Listrik Arus Searah No.6-11

[No.6]

Hambatan pengganti antara titik A dan B pada rangkaian listrik berikut adalah …

06

A. 23 Ω

B. 12 Ω

C. 6 Ω

D. 3 Ω

E. 2 Ω

[Solusi no.6]

06a

Tahap 1 ke 2, rangkaian seri

{{R}_{s1}}={{R}_{4}}+{{R}_{6}}+{{R}_{7}}=1+3+2=6~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Tahap 2 ke 3, rangkaian paralel

\frac{1}{{{R}_{p1}}}=\frac{1}{{{R}_{5}}}+\frac{1}{{{R}_{s1}}}=\frac{1}{12}+\frac{1}{6}

{{R}_{p1}}=4~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Tahap 3 ke 4, rangkaian seri

{{R}_{s2}}={{R}_{1}}+{{R}_{p1}}+{{R}_{3}}=1+4+1=6~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Tahap 4 ke 5, rangkaian paralel

{{R}_{p2}}=2~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban E

[No.7]

Mengacu pada soal sebelumnya. Jika dipasang GGL 12 V pada AB maka tegangan di ujung-ujung hambatan 2 Ω adalah …

07

A. 2,67 V

B. 4,33 V

C. 8,00 V

D. 9,33 V

E. 12,0 V

[Solusi no.7]

07a

Pada rangkaian 5 arus yang mengalir sebesar:

{{I}_{total}}=\frac{\xi }{{{R}_{p2}}}=\frac{12}{2}=6~\text{A}

Rangkaian 4 adalah rangkaian paralel sehingga tegangan pada masing-masing hambatan adalah sama yaitu 12 V. Karena ada cabang, maka Itotal akan terbagi 2, yaitu I1 dan I2:

{{I}_{1}}=\frac{12}{3}=4~\text{A}

{{I}_{2}}=\frac{12}{2}=2~\text{A}

Rangkaian 3 dan 2. Tegangan pada hambatan 4 Ω adalah V={{I}_{2}}\times 4=2\times 4=8~\text{V}. Tegangan ini sama untuk hambatan 12 Ω dan 6 Ω pada rangkaian 2. Karena hambatan 12 Ω dan 6 Ω dirangkai paralel dan resultannya adalah hambatan 4 Ω.

Rangkaian 2. Arus I2 terbagi dua menjadi I3 dan I4:

{{I}_{3}}=\frac{8}{12}=\frac{2}{3}~\text{A}

{{I}_{4}}=\frac{8}{6}=\frac{4}{3}~\text{A}

Rangkaian 1. Arus I4 mengalir pada hambatan R4, R6 dan R7. Oleh karena itu tegangan pada hambatan 2 Ω:

V={{I}_{4}}\times 2=\frac{4}{3}\times 2=\frac{8}{3}=2,67~\text{V}

Jawaban A

Kalau gambar kurang jelas:

[No.8]

Seutas kawat konduktor dengan hambatan Ro dipotong menjadi tiga bagian yang sama panjang. Jika dua potongan yang pertama dihubungkan paralel kemudian dihubungkan seri dengan potongan ketiga maka hambatan pengganti susunan itu adalah …

A. 1/3 Ro

B. 1/2 Ro

C. Ro

D. 2Ro

E. 3Ro

[Solusi no.8]

Jika luas penampang kawat A dan panjang kawat l :

08

Hambatan kawat utuh Ro:

{{R}_{o}}=\frac{\rho l}{A}

08a

Jika kawat dipotong menjadi 3, maka hambatan masing-masing kawat:

R=\frac{\rho \left( \frac{l}{3} \right)}{A}=\frac{1}{3}~\frac{\rho l}{A}

R=\frac{1}{3}{{R}_{o}}

Hambatan total atau hambatan pengganti jika dua potongan yang pertama dihubungkan paralel kemudian dihubungkan seri dengan potongan ketiga:

{{R}_{p}}=\frac{{{R}_{0}}}{6}

{{R}_{s}}=\frac{{{R}_{0}}}{6}+\frac{{{R}_{0}}}{3}=\frac{3{{R}_{0}}}{6}=\frac{1}{2}{{R}_{0}}

Jawaban B

[No.9]

Jika semua hambatan listrik nilainya R maka hambatan pengganti AB pada rangkaian berikut adalah …

09

A. 4R

B. 2R

C. R

D. R/2

E. R/4

[Solusi no.9]

