Soal dan pembahasan listrik dinamis
1. Pemanas air dengan spesifikasi 200 watt digunakan untuk
memasak air bersuhu 30°C sebanyak 0,5 kg. Jika kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C
tentukan berapa lama waktu yang diperlukan hingga air mencapai suhu 100°C !
a. 735 menit
b.
12,25
menit
c. 15,25 menit
d. 835 menit
e. 525 menit
Pembahasan
Energi listrik diubah menjadi kalor untuk memanaskan air :
D1 : P = 200 watt
Δ T = 100 − 30 = 70 °C
m = 0,5 kg
c = 4200 J/kg°C
D2 : t = ...?
D3 : P x t = m x c x ΔT
200 x t = 0,5 x 4200 x 70
t = 147000 / 200
t = 735 detik
t = 735 / 60 menit = 12,25 menit
Energi listrik diubah menjadi kalor untuk memanaskan air :
D1 : P = 200 watt
Δ T = 100 − 30 = 70 °C
m = 0,5 kg
c = 4200 J/kg°C
D2 : t = ...?
D3 : P x t = m x c x ΔT
200 x t = 0,5 x 4200 x 70
t = 147000 / 200
t = 735 detik
t = 735 / 60 menit = 12,25 menit
2. Perhatikan
gambar berikut!
Arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah ….
A. 0,7 A
B. 1,3 A
C. 2,0 A
D. 3,0 A
E. 3,3 A
Pembahasan
D1
:R1 = 1 Ω
R2 = 3 Ω
R3 = 6 Ω
V = 6 V
D2
: I2 (R2) ....?
D3 :Untuk
menentukan arus listrik yang mengalir pada R2, kita
tentukan terlebih dahulu arus totalnya (arus sebelum percabangan). Sedangkan
untuk menentukan arus total, harus dicari dulu hambatan totalnya.
Hambatan R2 dan R3 tersusun
paralel sehingga hambatan paralelnya (Rp) adalah
Rp = 6/3
= 2
Sedangkan hambatan R1 dan Rp tersusun seri sehingga hambatan totalnya (Rt) adalah
Rt = R1 + Rp
= 1 + 2
= 3
Arus totalnya rangkaian di atas dapat dicari dengan menggunakan hukum Ohm.
= 2
Misalkan arus yang mengalir pada R2 kita sebut I2 maka arus yang mengalir pada hambatan tersebut dapat ditentukan dengan rumus
= 1,33
≡ 1,3
Jadi, arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah 1,3 A (B).
3.
Tiga buah resistor
masing-masing besarnya 3 ohm, 4 ohm, dan 6 ohm dihubungkan paralel, lalu kedua
ujungnya dihubungkan ke sebuah bateray yang gglnya 8 volt dan hambatan dalamnya
2/3 ohm. Tegangan jepit rangkaian adalah . . . .
a. 2,67 volt d. 8,00 vol
b. 5,33 volt e. 52,00 volt
c. 7,61 volt
a. 2,67 volt d. 8,00 vol
b. 5,33 volt e. 52,00 volt
c. 7,61 volt
Pembahasan
D1 :R1=3 ohm
R2=4
ohm
R3=6
ohm
R=2/3
ohm
V=8 volt
D2 :Vjepit ...?
D3 :Rtotal = 3 + 4 + 6 + 0,67 = 13,67 ohm ; I
= V/R = 8/13,67 = 0,59 A
Vjepit = I .Rjepit ;
Vjepit = 0,59 .( 3 + 4 + 6 ) = 7,61 volt
Vjepit = I .Rjepit ;
Vjepit = 0,59 .( 3 + 4 + 6 ) = 7,61 volt
4.
Tiga buah hambatan 6 ohm, 4 ohm
dan 12 ohm dipasang paralel dan dihubungkan dengan tegangan listrik.
Perbandingan arus yang mengalir pada masing-masing hambatan adalah ….
a. 1 : 2 : 3 d. 6 : 3 : 2
b. 2 : 3 : 1 e. 6 : 2 : 3
c. 3 : 2 : 6
a. 1 : 2 : 3 d. 6 : 3 : 2
b. 2 : 3 : 1 e. 6 : 2 : 3
c. 3 : 2 : 6
Pembahasan
D1 : R1=6 ohm
R2=4 ohm
R3=12 ohm
D2 : perbandingan arus...?
