Sebuah hambatan 7 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan yang memiliki hambatan dalam 1 ohm

Helo..Cie yang baru jadi kelas XII, bab pertama di pelajaran fisika kamu akan belajar bab listrik dinamis. Simak yah ringkasan materi dan 48 contoh soal listrik dinamis. Semoga setelah baca-baca di web ini kamu tambah paham mengenai bab listrik dinamis. Oke deh lanjut ke daftar isi yah..monggo..

Banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penampang suatu penghantar per satuan waktu disebut kuat arus listrik. Kuat arus listrik dirumuskan dalam persamaan berikut:

Keterangan: i = kuat arus (ampere) Q = muatan (coulomb)

t = waktu (sekon)

Bunyi dari hukum Ohm adalah kuat arus yang mengalir dari suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung–ujung penghantar, apabila suhu penghantar tidak berubah. Persamaan dari hukum Ohm adalah:

Keterangan: R = hambatan (ohm) V = tegangan (volt) I = kuat arus (ampere)

Sedangkan besar hambatan suatu kawat penghantar dipengaruhi oleh:

1. Jenis kawatnya sebagai hambatan jenisnya ( )
2. Panjang kawatnya (I)
3. Luas penampang kawatnya (A)

Hubungan ketiga besaran tersebut akan diperoleh persamaan berikut:

A = luas penampang kawat (m2)

Perubahan suhu akan mengakibatkan hambatan suatu kawat jenis konduktor akan berubah sesuai dengan persamaan berikut:

Keterangan: ρ = hambatan jenis pada suhu T (ohm meter)

ρo = hambatan jenis pada suhu mula-mula (ohm meter)

Perubahan suhu mengakibatkan perubahan hambatan jenis. Oleh karena itu, nilai hambatannya pun ikut berubah. Persamaannya dapat dirumuskan sebagai berikut:

R = Ro (1 + αΔT)

Keterangan : R = hambatan pada suhu T (ohm meter)

Ro = hambatan mula-mula (ohm meter)

Rangkaian Hambatan

Hambatan dalam suatu rangkaian listrik dapat disusun secara seri, paralel, dan campuran antara seri dan paralel.

Hambatan Seri

Gambaran bentuk rangkaian seri pada hambatan seperti di bawah ini:

1. Hambatan pengganti rangkaian seri sama dengan jumlah setiap hambatan. Rs = R1 + R2 + R3 + … + Rn
2. Kuat arus yang melalui setiap hambatan bernilai sama dengan nilai kuat arus yang melewati hambatan pengganti.
   IS = I1= I2= I3 = …= In
3. Tegangan pada hambatan pengganti seri bernilai sama dengan jumlah tegangan pada setiap hambatan.
   Vs = V1+V2+V3+…+Vn

Hambatan Paralel

Bentuk rangkaian paralel pada hambatan seperti gambar di bawah ini:

1. Persamaan yang berlaku pada hambatan pengganti rangkaian paralel adalah sebagai berikut:
   
   
2. Pada setiap hambatan jumlah kuat arus sama besar dengan kaut arus yang mengalir melalui hambatan pengganti yang disusun secara paralel.
   IS = I1 + I2 + I3 +…+ In
3. Tegangan pada hambatan pengganti paralel sama dengan tegangan pada setiap hambatannya.
   VS = V1= V2 = V3 = … = Vn

Hambatan Campuran

Pada hambatan campuran, dalam menentukan besar hambatan, tegangan, serta arus disesuaikan dengan jenis hambatan yang terjadi. Selain itu, hambatan dapat disusun dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Susunan jembatan Wheatstone adalah susunan penghambat sehingga tidak dapat dijumlahkan secara langsung baik secara paralel maupun seri. Gambaran mengenai jembatan Wheatstone dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Apabila R1 . R3 = R2 . R4 maka di G tidak ada arus yang mengalir. Kemudian untuk menentukan besarnya hambatan total dapat dilakukan dengan merangkai R1 dan R2 secara seri yang akan menghasilkan RS1 dan merangkai R3 dan R4 dengan seri menghasilkan RS2. Sehingga untuk mengetahui hambatan totalnya, RS1 dan RS2 dirangkai secara paralel.