09A

Susun ulang rangkaian kiri menjadi rangkaian yang  mudah dipahami seperti rangkaian kanan. Hambatan pengganti:

\frac{1}{{{R}_{p}}}=\frac{1}{R}+\frac{1}{R}+\frac{1}{R}+\frac{1}{R}=\frac{4}{R}

{{R}_{p}}=\frac{R}{4}~

[No.10]

Hambatan pengganti antara titik A dan B dari rangkaian listrik berikut adalah …

10

A. 3R

B. 2R

C. R

D. R/2

E. R/3

[Solusi no.10]

10A

Susun ulang rangkaian kiri menjadi rangkaian yang  mudah dipahami seperti rangkaian kanan. Hambatan pengganti:

\frac{1}{{{R}_{p}}}=\frac{1}{R}+\frac{1}{R}+\frac{1}{R}=\frac{3}{R}

{{R}_{p}}=\frac{R}{3}~

Jawaban E

[No.11]

Mengacu pada soal sebelumnya. Jika VAB = 12 Volt dan R masing-masing adalah 6 Ω maka arus listrik yang mengaliri masing-masing hambatan adalah …

A. 2 A

B. 1 A

C. 0,5 A

D. 0,25 A

E. 0,33 A

[Solusi no.11]

11

Hambatan total rangkaian adalah R/3 = 6/2 = 2 Ω. Sehingga arus total pada rangkaian:

{{I}_{total}}=\frac{{{V}_{AB}}}{{{R}_{total}}}=\frac{12}{2}=6~\text{A}

Karena besar hambatan sama besar, maka setiap hambatan akan dialiri arus sama besar pula:

I=\frac{{{V}_{AB}}}{6}=\frac{12}{6}=2~\text{A}

Jawaban A

Advertisements

Listrik Arus Searah No.1-5

[No.1]

Suatu kawat tembaga dengan luas penampang 8\times {{10}^{-7}} m2 mengalirkan arus listrik sebesar 2 A pada sebuah lampu pijar. Rapat muatan elektron bebas pada kawat tersebut adalah 8,5\times {{10}^{28}} elektron/m2. Rapat arus pada kawat penghantar adalah …

A. 2,5\times {{10}^{6}} A/m2

B. 2,5\times {{10}^{4}} A/m2

C. 2,5\times {{10}^{3}} A/m2

D. 2,5\times {{10}^{2}} A/m2

E. 2,5\times {{10}^{1}} A/m2

[Solusi no.1]

Rapat arus adalah arus persatuan luas:

J=\frac{I}{A}=\frac{2}{8\times {{10}^{-7}}}=2,5\times {{10}^{6}}~\text{A}/{{\text{m}}^{2}}

Yang namanya kerapatan itu ada 3 jenis, yaitu: Rapat garis, Rapat luas, dan Rapat volume. Dan ini berlaku untuk semua besaran fisika. Jika topik yang dibahas adalah arus, maka namanya rapat arus; kalo yang dibahas tentang muatan, namanya rapat muatan; kalo topiknya tentang medan magnet, maka namanya rapat medan magnet; dst. Tinggal kita sesuaikan penyebutnya, di soal ini adalah rapat luas.

Jawaban A

[No.2]

Dua kawat penghantar A dan B memiliki hambatan listrik masing-masing RA dan RB. Jika luas penampang A dua kali luas penampang B, panjang A setengah kali panjang B, sedangkan hambatan jenis A satu setengah kali hambat jenis B, maka perbandingan RA dan RB adalah …

A. 3 : 2

B. 4 : 3

C. 3 : 4

D. 8 : 3

E. 3 : 8

[Solusi no.2]

{{A}_{A}}=2{{A}_{B}}

{{l}_{A}}=\frac{1}{2}{{l}_{B}}

{{\rho }_{A}}=\frac{3}{2}{{\rho }_{B}}

Hambatan kawat:

R=\frac{\rho l}{A}

Perbandingan RA dan RB :

\frac{{{R}_{A}}}{{{R}_{B}}}=\frac{{{\rho }_{A}}{{l}_{A}}}{{{A}_{A}}}\times \frac{{{A}_{B}}}{{{\rho }_{B}}{{l}_{B}}}=\frac{\left( \frac{3{{\rho }_{B}}}{2} \right)\left( \frac{{{l}_{B}}}{2} \right)}{2{{A}_{B}}}\times \frac{{{A}_{B}}}{{{\rho }_{B}}{{l}_{B}}}=\frac{3}{8}

