sebuah solenoide sepanjang 20cm dialiri arus listrik 10 A dan jumlah lilitannya 400 buah dengan garis tengah rata-rata 4 cm. GGL induksi diri di dalam solenoide

Kelas: XII

Mata Pelajaran: Fisika

Materi: Induktansi

Kata Kunci: Induktansi Diri Kumparan                                    

Jawaban pendek:

Sebuah solenoide sepanjang 20 cm dialiri arus listrik 10 A dan jumlah lilitannya 400 buah dengan garis tengah rata-rata 4 cm. GGL induksi diri di dalam solenoide tersebut jika arusnya diputuskan dalam selang waktu 0,001 s adalah 12,6 Volt

Jawaban panjang:

Tahap I: Menghitung Induktansi Diri

Pada saat solenoida dialiri arus listrik akan timbul medan magnetik, dalam proses yang disebut dengan induktansi. Besar dari induktansi ini adalah:

L = (μ0.N².A) / l

Di mana:

L = induktansi diri solenoida (dalam satuan Henry)

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

N = jumlah lilitan kawat

l = panjang kumparan (dalam satuan meter)

A = luas penampang (dalam satuan m²)

Bila garis tengah (diameter) solenoida sebesar 4 cm (jari-jari setara dengan 0,02 meter) maka luas penampang solenida adalah:

A = πr²

    = 3,14 (0,02)²

    = 0,001256

    = 1,256 × 10⁻³ m²

Sehingga bila solenoida terdiri atas 400 lilitan, dengan panjang 20 cm (setara dengan 0,2 m), maka induktansi diri solenoida itu adalah:

L = (μ0.N².A) / l

   = (4π × 10⁻⁷ × 400² x 1,256 x 10⁻³) / 0,2

   = 12620288 × 10⁻¹⁰

   = 1,26 × 10⁻³ Henry

Tahap II: GGL Induksi dalam solenoida

Besar dari GGL Induksi pada solenoida adalah:

Ɛ = -L ΔI/Δt

Di mana:

Ɛ = GGL Induksi (dalam satuan Volt)

ΔI = besar perubahan arus (dalam satuan Ampere)

Δt = besar waktu (dalam detik)

Sehingga, bila arus listrik 10 A diputuskan dalam selang waktu 0,001 s (10⁻³ detik) maka besar GGL Induksi adalah:

Ɛ = -L ΔI/Δt

   = -1,26 × 10⁻³ (-10/10⁻³)

   = 12,6 Volt