Rangkaian Listrik Dinamis

Contoh Soal dan Pembahasan Listrik Arus Searah Materi Fisika kelas 1 SMA. Khusus membahas tentang 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: http://fisikastudycenter.com/