soal dan pembahasan arus listrik searah (DC)

   1. Sebuah alat pemanas air 200 watt, 220 volt yang dipasng pada sumber tegangan 110 volt, menyerap daya listrik sebesar ....
a        a.    400 watt
b        b.    200 watt
c        c.   100 watt
d        d.    75 watt
e        e.    50 watt

  Pembahasan
       D1 : P1= 200 Watt
               V1= 220 volt
               V2= 110 volt
       D2 : P2...?
       D3 :Membandingkan persamaan daya listrik.

  P1 / P2 = V1 / V2
200 watt / P2 = 220 V / 110 V
200 watt / P2 = 2
P2 = 200 watt / 2 = 100 watt

2 2. Empat buah resistor masing-masing R1 = 3 Ω, R2 = 6 Ω,R3 = R4=12 Ω Dirangkai paralel. Besar hambatan penggantinya adalah ....

                         
                        
   

Pembahasan

D1 : R1 = 3 Ω

        R2 = 6 Ω

        R3 = R4=12 Ω

D2 : Rp ....?
D3 : Untuk menghitung hambatan total rangkaian paralel:

        1/Rp = 1/3 + 1/6 + 1/12 + 1/12

        1/Rp = (4 + 2 + 1 + 1) / 12 = 8/12

Rp = 12 / 8 Ohm = 3/2 Ohm

3 3. Jarak voltmeter AC menunjukkan angka 80. Apabila batas ukur 300 volt,tegangan pada saat pengukuran sebesar ...

a.    100 volt

b.    150 volt

c.   200 volt

d.    250 volt

e.    300 volt

Pembahasan

D1 :r =80 V

   V= 300 Volt

       B ukur = 120

D2 : v .... ?

D3 : V = (300 / 120) . 80 V = 200 V

4 4. Pada gambar rangkaian disamping, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah ....
a    a.    0,8 A dan 2,2 V
      b.    0,6 A dan  2,76 V
c    c.    0,6 A dan  2,3 V
d    d.    0,4 A dan  1,84 V
e    e.    0,2 A  dan  0,92 V

Pembahasan

D1 :  E =3V

        R = 4,6 Ω

        R = 0,4 Ω

D2 : v ...?

D3 :Untuk menghitung kuat arus ujung ujung resistor gunakan hukum Kirchoff. V = 0 (cara menggunakannnya adalah kelilingi rangkaian searah jarum jam, misal kita mulai dari hambatan R)

           I . R - 3V + I . r = 0

I . 4,6 Ohm - 3 V + I . 0,4 Ohm = 0
I . 5 Ohm = 3 V
I = 3 V / 5 Ohm = 0,6 A
Menghitung tegangan
V = I . R = 0,6 A . 4,6 Ohm = 2,76 volt 

5. 5. 

Kuat arus terkecil adalah ....

a.   0,1 A  melewati R1

b.    0,1 A  melewati R4

c.    0,2 A  melewati R1

d.    0,2 A  melewati R4

e.    0,3 A  melewati R1 dan R4

Pembahasan

D1 :R1, R2 dan R3= 20 Ω

R4,R5  = 15 Ω

D2 : I ...?
D3 : Hitung hambatan total R1, R2 dan R3 (Rs1)
        Rs1 = 20 + 20 + 20 = 60 Ohm
        Hitung hambatan total R4 dan R5 (Rs2)
        Rs2 = 15 + 15 = 30 Ohm
        Hitung hambatan total
        1/Rt = 1/60 + 1/30 = (1 + 2) / 60 Ohm
        1/Rt = 3 / 60 ohm
        Rt = 60/3 Ohm = 20 Ohm
        Menghitung arus dalam rangkaian
        I = V / R = 6 V / 20 Ohm = 0,3 A
        Kuat arus pada Rs1: 6 V / 60 Ohm = 0,1 A
        Kuat arus pada Rs2 = 6 V  / 30 Ohm = 0,2 A

6 6.Dari percobaan hubungan tegangan (V) dengan kuat arus (I) pada resistor, dihasilkan grafik V-I pada gambar dibawah. Jika V=4,5 volt maka besar kuat arus yang mengalir            adalah ...

a.    5 mA

b.    10 mA

c.    20 mA

d.   30 mA

e.    35 mA

Pembahasan

D1 : V= 3 volt

I =0,02 A

D2 : I ...?

D3 :Hitung terlebih dahulu hambatan

V = I . R

R = V / I = 3 volt / 0,02 A = 150 Ohm

Menghitung kuat arus listrik

I = V / R = 4,5 volt / 150 Ohm = 0,03 A

I = 30 mA

7 7.Diketahui pada suatu penghantar mengalir arus listrik sebesar 12 Ampere dan juga     terdapat hambatan sebesar 3 Ohm. berapa besarnya tegangan sumber ...
a          a.    24 volt
            b.   36 volt
c          c.    72 volt
d          d.    108 volt
            e.    206 volt

        Pembahasan
           D1  : I = 12 Ampere
                   R = 3 Ohm
           D2  : V = ….. ?
           D3 : V = I . R

  V = 12 Ampere x 3 Ohm
  V = 36 Volt

8 8.  Pada suatu rangkaian listrik yang dialiri arus sebesar 6 Ampere terdapat resistansi                sebesar 4 Ohm. Dengan menggunakan hukum Ohm, besarnya tegangan pada rangkaian    tersebut adalah ...

  Pembahasan

         a.    24 volt

         b.      36 volt

         c.      72 volt

         d.      108 volt

         e.      206 volt

     Pembahasan
           D1 :I = 6 Ampere
                 R = 4 Ohm
           D2 : V = ….. ?
           D3 : V = I . R
                   V = 6 Ampere x 4 Ohm

        V = 24 Volt

9 9.  Sebuah power supply menghasilkan tegangan sebesar 15 Volt. Lalu potensiometer diatur    ke angka 10 kilo Ohm. Hitunglah kuat arus listrik!Untuk setiap kali menjawab soal yang menggunakan rumus dari Hukum Ohm, penting bagi kita untuk memerhatikan satuan dari    besaran-besaran yang dieketahui. Pada kasus ini, nilai R sebesar 10 kilo Ohm, sehingga      anda terlebih dahulu harus mengubahnya ke dalam Ohm.

  pembahasan

D1 : V = 15 Volt
R = 10 kilo Ohm = 10.000 Ohm

D2 : I  = ….. ?

D3 :I = V / R
I = 15 Volt / 10.000 Ohm
I = 0,0015 Ampere atau 1,5 mili Ampere

1 10.    

       Kuat arus pada hambatan 5 Ω adalah ...

Pembahasan

Gunakan hukum kirchoff dengan cara mengitari rangkaian searah jarum jam. Rangkaian dipecah menjadi 2 yaitu rangkaian kiri (loop 1) dan rangkaian kanan (loop 2).
Loop 1
10 V + 10 . I₁ + 20 V + 5 . I₂ = 0
10 . I₁ + 5 . I₂ = - 30 V (1)
Loop 2
10 . I₃ - 15 V - 5 . I₂ - 20 V = 0
10 . (I₂ - I₁) - 5 . I₂ = 35 V 
- 10 . I₁ + 5 . I₂ = 35 V (2)

Eliminasi persamaan 1 dan 2
10 . I₁ + 5 . I₂ = - 30 V

1.             - 10 . I₁ + 5 . I₂ =   35 V
         __________________ +

                        10 I₂ = 5
                             I₂ = 0,5 A