Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=B8CVOqbKsUs Contoh Soal dan Pembahasan Listrik Arus Searah Materi Fisika kelas 1 SMA. Khusus membahas tentang rangkaian listrik tertutup satu loop, dua loop, seri paralel dan campuran. Termasuk daya dan energi listrik. Soal No. 1 Rangkaian listrik berikut terdiri 3 buah hambatan dan satu buah baterai 24 Volt yang memiliki hambatan dalam 1 Ω. Lihat gambar dibawah dan tentukan: a) Kuat arus rangkaian b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 c) Beda potensial antara titik A dan B d) Beda potensial antara titik B dan C e) Beda potensial antara titik C dan D f) Beda potensial antara titik A dan C g) Beda potensial antara titik B dan D h) Beda potensial antara titik A dan D i) Beda potensial antara ujung -ujung baterai j) Daya pada hambatan R1 k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit l) Daya rangkaian m) Energi rangkaian dalam 5 menit Pembahasan a) Kuat arus rangkaian b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3 Kuat arus yang melewati hambatan-hambatan yang dirangkai seri adalah sama. c) Beda potensial antara titik A dan B d) Beda potensial antara titik B dan C e) Beda potensial antara titik C dan D f) Beda potensial antara titik A dan C g) Beda potensial antara titik B dan D h) Beda potensial antara titik A dan D i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai j) Daya pada hambatan R1 k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit W = I2Rt = (2,4)2(2) (5x60) = 3456 joule l) Daya rangkaian P = I2R = (2,4)2(10) = 57,6 watt m) Energi rangkaian dalam 5 menit Nonton Video POJOK MATERI : Listrik Dinamis Part 1 Nonton Video POJOK MATERI : Listrik Dinamis Part 2 Soal No. 2 Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut Tentukan : a) Hambatan pengganti b) Kuat arus rangkaian c) Kuat arus yang melalui R4 d) Kuat arus yang melalui R1 e) Kuat arus yang melalui R2 f) Kuat arus yang melalui R3 g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R4 h) Beda potensial ujung-ujung R1 i) Beda potensial ujung-ujung R2 j) Daya yang diserap R1 Video Rangkaian Listrik Sederhana Pembahasan a) Hambatan pengganti b) Kuat arus rangkaian c) Kuat arus yang melalui R4 sama dengan kuat arus rangkaian d) Kuat arus yang melalui R1 e) Kuat arus yang melalui R2 f) Kuat arus yang melalui R3 g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R4 V4 = I4R4 = (1,2)(10) = 12 volt h) Beda potensial ujung-ujung R1 V1 = I1R1 = (0,6)(20) = 12 volt i) Beda potensial ujung-ujung R2 sama dengan beda potensial pada ujung R1 karena dirangkai parallel Video Rangkaian Listrik Seri da Paralel j) Daya yang diserap R1 Soal No. 3 Diketahui kuat arus yang melalui R4 adalah 7,2 Ampere. Tentukan nilai tegangan sumber V Pembahasan Mencari kuat arus yang melalui hambatan R1 dengan prinsip pembagian arus rangkaian paralel : Soal No. 4 Dua buah baterai dengan ggl masing-masing 3 volt dan hambatan dalam 0,5 Ω disusun seri. Hambatan luar R = 1,5 Ω dirangkai seperti gambar. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian! Pembahasan Dua buah bateri disusun seri. Ggl total dari bateri dan hambatan dalam penggantinya: E = 3 v + 3 v = 6 volt r = 0,5 Ω + 0,5 Ω = 1 Ω Rangkaian ekivalennya seperti berikut. Kuat arus yang mengalir pada rangkaian: I = 6 : (1 +1,5) I = 6 : 2,5 = 2,4 A Soal No. 5 Dua buah baterai dengan ggl masing-masing 3 volt dan hambatan dalam 0,5 Ω disusun paralel. Hambatan luar R = 1,5 Ω dirangkai seperti gambar. