Soal dan Pembahasan Rangkaian Listrik Dinamis/Dc

Contoh Soal dan Pembahasan Rangkaian Arus Listrik Dinamis Dc
Soal dan Pembahasan Rangkaian Arus Listrik Dinamis
Cotoh Soal Arus Listrik Rangkaian Dinamis Dc


rangkaian listrik tertutup satu loop, dua loop, seri paralel dan campuran. Termasuk daya dan energi listrik.

Soal No. 1
Rangkaian listrik berikut terdiri 3 buah hambatan dan satu buah baterai 24 Volt yang memiliki hambatan dalam 1 Ω.



Tentukan:
a) Kuat arus rangkaian
b) Kuat arus pada R₁ , R₂ dan R₃
c) Beda potensial antara titik A dan B
d) Beda potensial antara titik B dan C
e) Beda potensial antara titik C dan D
f) Beda potensial antara titik A dan C
g) Beda potensial antara titik B dan D
h) Beda potensial antara titik A dan D
i) Beda potensial antara ujung -ujung baterai
j) Daya pada hambatan R₁
k) Energi listrik yang diserap hambatan R₁ dalam 5 menit
l) Daya rangkaian
m) Energi rangkaian dalam 5 menit

Pembahasan
a) Kuat arus rangkaian



b) Kuat arus pada R₁ , R₂ dan R₃
Kuat arus yang melewati hambatan-hambatan yang dirangkai seri adalah sama.



c) Beda potensial antara titik A dan B



d) Beda potensial antara titik B dan C



e) Beda potensial antara titik C dan D



f) Beda potensial antara titik A dan C



g) Beda potensial antara titik B dan D



h) Beda potensial antara titik A dan D



i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai



j) Daya pada hambatan R₁



k) Energi listrik yang diserap hambatan R₁ dalam 5 menit

W = I²Rt = (2,4)²(2) (5x60) = 3456 joule

l) Daya rangkaian

P = I²R = (2,4)²(10) = 57,6 watt

m) Energi rangkaian dalam 5 menit



Soal No. 2
Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut



Tentukan :
a) Hambatan pengganti
b) Kuat arus rangkaian
c) Kuat arus yang melalui R₄
d) Kuat arus yang melalui R₁
e) Kuat arus yang melalui R₂
f) Kuat arus yang melalui R₃
g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R₄
h) Beda potensial ujung-ujung R₁
i) Beda potensial ujung-ujung R₂
j) Daya yang diserap R₁

Pembahasan
a) Hambatan pengganti



b) Kuat arus rangkaian



c) Kuat arus yang melalui R₄ sama dengan kuat arus rangkaian



d) Kuat arus yang melalui R₁



e) Kuat arus yang melalui R₂



f) Kuat arus yang melalui R₃



g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R₄

V₄ = I₄R₄ = (1,2)(10) = 12 volt

h) Beda potensial ujung-ujung R₁

V₁ = I₁R₁ = (0,6)(20) = 12 volt

i) Beda potensial ujung-ujung R₂ sama dengan beda potensial pada ujung R₁ karena dirangkai parallel

j) Daya yang diserap R₁



Soal No. 3
Diketahui kuat arus yang melalui R₄ adalah 7,2 Ampere.



Tentukan nilai tegangan sumber V

Pembahasan
Mencari kuat arus yang melalui hambatan R₁ dengan prinsip pembagian arus rangkaian paralel :





Soal No. 4
Diberikan sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah loop dengan data sebagai berikut :
E₁ = 6 volt
E₂ = 9 volt
E₃ = 12 volt



Tentukan :
a) Kuat arus yang melalui R₁ , R₂ dan R₃
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R₁

Pembahasan
a) Kuat arus yang melalui R₁ , R₂ dan R₃

Langkah-langkah standar :
- menentukan arah arus
- menentukan arah loop
- masukkan hukum kirchoff arus
- masukkan hukum kirchoff tegangan
- menyelesaikan persamaan yang ada

Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut :


Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan :



Loop 1

(Persamaan I)

Loop II

(Persamaan II)

Gabungan persamaan I dan II :



b) Beda potensial antara titik B dan C



c) Beda potensial antara titik B dan D



d) Daya pada hambatan R₁

Read More

Rangkaian Jembatan Wheatstone

Materi rangkaian jembatan Wheatstone
Contoh Soal rangkain jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone
Pengayaan Dengan latihan Soal Dan Pembahasaanya Jembatan Wheatstone

Seumpama nilai R₁ =6 Ω, R₂ = 4 Ω, R₃ = 2 Ω, R₄ =3 Ω dan R₅ =9 Ω. Berapakah nilai hambatan pengganti rangkaian diatas?

Untuk soal-soal Fisika SMA biasanya menampilkan tipe soal tentang jembatan Wheatstone hingga level berikut. Jika:

(R₁ x R ₃) = (R₂ x  R₄)

maka R₅  dianggap tidak ada atau dihilangkan saja karena tidak akan ada arus listrik yang mengalir melalui R₅. Pada soal diatas 6 x 2 = 4 x 3 sehingga ketentuan diatas boleh dipakai. Serikan dua hambatan cabang atas, serikan hambatan cabang bawah kemudian paralelkan hasil keduanya. Hasil yang didapat adalah:

Bagaimana jika bertemu soal dengan rangkaian seperti gambar di bawah?

