuensi putar dijadikan 2 kali semula
2. jumlah lilitan dijadikan ¼ kali, sedangkan frekuensi tetap
3. luas penampang kumparan dijadikan 8 kali dan frekuensinya dijadikan 1/2x
4. jumlah lilitan, luas penampang dan frekuensi putar dijadikan 4x
Jawab : 1 dan 3 benar (B)
salah)4n(pernyataa
12)4)(4)(4(4:4:44.
benar)3n(pernyataa
44))(8(:83.
salah)2n(pernyataa
))((:2.
benar)1n(pernyataa
44)2)(2(2:21.
2
1111111
2
1
1112
1
11
4
1
4
1
4
1
11114
1
1
11111
εε
εε
εε
εε
πωε
===↑===
====↑==
====↑==
====↑==
==
fANfANffAANN
NffNfNffAA
NffNfNffNN
NffNfNffNN
fNBANBAm
16. UMPTN 1997 Rayon A kode 32
Kumparan melingkar dengan lilitan N memiliki radius efektif a dan mengalirkan
arus I . Kerja yang diperlukan untuk meletakkan kumparan tersebut dalam medan
magnet B pada posisi sudut 0
0=θ ke posisi 0
180=θ , jika maN 5,0,100 == ,
2
Wb/m5,1dan10,0 == BAI adalah …joule
A. 0,14 B. 0,24 C. 1,4 D. 2,4 E. 24
Jawab : B
UMPTN. www.mhharismansur.com
21

6. Listrik dan magnet
( ) ( )
( ) J24,0J237,0)1,0()05,0()5,1)(100(2211
0coscoscossin
)sin(sinτ
?...:180:0:Wb/m5,1:10,0:cm5,0:100
22
0
0
002
≈===−−−=
−−=−=−=
−=↑−=↔==
=======
∫
∫∫
ππ
πθθθ
θθθτθ
θ
τ
θθ
π
π
IrNBNBAIW
NBAINBAIdNBAIW
dNBAIWNBAIdW
d
dW
WBAIaN

17. UMPTN 1997 Rayon C kode 45
Kumparan K yang berbentuk lingkaran (luas 2
200cm ,
jumlah lilitan = 50, dan hambatan dalam Ω=10R )
diletakkan di dekat dua kutub magnet batang seperti
tampak pada gambar. Besar muatan listrik yang mengalir
dalam rangkaian setelah kumparan tersebut tiba-tiba
ditarik keluar dari
daerah bermedan magnetic 50mT di atas adalah sama dengan …mC
A. 7,5 B. 5,0 C. 3,5 D. 2,5 E. 1,5
Jawab : B
mCCq
R
BNA
q
t
q
RRI
t
B
NA
t
BA
N
t
N
qmTBRNcmA
510.5
10
)10.5)(10.2)(50(
:maka,.
)(
?...:50::10:50:200
3
22
2
===∆
∆
=∆
∆
∆
==↔
∆
∆
=
∆
∆
=
∆
∆Φ
=
=Ω===
−
−−
εε
18. UMPTN 1998 Rayon A kode 54
Menaikkan ggl maksimum suatu generator AC agar menjadi 4 kali semula, dapat
dilakukan dengan cara …
A. jumlah lilitan dilipatduakan dan periode putarnya menjadi ½ kali mula-mula
B. kecepatan sudut dan luas penampang kumparan dijadikan ½ kalinya
C. induksi magnetic dan jumlah lilitan dijadikan 4 kali semula
D. luas penampang dan periode putar dijadikan 2 kali semula
E. penampang dan periode dijadikan ½ kali semula
Jawab : A
maka,
NBA2
NBA:bukti:4
T
makmak
π
ωεεε ===
4
1))((
;2.
4
2
;21.
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
===↑==
===↑==
A
A
A
A
AA
T
T
x
N
N
T
T
x
N
N
TTNN
makmakmak
makmak
mak
makmak
makmak
ω
ω
ω
ω
ε
ε
ωω
ε
ε
UMPTN. www.mhharismansur.com
G UK
RG
22