Hukum Khirchhoff

Hukum Khirchhoff ada dua macam, yaitu:

Hukum I Khirchhoff

Hukum yang pertama menerangkan bahwa dalam rangkaian listrik yang bercabang, jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang. Maka rumusannya sebagai berikut:

Σimasuk = Σikeluar

Hukum II Khirchhoff

Hukum yang kedua mengenai tegangan, yang menjelaskan bahwa jumlah aljabar perubahan tegangan yang mengelilingi suatu rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol. Apabila dirumuskan akan menghasilkan rumusan sebagai berikut:

ΣV = 0

Gaya gerak listrik Î pada sumber tegangan mengakibatkan arus listrik mengalir sepanjang loop dan arus lstrik yang dihambat menyebabkan penurunan tegangan. Maka dari itu, hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam suatu sumber tegangan dan penurunan tegangan sepanjang rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol. Rumusan yang terbentuk adalah:

ΣE + ΣiR = 0

Keterangan: E = ggl listrik (volt) i = arus listrik (ampere)

R = hambatan listrik (ohm)

Ketentuan dalam penggunaan Hukum II Khirchhoff, yaitu:

Dalam penggunaan Hukum II Khirchhoff, kita harus memperhatikan tanda untuk ggl sumber tegangan dan kuat arus i berikut ini:

1. Kuat arus akan bertanda positif apabila searah dengan arah loop yang sudah kita tentukan dan bertanda negatif apabila berlawanan dengan arah loop yang sudah kita tentukan.
2. ggl akan bertanda positif, apabila kutub positif sumber tegangan dijumpai lebih dulu oleh arah loop. Kemudian, ggl akan bertanda negatif apabila kutub negatif sumber tegangan dijumpai lebih dulu oleh arah loop.

Alat Ukur Listrik

Berikut adalah alat ukur listrik dan fungsinya, yaitu:

Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang di pasangkan secara seri oleh resistor, sehingga dapat di gunakan untuk mengukur kuat arus yang melalui resistor dalam suatu rangkaian yang sederhana. Perhatikan gambar di bawah ini:

Amperemeter sebaiknya memiliki hambatan yang sangat kecil untuk menentukan kuat arus yang terukur oleh amperemeter sama dengan kuat arus yang melewati hambatan. Kemudian, batas ukur amperemeter dapat di perbesar dengan menambahkan suatu hambatan pararel yang sering disebut sebagai hambatan Shunt. Hambatan shunt di pasang seperti pada gambar di bawah ini:

Hambatan shunt dan hambatan dalam amperemeter dapat di rumuskan sebagai berikut:

Keterangan:
RA = hambatan dalam amperemeter (ohm)
Sh = hambatan shunt (ohm)
n = faktor pengali

Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perbedaan potensial atau tegangan listrik. Voltmeter dipasang secara pararel pada resistor dan digunakan untuk mengukur perbedaan potensial pada resistor dalam suatu rangkaian. Di bawah ini adalah skema pemasangan voltmeter sebagai berikut

Berbeda dengan amperemeter, voltmeter yang baik harus memiliki hambatan yang sangat besar. Pada voltmeter batas ukur hambatan dapat diperbesar dengan menambahkan suatu hambatan seri yang sering disebut hambatan depan. Hubungan yang terjadi antara hambatan depan dan hambatan dalam voltmeter adalah sebagai berikut:

Rp = (n – 1) Rv

Keterangan:
Rp = hambatan depan (ohm)
Rv = hambatan dalam voltmeter (ohm)
n = faktor pengali

Dalam kehidupan sehari – hari sering kita temukan suatu rangkaian listrik yang sumber tegangannya dapat disusun secara seri, paralel, atau gabungan antara seri dan paralel.

Susunan Seri Elemen

Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar di atas menerangkan bahwa n buah elemen masing-masing memiliki GGL yang disusun secara seri. Hambatan dalam masing-masing elemen tersebut adalah r1,r2,r3,…rn. Kedua ujung susunan tersebut dihubungkan dengan rangkaian luar yang mempunyai hambatan beban R. Apabila terdapat n buah elemen yang disusuns ecara seri, maka GGl total sama dengan jumlah GGL dari masing-masing elemen.