D3 :Rangkaian paralel V sama, sehingga :
V1 = V2 = V3
I1.6 = I2.4 = I3.12
I1 : I2 : I3 = 2 : 3 : 1
V1 = V2 = V3
I1.6 = I2.4 = I3.12
I1 : I2 : I3 = 2 : 3 : 1
5. Jika arus 4 ampere mengalir dalam kawat yang ujung-ujungnya berselisih
potensial12 volt, maka besar muatan tiap menit yang mengalir melalui kawat….
a. 4 coulomb
d. 120
coulomb
b. 12 coulomb
e. 240 coulomb
c. 60 coulomb
Pembahasan
D1 :I= 4A
t =60 s
D2 : Q...?
D3 :I = q/t
4 = q / t
Q = 4.60 = 240 Coulomb
6. Perhatikan
gambar rangkaian di samping. Jika sumber arus 18 V dengan hambatan dalam 1 Ω,
maka beda potensial titik a dan b adalah....
a. 10 volt
b. 15 volt
c. 20 volt
d. 30 volt
e. 40 volt
Pembahasan
D1 : R= 1
Rseri
= 5 Ω
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgPuoPP4iJq54G76SQ4zwU24R7CzpR3uxscY0WROJsYBtMRltuL6UBQFYiFyTkhSiXMXHvracbej1XtxMrY5WCpbwsISwwis-zeihYjLnkV56y8XwOPQOWuaBuQPvhyphenhyphenRH7y_QYumPPw07A/s200/d.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgPuoPP4iJq54G76SQ4zwU24R7CzpR3uxscY0WROJsYBtMRltuL6UBQFYiFyTkhSiXMXHvracbej1XtxMrY5WCpbwsISwwis-zeihYjLnkV56y8XwOPQOWuaBuQPvhyphenhyphenRH7y_QYumPPw07A/s200/d.png)
D2 : V ab...?
D3 : Rtotal =1+5+3=9
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhBxlRUVmWYzs7fheFsA5CLDwVxvMtKL7oZyywT9EnhBchBz2Tb4OreLcA0oMZ5eCZYO9070WrJzu8C1wVqkcBfHW1O9wqnAMfFrtibiq23N9AVUVPxWc57Uj7q-YLq5PtFUj6CQHfFYXE/s200/c.png)
7. Sebuah galvanometer yang hambatannya 50 ohm akan mengalami simpangan maksimum jika dilalui arus 0,01 A. Agar dapat digunakan untuk mengukur tegangan hingga 100 V, maka harus dipasang ....
a. Hambatan muka sebesar 9.950 ohm
b. Hambatan muka sebesar 5.000 ohm
c. Hambatan cabang sebesar 9.950 ohm
d. Hambatan cabang sebesar 5.000 ohm
e. Hambatan muka dan hambatan dalam masing-masing sebesar 2.500 ohm
Pembahasan
D1 :V=100 V
R=50 ohm +R
I=0,01 A
D2 :R ...?
D3 : V=I.R
100=0,01(50+R)
R=10000-50 =9950 ohm
Hambatan muka/seri untuk memecah tegangan
8. Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 18 ohm dan
berdaya ukur 10 m A. Agar daya ukur amperemeter meningkat menjadi 100 m A,
harus dipasang hambatan ....
