CONTOH SOAL (III) LISTRIK DC (ARUS SEARAH)

 

13. Tiga resistor masing-masing dengan hambatan R1= 3Ω, R2= 6Ω, R3= 8Ω dan  serta dua buah sumber tegangan masing-masing E1 = 10 V dan E2 = 20 V  tersusun seperti gambar di samping. Apabila hambatan dalam diabaikan, beda potensial antara titik B dan C adalah…

1. 1. 0,20 volt
   2. 0,98 volt
   3. 1,34 volt
   4. 2,64 volt
   5. 3,28 volt

Jawaban:

Jawaban: C

Diketahui :

R1=3Ω

R2=6Ω

R3=8Ω

E1=10 V

E2=20 V

Ditanyakan :

VBC = ..?

Jawaban :

Buat arah loop terlebih dahulu

LOOP 1 :

​∑ε+∑IR=0(−20−10)+(6+8)I1+8I2=014I1+8I2=307I1+4I2=15​…(1)

LOOP 2 :

​∑ε+∑IR=0−20+(8+3)I2+8I1=011I2+8I1=20​.,.(2)

Eliminasi persamaan (1) dan (2):

​7I1+4I2=15|×8|56I1+32I2=1208I1+11I2=20|×7|56I1+77I2=14056I1+32I2=120..(1)56I1+77I2=140..(2)0−45I2=−20I2=−20−45I2=0,44A​

Setelah mendapatkan I2 substitusikan ke salah satu persamaan (1) atau (2) untuk mencari I1:
​7I1+4I2=157I1+4(0,44)=157I1+1,76=15I1=15−1,767I1=1,89A​

B-C langsung melalui baterai 20 V
​VBC=∑ε+∑IRVBC=20−(8I1+8I2)VBC=20−(8(1,89)+8(0,44))VBC=20−(15,12+3,52)VBC=20−18,64VBC=1,36V≈1,34V​

14. Empat resistor dihubungkan dalam suatu rangkaian dengan suatu suplai daya, seperti ditunjukkan pada gambar. Arus I mengalir meninggalkan baterai. Resistor dalam rangkaian yang mendisipasi daya paling kecil adalah…
    

1. 1. Resistor 3Ω
   2. Resistor 4Ω
   3. Resistor 11Ω
   4. Keempat resistor mendisipasi daya sama besar
   5. Tidak ada yang terdisipasi

Jawaban:

Jawaban: B

Diketahui:

R1 = 3Ω

R2 = 11Ω

R3 = R4 = 4Ω

Ditanyakan:

Pmin = ..?

Jawaban:

1. 1. 1. Tentukan resistansi totalnya
         Pertama hitung hambatan paralel resistor 3 dan 4 :
         ​Rp=R3R4R3+R4Rp=4⋅44+4Rp=168Rp=2Ω​
         Kemudian hitung hambatan total dengan rumus rangkaian seri
         ​Rek=R1+R2+RPRek=3+11+2Rek=16Ω​
         Dan rangkaian dengan hambatan pengganti tampak sebagai berikut:

         

      2. Menentukan tegangan masing-masing resistor
         Karena ini merupakan rangkaian seri maka arus di setiap resistor mengalir sama besar sehingga:
         ​I=VRekI=816I=12A​
         Adapun tegangan masing-masing resistor adalah:
         ​V1=IR1V1=12⋅3V1=1,5V​
         ​V2=IR2V2=12⋅11V2=5,5V​
         Sedangkan untuk tegangan di Rp  akan sama dengan tegangan di R3 dan R4 karena pada rangkaian paralel tegangan di semua titik sama
         ​V3=V4=IRpV3=V4=12⋅2V3=V4=1V​
      3. Menentukan daya masing-masing resistor
         ​P=V2RP1=V21R1P1=1,523P1=0,75watt​
         ​P2=V22R2P2=5,5211P2=2,75watt​
         Karena besar resistor 3 dan 4 sama, serta tegangannya pun sama maka
         ​P3=P4=V24R4P3=P4=124P3=P4=0,25watt​

15. Pada gambar rangkaian listrik berikut,  A, B, C, D dan E adalah lampu pijar identik. Jika lampu B dilepas, lampu yang menyala lebih redup adalah …

1. 1. A dan C
   2. A dan D
   3. C dan D
   4. C dan E
   5. D dan E

Jawaban:

