Soal Ke-3 Tentang Listrik Dinamis

 Soal Ke-3

TENTANG LISTRIK DINAMIS

1.) Coba anda perhatikan gambar di bawah ini :

Berapakah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R₂ ?
A.   0,7 A
B.   1,3 A
C.   2,0 A
D.   3,0 A
E.   3,3 A

Pembahasan
a. Terlebih dahulu, kita cari hambatan total R₂ dan R₃ dimana kedua hambatan tersebut secara paralel, maka hambatan totalnya :

1 R_total(2,3)

=

1 R₂

+

1 R₃

1 R_total(2,3)

=

1 3

+

1 6

1 R_total(2,3)

=

2 + 1 6

=

3 6

R_total(2,3) =

6 3

= 2 Ω
b. Langkah berikutnya kita cari hambatan total antara R₁ dengan R_total(2,3), dimana rangkaian ini disusun secara seri, maka hambatannya adalah :
R_total(1,2,3) = R₁ + R_total(2,3)
R_total(1,2,3) = 1 + 2 = 3 Ω
c. Langkah ketiga adalah dicari arus totalnya :
I =

V R_total(1,2,3)

I =

6 3

= 2 A
d. Kemudian baru kita cari arus yang mengalir pada R₂ dimana disini kita namakan I₂. Maka arusnya adalah :
I₂ =

R₂ R₂ + R₃

x I
I₂ =

3 3 + 6

x 2
I₂ =

2 3

x 2 = 1,3 A

2.) Diketahui sebuah rangkaian listrik seperti gambar di bawah ini adalah :

Maka hambatan total dari ketiga resistor tersebut adalah :
A. 9,0 Ω
B. 7,0 Ω
C. 5,2 Ω
D. 9,2 Ω

Pembahasan
Langkah Pertama, cari dulu hambatan pada rangkaian paralelnya :

1 R_p

=

1 2

+

1 3

=

2 + 3 6

=

5 6

R_p =

6 5

= 1,2 Ω
Langkah berikutnya Jumlahkan total rangkaian paralel yang barusan kita cari dengan hambatan lainnya, dimana rangkaiannya adalah seri :
Total Hambatan = 1,2 Ω + 4 Ω = 5,2 Ω

3.) Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini :

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5Ω , 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

Pembahasan
Dari gambar rangkaian diatas, hambatan totalnya adalah jumlah hambatan luar (R) ditambah dengan hambatan dalam (r).
Untuk menyelesaikannya, kita gunakan Hukum II Kirchhoff dimana :
ΣE = I . R_t
R + r = I . R_t
18 + (−9) = I × (2 + 3 + 0,5 + 0,5)
9 = 6.I
I =

9 6

= 1,5 A

4.) 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

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.

5.) 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 V_AB bisa langsung diambil V_AB = 6 volt atau kalau dipakai rumus cukup dari



V_AB = 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.

6.) 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:





7.) 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

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

8.) 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

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 A

9.) Misalkan terdapat sebuah kawat logam yang panjangnya adalah 1 cm dan memiliki diameter 5 mm serta resistivitasnya 1,76 x 10^-8 ohm.meter, berapakah resistansi dari kawat tersebut ?

Pembahasan
l = 1 cm = 0,01 m = 10^-2 m
r = 1/2 diameter = 2,5 mm = 2,5x10^-3 m
Kemudian gunakan persamaan :
R = ρ

l A

Dimana A adalah luas penampang lingkaran πr²,sehingga :
R = ρ

l 2πr²

R = (1,76 x 10^-8)

10^-2 2(3,14)(2,5x10^-3)²

≈ 4,6x10^-6 Ω

10.) Nilai resistansi tembaga pada temperatur 0^oC adalah 3,45 ohm. Berapakah resistansinya jika temperatur naik menjadi 50^oC, jika diketahui α =4,3 x10^-3 C^-1 ?

Pembahasan
R = R₀(1 + α . ΔT)
R = 3,35(1 + 4,3x10^-3 .(50 - 0)
R = 3,35(1 + 215x10^-3
R = 4,57 Ω