a. 0,8 ohm seri
dengan amperemeter
b. 0,8 ohm
paralel dengan amperemeter
c. 2,0 ohm seri dengan amperemeter
d. 2,0 ohm paralel dengan amperemeter
e. 8,0 seri
dengan amperemeter
Pembahasan
D1
: I’=100 m A
I=10 m A
R=18 ohm
10 Rt=18 + Rt
Rt =2 ohm
9. Sebuah lampu dipasang pada tegangan 220 volt dan menghasilkan kuat arus
listrik sebesar 0,25 A. Tentukan :
a) daya lampu
b) energi yang digunakan lampu dalam 12 jam
Pembahasan
Rumus daya listrik:
P = V x I
a) daya lampu
P = V x I = 220 x 0,25 = 55 watt
b) energi dalam 12 jam = 12 x 60 x 60 detik = 43200 detik
W = P x t = 55 x 43200 = 2376000 Joule
a) daya lampu
b) energi yang digunakan lampu dalam 12 jam
Pembahasan
Rumus daya listrik:
P = V x I
a) daya lampu
P = V x I = 220 x 0,25 = 55 watt
b) energi dalam 12 jam = 12 x 60 x 60 detik = 43200 detik
W = P x t = 55 x 43200 = 2376000 Joule
E1 = 6 volt
E2 = 9 volt
E3 = 12 volt
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgEgtTsnDMKg3hWj-RAuKylMYh3TazUBnzCZYTP9wNOYxLnPSPeBa7WRxSP6jSLRL9ynKE0KIY3xd1IBmxlgcVtSZ_g2oWX0ZVqmBoRVOjzf7ft1wPAcRsT4ZR6i0NZaejpl0tE6aRZ86o/s320/7.png)
Tentukan :
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1
Pembahasan
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
Langkah-langkah standar :
- menentukan arah arus
- menentukan arah loop
- masukkan hukum kirchoff arus
- masukkan hukum kirchoff tegangan
- menyelesaikan persamaan yang ada
Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut :
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjUzD-qTBKfx0jLEgFXTch5kyH_oZemPodrD-X0LJAMV7O6tJX2tftsOGENM4knd9ejT3ZUBX3-kIJ_H56HmjJVG_5Xt_ZEDUfPbx3KUEyYIYhpWfMzLszYptGa-JJKSOGpTUxLRuv6Iv4/s1600/8.png)
Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan :
Loop 1
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEibpB1-JTSpGxjray0kCyeK5V_t4LTt4_rtZHGyuxNEjPinIhdIPKW_12BWsRUQ71C_ASl9glv-RWiHN-x9ESKf2GikM-gYlDrcKQEXvT_U3sKDakyHJAeAQDaaleAPwygRcl_HZ3zkDFM/s1600/9.jpg)
(Persamaan I)
Loop II
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhkH-RHaOSi5oScQDZ8pW_tdU3Tu-JHT5qjZib-88N6oNt2b7mErW5-5fNi-bl6wO8KXPPBpl54Ip3m91Cgs3ToY_tzfMYEmSATTXYb2Qv1dtWuJQNGk1vnnWxIyylrPRzddYNqptmrOKk/s1600/11.jpg)
(Persamaan II)
Gabungan persamaan I dan II :
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgWK4XhNtSgOzhR3GzTXrv_5_dQzDaWRQ9j6eYaGTBsTccZRTFdbaO-Rr5Da0reMoWAvbi2lrRu09-d56fhsaw-o4XCD_UchHlP9e_5M-Mkgr1HG6XgrvyYdVXrr9F4rNyiARXtBiRKf5o/s1600/gif.gif)
b) Beda potensial antara titik B dan C
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhkH-RHaOSi5oScQDZ8pW_tdU3Tu-JHT5qjZib-88N6oNt2b7mErW5-5fNi-bl6wO8KXPPBpl54Ip3m91Cgs3ToY_tzfMYEmSATTXYb2Qv1dtWuJQNGk1vnnWxIyylrPRzddYNqptmrOKk/s1600/11.jpg)
c) Beda potensial antara titik B dan D
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjyGymhoqY-LHbSwfXflHcsXGfolz3BPUn1HPb7RTmLvkvy3PKjIgZXJI_gkEaKcjj0VDnU0gsh8CjpzdgNwHvRcSmMzbjuWz_H8ol4U6GQdIKm5OHnntwnpdL7psyd29438gh6Ax6GH34/s1600/12.jpg)
d) Daya pada hambatan R1
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgn1f_7LQWUl0Qm5pvdburVI9kab4_prLcLeC3uUL6iFY4L11fYWOFWKfkc7s5phgNDVPciCRqgLrIbn9i1YYd3-nslBu_Lmx7lMY9otqwMBmnpacZy-QNwqejquOYkDSVSQCeI9TdL0hE/s1600/13.jpg)
maaf kak sepertinya nomor 8 harusnya pararel karna mengukur kuat arus yang lebih besar, dan nomor 3 harusnya ketiga hambatannya seri kak jika caranya hambatannya ditambah seperti biasa, soalnya kalau pararel 1/Rp = 1/R1+1/R2+1/R3. terimakasih kak untuk soalnya Tuhan berkati
ReplyDelete