Jawaban: A

Diketahui :

Ditanyakan :

Lampu yang redup ketika B dilepas

Jawaban :

1. 1. • Arus total adalah I1 akan terbagi tiga menjadi IA, IB dan IC. Arus akan bersatu dan kembali melewat RD dan RE sebesar I2. Jadi hambatan yang mendapatkan arus paling besar adalah RD dan RE.
      • Tegangan VS = VA = VB = VC karena lampu identik menandakan hambatan yang sama besar
      • Lampu semakin terang jika daya semakin besar, lampu semakin redup jika daya semakin kecil
      • Daya pada lampu dirumuskan dengan P=I2R artinya lampu yang memiliki arus paling besar memiliki daya yang paling besar juga
      • Maka jika lampu B dilepas, lampu yang redup tetaplah lampu A dan C karena arusnya terbagi ½ dari arus total pada rangkaian.

16. Perhatikan gambar rangkaian lima buah lampu identik di samping. Jika dipasang lampu ke-enam antara L1 dan L4, maka …

1. 1. Lampu L1 dan L4 lebih terang dari semula
   2. Lampu  L2, L3 dan L5 lebih terang dari semula
   3. Lampu L4 dan L5 lebih redup dari semula
   4. Lampu L1 dan L4 lebih redup dari semula
   5. Lampu L1 dan L5  sama terang

Jawaban :

Jawaban : D

Diketahui :

Ditanyakan :

Nyala lampu

Jawaban :

1. 1. • Arus total adalah I1 akan melalui lampu 4 dan lampu 1 kemudian terbagi tiga menjadi I2, I3 dan I5. Arus akan bersatu kembali sebesar It. Jadi hambatan yang mendapatkan arus paling besar adalah L4 dan L1
      • Lampu semakin terang jika daya semakin besar, lampu semakin redup jika daya semakin kecil
      • Daya pada lampu dirumuskan dengan P=I2R artinya lampu yang memiliki arus paling besar memiliki daya yang paling besar juga
      • Maka jika lampu L6 ditambahkan diantara L1 dan L4 maka nilai hambatan total akan semakin besar, dan arus total akan semakin kecil. Karena arus total pada rangkaian seri sama dengan arus yang melalui komponen seri maka arus total akan sama dengan arus yang mengalir melalui L1, L6 dan L4. Sehingga ketiga lampu ini akan menjadi yang paling terang dari lampu yang lainnya, meskipun lebih redup dari sebelum lampu 6 ditambahkan

 

17. Instalasi listrik di rumah memiliki tegangan sambungan 220V dan arus maksimum sebesar 1A. Banyaknya lampu 22W yang dapat dipasang dalam rumah tersebut adalah…

1. 1. 5 buah
   2. 8 buah
   3. 10 buah
   4. 11 buah
   5. 22 buah

Jawaban :

Jawaban : C

Diketahui :

V = 220 V

I = 1A

P1 Lampu=22W

Ditanyakan :

nlampu = …?

Jawaban :

1. 1. 1. Tentukan daya rumah
         ​P=VIP=220×1P=220Watt​
      2. Tentukan jumlah lampu yang dapat dipasang
         ​1lampu​

18. Untuk mengirimkan daya listrik ke suatu tempat yang jauh biasanya digunakan tegangan tinggi. Hal ini bertujuan untuk memperkecil daya yang hilang. Daya listrik 100 MW ingin dikirim ke suatu kota yang berjarak  100 km dengan kabel yang hambatannya 0,1 ohm tiap kilometer pada tegangan 100 kv. Daya listrik yang hilang dalam pentransmisian tersebut adalah …

1. 1.  1,2 MW
   2.  2,5 MW
   3.  5 MW
   4.  10 MW
   5.  20 MW

Jawaban :

Jawaban : D

Diketahui :

Po = 100 MW

s = 100 km

R = 0,1 Ω/km

V = 100 kv

Ditanyakan :

Philang = ..?

Jawaban :

Cari nilai arus dalam transmisi :
​P0=VII=P0VI=100MW100kVI=1000A​

Cari hambatan total dalam kabel :
​Rt=R×sRt=0,1⋅100Rt=10Ω​

Daya yang hilang :
​​Philang=I2RtPhilang=10002×10Philang=107WPhilang=10MW