Jawaban E

[No.3]

Suatu kawat penghantar ohmik dihubungkan paralel dengan ggl variabel (sumber tegangan yang nilai tegangan keluarannya dapat diubah-ubah) sehingga kawat penghantar itu dialiri arus listrik. Jika tegangan keluaran ggl dilipat-tigakan maka …

A. Arus pada kawat menjadi 3 kali lipat

B. Hambatan kawat menjadi 3 kali lipat

C. Luas penampang kawat menjadi 3 kali lipat

D. Panjang kawat menjadi 3 kali lipat

E. Suhu kawat menjadi 3 kali lipat

[Solusi no.3]

Kawat ohmik adalah kawat yang memiliki hambatan dan sifatnya mematuhi hukum ohm. Hambatan ini tentu saja nilainya konstan selama suhunya tetap walaupun tegangan diubah-ubah sebagaimana hubungan sebagai berikut:

\displaystyle {{R}_{t}}={{R}_{0}}(1+\alpha \Delta T)

Karena R konstan, menurut hukum ohm, jika tegangan awal yang digunakan adalah V, maka arusnya:

I=\frac{V}{R}

Jika tegangan dilipat-tigakan:

{{I}_{3x}}=\frac{3V}{R}=3\frac{V}{R}

Artinya besar arus menjadi 3 kali lipat semula.

Jawaban A

[No.4]

Perhatikan rangkaian hambatan listrik berikut!

04

Hambatan pengganti AB adalah …

A.8,0 Ω

B. 4,0 Ω

C. 3,6 Ω

D. 3,0 Ω

E. 2,1 Ω

[Solusi no.4]

04a

Rangkaian seri:

{{R}_{s}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}=3+6=9~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Rangkaian paralel:

\frac{1}{{{R}_{p}}}=\frac{1}{9}+\frac{1}{6}=\frac{15}{54}

{{R}_{p}}=\frac{54}{15}=3,6~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Jawaban C

[No.5]

Jika titik A dan B dihubungkan dengan GGL 12 V maka tegangan pada hambatan 3 Ω pada soal sebelumnya adalah …

05

A. 3 V

B. 4 V

C. 6 V

D. 8 V

E. 12 V

[Solusi no.5]

05a

Arus total yang mengalir pada rangkaian:

{{I}_{total}}=\frac{{{V}_{total}}}{{{R}_{total}}}=\frac{\xi }{{{R}_{p}}}=12\times \frac{15}{54}=\frac{20}{6}~\text{A}

05b

Karena rangkaian di atas adalah rangkaian paralel, maka tegangan pada hambatan Rs sama dengan tegangan pada hambatan R3 sama dengan tegangan GGL \left( {{V}_{Rs}}={{V}_{R3}}=\xi  \right). Arus total terbagi menjadi 2, yaitu Is dan I3:

{{I}_{s}}=\frac{{{V}_{AB}}}{{{R}_{s}}}=\frac{12}{9}=\frac{4}{3}~\text{A}

{{I}_{3}}=\frac{{{V}_{AB}}}{{{R}_{3}}}=\frac{12}{6}=2~\text{A}

05c

Jadi tegangan pada hambatan 3 Ω:

V={{I}_{s}}{{R}_{1}}=\frac{4}{3}\times 3=4~\text{V}

Jawaban B

UN Fisika 2016 Paket 1 Nomor 32

Rangkaian listrik arus searah seperti terlihat pada gambar!

32

Beda potensial antara B dan D adalah …

A.    0,5 volt D.    4 volt
B.     1 volt E.     8 volt
C.     3 volt

Penyelesaian 

Kedua sumber tegangan searah sehingga total tegangan {{V}_{t}} pada rangkaian 4,5 + 1,5 = 6 V.

Hambatan total pada rangkaian (rangkain seri).

{{R}_{t}}={{R}_{1}}+{{R}_{2}}+{{R}_{3}}=4+6+2=12~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

Arus yang mengalir pada rangkaian adalah sama di semua titik sepanjang rangkaian (rangkain seri).

             i=\frac{{{V}_{t}}}{{{R}_{t}}}=\frac{6}{12}=\frac{1}{2}~\text{A}

Beda potensial antara B dan D

{{V}_{BD}}=i{{R}_{BD}}=\left( \frac{1}{2} \right)6=3~V

jawaban C