Rangkain tersebut adalah identik dengan rangkaian sebelumnya, gunakan imaginasi anda kenapa kedua rangkaian tersebut adalah sama!

Bagaimana jika rangkaian Jembatan Wheatstone yang ada tidak memenuhi ketentuan di atas?

 Mari Pengayaan Dengan latihan Soal Dan Pembahasaanya!


Contoh Soal
Diberikan rangkaian seperti gambar dibawah. Jika R₁ = 50 Ω, R₂ = 60 Ω, R₃ = 40 Ω, R₄ = 20 Ω, R₅ = 30 Ω 

Hitung hambatan pengganti dari rangkaian diatas!

Pembahasan

Pada rangkaian diatas kondisinya adalah:

sehingga R₅ tidak bisa dihilangkan begitu saja, harus dimasukkan dalam perhitungan. Solusinya adalah mengganti R₁, R₄ dan R₅ dengan 3 buah hambatan baru sebutlah R_a, R_b dan R_c agar rangkaian diatas bisa diselesaikan secara seri / paralel.  Berikut ilustrasi dan rumus transformasinya:

sehingga rangkaian yang baru adalah seperti gambar berikut:

 dengan

Langkah berikutnya adalah
      seri antara R_b dan R₂  didapat : 15 + 60 = 75 Ω
      seri antara R_c dan R₃ didapat :   6 + 40 = 46 Ω
      paralel antara dua hasil diatas

terakhir serikan R_paralel   dengan R_a sebagai R_total :

Dengan demikian didapatkan hambatan pengganti untuk rangkaian jembatan Wheatstone diatas adalah 37,89 Ω.

Read More

Soal Dan Pembhasan Arus Listrik Searah

Contoh Soal dan Pembahasan Arus Listrik Searah
Soal Dan Pembhasan Arus Listrik Searah
Contoh Soal Arus Listrik Searah
hambatan pengganti, seri, paralel, campuran seri paralel dan beberapa bentuk hambatan khusus

Soal No. 1
Perhatikan gambar susunan beberapa hambatan listrik berikut ini!



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas! Pembahasan Rangkaian di atas adalah rangkaian seri murni, sehingga tinggal dijumlahkan saja.

Rp = 2 + 3 + 6 = 11 Ohm

Soal No. 2
Perhatikan gambar susunan tiga hambatan berikut ini!



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan
Rangkaian di atas berupa paralel murni sehingga :



Soal No. 3
10 buah hambatan identik masing-masing sebesar 10 Ω disusun seperti gambar berikut!



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan
Seri antara R₂ dan R₃ , namakan R₂₃ :



Seri antara R₄, R₅ dan R₆ namakan R₄₆ :



Seri antara R₇ , R₈ , R₉ dan R₁₀ namakan R₇₁₀



Paralel antara R₁, R₂₃, R₄₆ dan R₇₁₀ menghasilkan R_AB:

1/R_AB = 1/10 + 1/20 + 1/30 + 1/40
1/R_AB = 12/120 + 6/120 + 4/120 + 3/120
R_AB =  120 / 25 = 4,8 Ohm
Soal No. 4
10 buah hambatan listrik disusun seperti gambar berikut! Masing-masing hambatan adalah identik dan besarnya 120 Ω .



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaiandi atas!

Pembahasan
Paralel antara R₂ dan R₃ namakan R₂₃ sebesar 60 Ω
Paralel antara R₄ , R₅ dan R₆ namakan R₄₆ sebesar 40 Ω
Paralel antara R₇ , R₈ , R₉ dan R₁₀ namakan R₇₁₀ sebesar 30 Ω
Seri antara R₁ , R₂₃ , R₄₆ dan R₇₁₀ menghasilkan R_AB

R_AB = 120 + 60 + 40 + 30 = 250 Ω

Soal No. 5
8 buah hambatan dengan nilai masing masing :
R₁ = 10 Ω
R₂ = 2 Ω
R₃ = 3 Ω
R₄ = 17 Ω
R₅ = 20 Ω
R₆ = 20 Ω
R₇ = 8 Ω
R₈ = 10 Ω



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan
→ Seri R₃ dan R₄ namakan R₃₄
R₃₄ = R₃ + R₄ = 3 + 17 = 20 Ω
→ Paralel antara R₅ dan R₃₄ namakan R₃₅
R₃₅ = 10 Ω
→ Seri antara R₂, R₃₅ dan R₇ namakan R₂₇
R₂₇ = 2 + 10 + 8 = 20 Ω
→ Paralel antara R₂₇ dan R₆ namakan R₂₇₆
R₂₇₆ = 10 Ω
→ Seri antara R₁ , R₂₇₆ dan R₈ menghasilkan R_AB

R_AB = 10 + 10 + 10 = 30 Ω

Soal No. 6
8 buah hambatan indentik masing-masing senilai 10 Ω disusun seperti gambar berikut!



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik P dan R !

Pembahasan
Karena R₂ dan R₄ tidak akan di aliri arus listrik / rangkaian terbuka, maka anggap tidak ada.
→ Seri R₅ dan R₆ :
R₅₆ = 20 Ω
→ Seri R₇ dan R₈ :
R₇₈ = 20 Ω
→ Paralel R₅₆ dan R₇₈ :
R₅₈ = 10 Ω
→ Seri R₁ , R₅₈ dan R₃ menghasilkan R_PQ :

R_PQ = 10 + 10 + 10 = 30 Ω

Read More