Listrik Arus Searah No.27-33

[No.27]

Suatu pemanas air dengan spesifikasi 250W/220V dipakai untuk mendidihkan seketel air membutuhkan waktu 15 menit. Jika terdapat dua pemanas air yang sama dengan di atas dihubungkan paralel kemudian dipakai untuk mendidihkan seketel air tersebut, maka waktu yang dibutuhkan adalah …

(A) 60 menit

(B) 30 menit

(C) 15 menit

(D) 7,5 menit

(E) 3,75 menit

[Solusi no.27]

Karena kedua pemanas dipasang paralel, maka tegangan yang diperoleh sama besar yaitu 220 V. Akibatnya daya yang di-disipasikan oleh kedua pemanas sama besar yaitu 250 W. Tentu saja dengan logika sederhana bisa kita katakan air akan mendidih dengan waktu 2x lebih cepat.

Dengan rumus pun dapat dibuktikan. Untuk mendidihkan air dalam ketel dengan satu pemanas, membutuhkan kalor sebanyak:

Q=Pt=250\left( 15\times 60 \right)=225.000~\text{J}

Jika kita sekarang punya dua pemanas dengan daya masing-masing 250 W, maka daya total adalah 500 W. Untuk mendidihkan air, kita memerlukan kalor sebanyak 225.000 J, jadi waktu yang diperlukan:

t=\frac{Q}{P}=\frac{225.000}{500}=450~\text{s}=7,5~\text{menit}

Jawaban D

[No.28]

Jika dua pemanas pada soal sebelumnya dihubungkan seri maka waktu yang dibutuhkan adalah ….

(A) 60 menit

(B) 30 menit

(C) 15 menit

(D) 7,5 menit

(E) 3,75 menit

[Solusi no.28]

Jika kedua pemanas dihubungkan seri, maka tegangan masing-masing pemanas adalah 220/2 = 110 V. Ingat! Kita bagi dua karena pemanas identik (hambatan sama besar). Jika tidak identik, maka besar hambatan kedua pemanas berbeda, gunakan hukum ohm untuk menentukan tegangan masing-masing pemanas terlebih dahulu.

Daya pemanas jika tegangan 110 V (setengah tegangan awal) adalah 1/4 daya awal. Ingat! “P” sebanding dengan “V kuadrat”. Artinya daya masing-masing pemanas adalah 62,5 W. Daya totalnya = 125 W. Waktu untuk mendidihkan air dalam ketel selama:

t=\frac{Q}{P}=\frac{225.000}{125}=1800~\text{s}=30~\text{menit}

Jawaban B

[No.29]

Sebuah amperemeter dan voltmeter dipakai untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan rangkaian sebagai berikut! (Voltmeter dan amperemeter ideal)

29

Jika voltmeter menunjukkan bacaan 12 volt sedangkan ampermeter menunjukkan bacaan 20 miliampere maka nilai R adalah ….

(A) 600 Ω

(B) 300 Ω

(C) 150 Ω

(D) 70 Ω

(E) 50 Ω

[Solusi no.29]

R=\frac{V}{I}=\frac{12}{20\times {{10}^{-3}}}=600~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban A

[No.30]

Suatu voltmeter dengan hambatan dalam 5 kΩ dan amperemeter dengan hambatan dalam 2 Ω dipakai untuk menentukan nilai R seperti pada gambar!

29

Jika bacaan voltmeter dan amperemeter berturut-turut adalah 10 volt dan 20 mA, maka nilai R adalah ….

(A) 700 Ω

(B) 560 Ω

(C) 270 Ω

(D) 240 Ω

(E) 160 Ω

[Solusi no.30]

30

I={{I}_{1}}+{{I}_{2}}

\frac{20}{1000}=\frac{10}{5000}+{{I}_{2}}

{{I}_{2}}=\frac{9}{500}~\text{A}

Hambatan R:

R=\frac{V}{{{I}_{2}}}=\frac{10}{9/500}=555,55\approx 560~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban B

[No.31]

Suatu voltmeter dengan hambatan dalam 5 kΩ dan amperemeter dengan hambatan dalam 2 Ω dipakai untuk menentukan nilai R seperti pada gambar!

31

Jika bacaan voltmeter dan amperemeter berturut-turut adalah 10 volt dan 20 mA, maka nilai R adalah ….

(A) 600 Ω

(B) 560 Ω

(C) 498 Ω

(D) 450 Ω

(E) 324 Ω

[Solusi no.31]

31a

Cukup perhatikan rangkaian sebelah kanan.

V=I{{R}_{s}}

10=\frac{20}{1000}\left( 2+R \right)

R=498~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban C

[No.32]

Suatu galvanometer yang berhambatan dalam 0,5 Ω hanya dapat dialiri arus listrik maksimum sebesar 2 A. Jika galvanometer tersebut hendak dipakai mengukur arus listrik maksimal 10 A, maka galvanometer harus dihubungkan ….

(A) seri dengan hambatan 0,125 Ω

(B) paralel dengan hambatan 0,125 Ω

(C) seri dengan hambatan 0,250 Ω

(D) paralel dengan hambatan 0,250 Ω

(E) seri dengan hambatan 0,500 Ω

[Solusi no.32]

32a

Tanpa hambatan tambahan, galvanometer hanya bisa mendeteksi arus maksimal 2 A. Lebih dari itu, galvanometer bisa rusak!

32

Supaya arus yang melewati galvanometer > 2 A, maka hambatan total harus dikurangi (nilainya diperkecil) dengan cara merangkai paralel galvanometer dengan hambatan tertentu. Hambatan ini disebut hambatan shunt.

32b

Tegangan pada galvanometer:

{{V}_{AB}}={{I}_{1}}R=2\left( 0,5 \right)=1~\text{V}

Tegangan pada Rshunt :

{{V}_{AB}}={{I}_{2}}{{R}_{shunt}}

1=8{{R}_{Shunt}}

{{R}_{shunt}}=\frac{1}{8}=0,125~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban B

[No.33]

Suatu galvanometer dengan hambatan dalam 2 kΩ hendak digunakan untuk mengukur tegangan sampai dengan 100 volt. Jika tegangan maksimum yang dapat diterapkan di kutub-kutub galvanometer adalah 5 volt, maka galvanometer tersebut harus dihubungkan….

(A) seri dengan hambatan 38 kΩ

(B) paralel dengan hambatan 38 kΩ

(C) seri dengan hambatan 3,8 kΩ

(D) paralel dengan hambatan 3,8 kΩ

(E) seri dengan hambatan 0,38 kΩ

[Solusi no.33]

33a

Supaya tegangan yang dapat diukur galvanometer mencapai 100 V, maka hambatan total harus ditambah (nilainya diperbesar) dengan cara merangkai seri galvanometer dengan hambatan shunt. Tegangan pada Rshunt sebesar:

100=5+V

V=95~V

Arus yang mengalir pada galvanometer:

I=\frac{5}{2000}=\frac{1}{400}~A

Besarnya Rshunt :

R=\frac{95}{1/400}=38.000~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban A

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s