7. Listrik dan magnet
1;5.
1
2
2;24.
16
)4)(4(
3;43.
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
===↑==
===↑==
===↑==
T
T
x
A
A
T
T
x
A
A
TTAA
T
T
x
A
A
T
T
x
A
A
TTAA
NB
BN
NB
BN
NNBB
mak
makmak
makmak
mak
makmak
makmak
makmakmak
makmak
ε
ε
ε
ε
ε
ε
19. UMPTN 1998 Rayon C kode 52
Sebuah toroida ideal, hampa mempunyai 1000 lilitan dan jari-jari rata-rata 10 cm.
Kumparan yang terdiri atas 5 lilitan dililitkan pada toroida tersebut. Penampang
lintang toroida 33
m102 −
x dan arus listrik pada kawat toroida berubah dari 7A
menjadi 9A dalam waktu satu detik, maka dalam kumparan timbul ggl imbas
yang besarnya adalah …μvolt
A. 4 B. 8 C. 12 D. 28 E. 36
Jawab : B
H/m104?...;5N:Kumparan
1;2;m2x10Am;5,0;1000N:Toroida
7
022
3-3
1
−
===
=∆=∆===
x
stAIR
πµε
μvolt8108
1
2
104
104
5,02
))(5)(2x1010)(104(
2
NN
M
:adalahsilanginduktansibesar
66
2
6
3-37
210
===
∆
∆
=
===
−−
−
−
voltxx
t
I
M
Hx
x
x
R
A
ε
π
π
π
µ
20. UMPTN 1999 Rayon A/B/C kode 53/52/25
Perbandingan jumlah lilitan kawat pada kumparan primer dan sekunder sebuah
transformator adalah 1 : 4 . Tegangan dan kuat arus masukan masing-masing 10
volt dan 2 A. Jika daya rata-rata yang berubah menjadi kalor pada transformator
tersebut adalah 4 watt dan tegangan keluarannya adalah 40 volt, maka kuat arus
keluarannya bernilai …ampere
A. 0,1 B. 0,4 C. 0,5 D. 0,6 E. 0,8
Jawab : B
AI
V
PIV
IPIVIVPPPPPP
IVPIVNN
s
s
PP
sPPssPssp
ssPPSP
4,0
40
16
40
4)2.10(
?...volt;40watt;4A;2;volt10;4:1:
rata
rataratarata
rata
==
−
=
−
=↑−=↑−=↑+=
======
21. UMPTN 2000 Rayon A/B/C kode 26/25/22
UMPTN. www.mhharismansur.com
23

8. Listrik dan magnet
Tongkat konduktor yang panjangnya 1 m berputar dengan kecepatan sudut tetap
sebesar 10 rad/s didalam daerah bermedan magnetic seragam B = 0,1T. Sumbu
putaran tersebut melalui salah satu ujung tongkat dan sejajar arahnya dengan arah
garis-garis medan magnetic di atas. Ggl yang terinduksi antara kedua ujung
tongkat dalam volt besarnya …
A. 0,5 B. 1,0 C. 1,6 D. 3,1 E. 6,0
Jawab : A
volt)1)(10)(1,0(
2
1
)
π2
(
22
)π.2()π.()(
?...:1,0:/10:1
2
1
2
12
2
1
22
22
===
======
Φ
=
====
lB
lBl
T
B
dt
ld
B
dt
ld
B
dt
dA
B
dt
BAd
dt
d
TBsradml
ωε
ωε
εω
22. UMPTN 2001 Rayon A kode 251
Sebuah kumparan terdiri atas 1000 lilitan dengan teras kayu berdiameter 4 cm.
Kumparan tersebut memiliki hambatan 400 ohm dan dihubungkan seri dengan
galvanometer yang hambatan dalamnya 200 ohm, apabila medan magnetiknya
0,015 tesla yang dililit kumparan dengan garis medan sejajar batang kayu tiba-
tiba dihilangkan, maka jumlah muatan listrik (dalam coulomb) yang lewat
galvanometer adalah …
A. 5
2
1 10−
xπ B. 5
10−
xπ C. 5
104 −
xπ D. 5
106 −
xπ E. 5
108 −
xπ
Jawab : B
?...:015,0:200:400:4:1000 ==Ω=Ω=== GG QTBRRcmdN
CQ
RR
BAN
RR
BNA
QRR
t
Q
t
B
NA
GG
G
5-
2-22-
2
π.10
)200400(4
).105,1()π(4.10)1000(
)(4
)πd(
)(
)(
=
+
=∆
+
∆
↑=
+
∆
=∆↑+
∆
∆
=
∆
∆
=ε
23. UMPTN 2001 Rayon B kode 150
Sebuah penghantar U terletak di dalam daerah berinduksi magnetic homogen
TxB 3
104 −
= , seperti terlihat pada gambar. Penghantar PQ sepanjang 40 cm
menempel pada penghantar U dan digerakkan ke kanan dengan kecepatan tetap
smv /10= . Diantara ujung-ujung penghantar PQ timbul ggl induksi yang
besarnya …volt
A. 2
108,0 −
x C. 1
108,0 −
x E. 1,6
B. 2
106,1 −
x D. 1
106,1 −
x Jawab : B
volt101610.4,0.104
...?:m/s10:cm40:104
23
3
−−
−
===
====
xxBlv
vlTxB
ε
ε
24. SPMB 2002 Regional 1
UMPTN. www.mhharismansur.com
vB
P
R
24

