Soal dan Pembahasan Listrik Dinamis

.                1. 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

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

     2. 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

D2 : V ab...?

D3 : Rtotal =1+5+3=9

3. 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

D2 : Rt...?

10 Rt=18 + Rt

Rt =2 ohm

4. 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

5. 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 (R_p) adalah

R_p = 6/3
     = 2
Sedangkan hambatan R₁ dan R_p tersusun seri sehingga hambatan totalnya (R_t) adalah 

R_t = R₁ + R_p
    = 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).

     6. 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 

     7. 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

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

     8. 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

            9. Jika dalam kawat mengalir kuat arus sebesar 5 A. Berapakah jumlah muatan yang melewati luas penampang kawat dalam waktu 1 menit ?

Pembahasan

I = q/t

5 =q/60
q = 5 x 60 = 300 Coulomb

            10. Gambar di bawah ini merupakan salah satu cara untuk menentukan hambatan sebuah resistor :

Tentukanlah besarnya hambatan dengan mengunakan hukum Ohm jika pada voltmeter terbaca 3 Volt sedangkan pada amperemeter terbaca 2mA ? 

Pembahasan

Pada voltmeter dianggap tidak mengalir arus listrik karena hambatan dalamnya yang sangat besar dibanding R, sehingga dapat kita anggap arus yang terbaca pada amperemeter adalah juga arus yang mengalir pada resistor sehingga menurut hukum Ohm, hambatan dapat dihitung menggunakan persamaan :
R = V/I
R = 32x10-3

 = 1,5 kΩ