51
2.9 Soal-Soal
1. Jelaskan mengapa magnet memiliki sifat menarik besi, sedangkan logam
nonbesi seperti aluminium dan tembaga tidak dipengaruhi magnet. 2.
Magnet memiliki sifat tarik-menarik dan tolak-menolak, kapan kedua sifat tersebut terjadi. Peragakan dengan menggunakan model kutub utara dan
kutub selatan.
3. Besi biasa dapat dijadikan magnet dengan menggunakan prinsip elektro
magnetic, jelaskan bagaimana membuat elektromagnetik dengan sumber tegangan DC dari akumulator 12 Volt.
4. Gambarkan rangkaian Bel Listrik dengan sumber listrik DC 12 Volt, dan
terangkan cara kerjanya. 5.
Bagaimana cara menentukan kutub utara dan selatan magnet permanen dengan bantuan sebuah kompas, jelaskan dengan gambar.
6. Belitan kawat yang dialiri arus listrik DC akan menghasilkan garis gaya
magnet. Peragakan dengan menggunakan tangan kanan, tentukan arah belitan kawat, arah aliran arus DC, dan tentukan garis gaya magnet yang
dihasilkan.
7. Peragakan di depan kelas prinsip tangan kanan Flemming, untuk
menunjukkan prinsip kerja generator. Tunjukkan arah gerakan kawat, arah medan magnet yang memotong kawat, dan tunjukkan arah gaya gerak listrik
yang dihasilkan.
8. Peragakan di depan kelas dengan prinsip tangan kiri Flemming untuk
menunjukkan cara kerja motor listrik. Tunjukkan arah garis medan magnet, arah aliran arus listrik DC, dan arah torsi putar yang dihasilkan.
9. Belitan kawat sebanyak 1.000 lilit, dialiri arus 4 A. Hitunglah:
a gaya gerak magnetiknya, b jika kasus a dipakai 2.000 lilit berapa besarnya arus.
10. Kumparan toroida dengan 1.000 belitan kawat, panjang lintasan magnet 30 cm, arus yang mengalir sebesar 200 mA. Hitung besarnya kuat medan
magnetiknya. 11. Belitan kawat bentuk inti persegi 40 mm × 25 mm, menghasilkan kuat medan
magnet sebesar 1,0 Tesla. Hitung besar fluk magnetnya. 12. Belitan kawat rongga udara memiliki kerapatan 1.000 Am. Hitung besar
fluk magnetnya, bila diketahui µ
= 1,257 · 10
–6
WbAm. 13. Besi toroid mempunyai keliling 0,4 meter dan luas penampang 1 cm
2
. Toroida dililitkan kawat 800 belitan dialiri arus sebesar 100 mA. Agar diperoleh fluk
magnet sebesar 80 µ
Wb pada toroida tsb. Hitung: a kuat medan magnet,
b kerapatan fluk magnet, c permeabilitas absolut, dan
d permeabiltas relatif besi.
52
14. Berdasarkan luas penampang inti 80 cm
2
dan fluk magnetnya 10 mWb. Panjang lintasan inti besi 150 cm, jarak celah udara 5 mm. Hitung:
a kerapatan fluk magnet pada inti besi dan tentukan besarnya gaya gerak magnet,
b besarnya gaya gerak magnet total.
53
BAB 3 DASAR LISTRIK ARUS BOLAK BALIK
Listrik AC dihasilkan dari hasil induksi elektromagnetik Gambar 3.1, sebuah belitan kawat yang berdekatan dengan kutub magnet permanen. Kutub permanen diputar pada
sumbunya, maka di ujung-ujung belitan timbul tegangan listrik yang ditunjukkan oleh penunjukan jarum Voltmeter. Jarum Voltmeter bergoyang ke arah kanan dan ke kiri, ini
menunjukkan satu waktu polaritasnya positif, satu waktu polaritasnya negatif. Generator AC sederhana Gambar 3.2, terdiri stator dengan belitan kawat dan rotor dengan dua
kutub. Saat rotor diputar satu putaran dan ujung belitan diukur dengan voltmeter dihasilkan tegangan AC satu periode. Bentuk tegangan sinusoida dan fluk magnet berbeda phasa
90°. Berikut ini konstruksi sederhana generator AC dengan rotor empat kutub Gambar 3.3. Saat rotor diputar satu putaran, ujung belitan diukur tegangan dengan Voltmeter.
Setiap satu putaran rotor dihasilkan dua siklus tegangan sinusoida. Jika frekuensi diinginkan 50 Hz, maka rotor dalam satu detik harus berputar 25 putarandetik, atau
kalau satu menit 60 detik, maka rotor harus berputar sebanyak 1.500 putaranmenit. Kutub permanen utara dan kutub selatan menghasilkan garis fluk magnet Gambar 3.4.
Belitan kawat dengan poros yang ujung-ujungnya disambungkan dengan dua cincin putar. Ketika poros diputar, belitan kawat akan memotong garis fluk magnet, sesuai
dengan hukum tangan kiri Flemming maka pada ujung-ujung cincin akan timbul tegangan yang terukur oleh Voltmeter. Bentuk tegangan berupa gelombang sinus.
3.1 Prinsip Pembangkitan Listrik AC
Bentuk gelombang AC secara umum Gambar 3.5, berwujud bentuk sinusoida, gelombang persegi dan bentuk zig-zag. Satu periode gelombang adalah satu
siklus penuh, yaitu satu siklus positif dan satu siklus negatif. Gelombang listrik komersial PLN yang dipakai untuk rumah tangga dan industri adalah sinusoida
frekuensi 50 Hz. Untuk menghasilkan bentuk gelombang listrik untuk kebutuhan khusus seperti bentuk pulsa, dihasilkan dengan rangkaian resistor dan kapasitor
Gambar 3.6. Sumber tegangan kotak dengan frekuensi 100 Hz 5 milidetik jika
Gambar 3.4 Prinsip generator AC Gambar 3.3 Generator AC empat kutub
Gambar 3.2 Generator AC dua kutub Gambar 3.1 Prinsip pembangkitan Listrik AC
Kategori