9. Listrik dan magnet
Sebuah partikel bermassa m, bermuatan (+q), kelajuannya v,
ditembakkan tegak lurus pada medan listrik serba sama B
seperti pada gambar. Didalam medan megnetik ini :
1. partikel tersebut akan bergerak melingkar berlawanan
dengan arah jarum jam
2. percepatan partikel
m
qvB
a =
3. jarak terjauh dari titik A = qB
mv
2
4. kelajuan partikel berubah selama berada dalam medan magnet
Jawab : 1,2 dan 3 (A)
benar)1n(pernyataa
jamjarumsearaharusdanberlawananpada
melingkarbergerakAmuatanganaturan tangunakan1.
v
(benar):ingat22S
lintasanjari-jarikaliduaadalahmuatanuntukauhJarak terj3.
(benar)
:makalorent,gayadengansebandingnewtongaya2.
2
Bq
mv
RBqv
R
mv
Bq
mv
RAC
m
Bqv
aBqvmaFF L
=↑=↑===
=↑=↑=
(salah)gerakarahmengubahhanya
,arahmerubahdapattidaksehinggakecepatandenganlurustegak
selalulorentzgayaataupositifmuatanuntukkananganaturan tanatau
dirubahdapattidak)()proton(arahdanberubahtidak)()elektron(-arah4.
v
Iv +
25. SPMB 2002 Regional I
Diketahui bahwa arus listrik searah (DC) sebesar 3 Ampere yang mengalir
melewati suatu filament pemanas mampu menghasilkan daya listrik padanya
sebesar W. Kalau digunakan arus bolak balik AC dengan nilai puncak sebesar 3
Ampere juga, maka besar daya listrik sekarang yang dapat dibagikan pada
filament adalah …W
A. ¼ B. ½ C. 2 D. 4 E. nol
Jawab : B
22
9
)
2
3
()
2
(
....:3933
222
22
W
RRR
I
RIP
WPAIACWRRRIPAIDC
m
effAC
ACmDC
=====∴
==↔↑====↑=↔
26. SPMB 2003 Regional I kode 721
Batang magnet bergerak dengan kelajuan konstan mendekati kumparan. Beda
potensial listrik yang terukur pada titik x dan y adalah akan …
UMPTN. www.mhharismansur.com
B
A
v
LF
vA
C
25

10. Listrik dan magnet
A. lebih tinggi di x dan akan semakin berkurang
B. lebih tinggi di y dan akan semakin berkurang
C. sama dengan nol
D. lebih tinggi di x dan akan semakin membesar nilainya
E. lebih tinggi di y dan akan semakin membesar nilainya
Jawab : C
Untuk menentukan yang mana diantra titik x dan y mempunyai potensial tinggi
harus ditentukan arah arus dengan Hukum Lenz. Namun, arah lilitan kumparan
yang berperan pada penentuan arus tidak tergambar dengan jelas
27. UM UGM 2004 kode 111 nomor 7
Suatu batang logam netral bergerak dengan kecepatan tetap v ke kanan melewati
daerah bermedan magnetic seragam B dengan arah keluar bidang kertas. Gambar
yang paling tepat melukiskan distribusi muatan pada permukaan batang logam
adalah ….
Jawab : C
Dari diagram disamping bahwa batang tersebut berfungsi
sebagai ggl, dan yang memenuhi syarat pada gambar C
UMPTN. www.mhharismansur.com
U S
x y
)(A )(B )(C )(D )(E
v
B
F
I
+
≡
26