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian! Pembahasan Dua buah bateri disusun paralel. Ggl total dari baterai identik yang disusun paralel akan sama dengan ggl salah satu baterai: E = 3 volt Sementara itu hambatan dalam penggantinya: 1/r = 1/0,5 + 1/0,5 1/r = 2/0,5 r = 0,5 /2 = 0,25 Ω Rangkaian ekivalennya seperti berikut. Kuat arus yang mengalir pada rangkaian: I = 3 : (0,25 +1,5) I = 3 : 1,75 = 1,71 A Soal No. 6 Diberikan sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah loop dengan data sebagai berikut : E1 = 6 volt E2 = 9 volt E3 = 12 volt 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 Baca Juga: Apa itu Listrik Dinamis dan Apa Saja Contoh dan Rumusnya Contoh Soal Hukum Coulomb dan Cara Penyelesaiannya Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut : Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan : Loop 1 (Persamaan I) Loop II (Persamaan II) Gabungan persamaan I dan II : b) Beda potensial antara titik B dan C c) Beda potensial antara titik B dan D d) Daya pada hambatan R1 Soal No. 7 Perhatikan gambar berikut! Tiga buah sumber tegangan dan tiga buah hambatan masing-masing Rx = Ry = Rz = 6 Ω. Tentukan: a) Tegangan antara titik A dan B b) Kuat arus yang melalui Ry Rangkaian Listrik Terbuka da Tertutup Pembahasan Tipe soal seperti nomor 6, akan digunakan cara yang berbeda. Anggap rangkaian di atas jadi seperti ini: Jadi dari A ke B ada tiga jalan, lewat kiri, lewat tengah atau lewat kanan. a) Tegangan antara titik A dan B Langkah pertama cari total hambatan dalam rangkaian, R1 adalah total hambatan di cabang 1 (kiri), R2 untuk total hambatan cabang 2 (tengah) dan R3 untuk total cabang 3 (kanan). Setelah ketemu Rtotal, tinggal menentukan tegangan antara titik A dan B dengan E1 adalah total tegangan sumber di cabang 1, E2 di cabang 2 dan E3 dicabang 3. b) Kuat arus yang melalui Ry Tinjau cabang yang tengah saja, karena VAB telah dihitung tadi (dapat 12 volt), tinggal gabung dengan VAB dari rumus berikut: VAB diisi 12 volt, sehingga: Soal No. 8 Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada gambar! Besar kuat arus I1 adalah... A. 0,25 A B. 0,30 A C. 0,36 A D. 0,45 A E. 0,50 A UN Fisika 2009 P45 No. 27 Pembahasan Seperti nomor 7, bedanya ditengah tidak ada baterainya. Lupakan dulu arah panah arus I1 pada soal, disini dianggap ke bawah dulu biar sama kerjanya dengan soal sebelumnya: Total hambatan: Beda potensial (tegangan) antara titik E dan B: Kuat arus I1, lihat cabang kiri saja: Jika disesuaikan tanda panah pada soal, besar I1 adalah 0,25 A. Soal No. 9 Diberikan rangkaian listrik seperti gambar berikut! Kuat arus yang melalui hambatan 2 Ω sebesar.... A. 2 A dari A ke B melalui hambatan 2 Ω B. 2 A dari B ke A melalui hambatan 2 Ω C. 3 A dari A ke B melalui hambatan 2 Ω D. 3 A dari B ke A melalui hambatan 2 Ω E. 4 A dari A ke B melalui hambatan 2 Ω Pembahasan Karena salah satu cabang ada yang memiliki "hanya" sumber tegangan saja (paling kanan, R = 0), maka VAB bisa langsung diambil VAB = 6 volt atau kalau dipakai rumus cukup dari VAB = 6 + I(0) = 6 volt Dari cabang paling kiri, untuk menentukan arusnya, misal arusnya I1: Diperoleh Jadi besar arusnya 3 A, dari B ke A melalui hambatan 2 Ω. Soal No. 10 Kuat arus listrik (I) pada rangkaian berikut besarnya.... A. 12/2 A B. 13/3 A C. 14/4 A D. 15/5 A E. 16/6 A Pembahasan Rangkaian diatas merupakan bentuk lain dari susunan tiga resistor yang dirangkai secara paralel. Hambatan penggantinya seperti biasa: Kuat arusnya: Soal No. 11 Perhatikan rangkaian di bawah ini Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah.... A. 0,5 A B. 1,5 A C. 1,8 A D. 4,5 A E. 5,4 A (UN Fisika 2011) Pembahasan Rangkaian listrik arus searah /DC sederhana dengan melibatkan beberapa hambatan dalam. Dengan hukum Kirchoff tegangan didapat: ΣE + ΣIR = 0 9 − 18 + I(2 + 3 + 0,5) = 0 6I = 9 I = 9/6 = 1,5 A Soal No. 12 Dari gambar rangkaian di samping besar kuat arus rangkaian adalah….. A. 3 A B. 4 A C. 6 A D. 8 A E. 12 A (UN Fisika 2013) Pembahasan Total sumber tegangannya 12 volt + 12 volt = 24 volt. Total hambatannya 2 Ω + 3 Ω + Ω = 8 Ω Jadi kuat arus rangkaiannya 24 volt : 8 Ω = 3 ASimak video pembelajaran Listrik Dinamis lengkap dengan Contoh Soal dan Pembahasannya!