Ɛs = Ɛ1 + Ɛ2 + Ɛ3 +…+ Ɛn

Hambatan total sama dengan jumlah hambatan dari masing-masing elemen.
rs = r1 + r2 + r3 +…..+ rn

Kuat arus listrik tersebut yang mengalir pada masing-masing elemen di atas bernilai sama besar. Kuat arus tersebut juga memiliki nilai yang sama besar dengan kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R.

i1 = i2 = i3 =….= in = i

Apabila dari masing-masing elemen mempunyai GGL yang sama besar dan hambatan dalamnya juga sama besar, maka GGL totalnya menjadi:

Ɛs = Ɛ + Ɛ + Ɛ +….+ Ɛ = nƐ

Kemudian, hambatan totalnya menjadi:
rs = r + r + r +….+ r = nr

Maka kesimpulannya adalah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan beban R dapat dirumuskan sebagai berikut:

Susunan Paralel Elemen

Perhatikan gambar di bawah ini:

Pada gambar di atas kedua ujung dari rangkaian tersebut dihubungkan dengan rangkaian luar yang memliki hambatan beban R. Sedangkan untuk n buah elemen identik yang disusun secara pararel, GGL totalnya sama dengan GGL salah satu elemen.

Ɛp = Ɛ

Maka p adalah GGL total untuk susunan paralel. Sedangkan hambatan dalam salah satu elemen dibagi dengan banyaknya elemen. Perhatikan rumus di bawah ini:

Dapat disimpulkan bahwa kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan beban R dapat dirumuskan sebagai berikut:

Maka dapat disimpulkan bahwa kuat arus yang mengalir pada masing-masing cabang dalam kelompok paralel adalah sama besar. Nilainya sama besar dengan kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan beban dibagi banyaknya elemen. Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

im adalah kuat arus pada cabang m (m = 1, 2, 3, …)

Daya dan Energi Listrik

Energi listrik dihasilkan dari sumber tegangan yang terpasang. Energi yang dikeluarkan digunakan untuk memindahkan muatan dari suatu ujung ke ujung yang lainnya. Energi disimbolkan dengan huruf W. Beberapa persamaan untuk energi adalah :

W=Vit atau W=

Keterangan : W = energi listrik (Joule) i = kuat arus listrik (ampere) R = hambatan listrik (ohm)

t = waktu

Kemudian untuk daya listrik diartikan sebagai energi persatuan waktu.
P =

Keterangan : P = daya listrik (watt) W = energi listrik (Joule) V = beda potensial (volt) i = kuat arus listrik (ampere)

t = waktu (sekon)

Pada peralatan listrik misalnya lampu bertuliskan 40 W, 220 V pada salah satu bagian lampu. Maksud dari tulisan pada lampu tersebut yaitu lampu menyerap daya listrik 40 W apabila dipasang pada tegangan 220 V. Namun, apabila lampu yang dipasang pada tegangan yang kurang dari 220 volt, maka lampu akan menyala lebih redup dibandingkan keadaan normalnya.

Persamaan untuk pernyataan diatas adalah sebagai berikut:
P=

Keterangan : P = daya listrik yang diserap (watt)

V2 = tegangan akhir yang digunakan oleh peralatan listrik (volt)

Soal No.1 (UTBK 2019)

Dua buah sumber tegangan, dua buah hambatan identik dan sebuah amperemeter ideal disusun menjadi rangkaian sederhana seperti ditunjukkan pada gambar a. Sumber tegangan e1 adalah sumber tegangan yang besar tegangannya dapat diubah-ubah, sedangkan sumber tegangan e2 tetap. Grafik antara arus yang terbaca pada amperemeter dan besar tegangan e1 ditunjukkan oleh gambar b. Jika tegangan pada sumber e1=0, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaian adalah …

1. 3,5 volt
2. 3,0 volt
3. 2,5 volt
4. 2,0 volt
5. 1,5 volt

PEMBAHASAN :
Untuk mengetahui hubungan arus i dengan ε2, dilakukan ekstrapolasi (menarik garis ke daerah bukan percobaan) ke titik ε1 = 0 seperti grafik berikut (di grafik pada titik y1)

dengan demikian titik y1 = 5 – 2,5/3 = 12,5/3 A

0,5+12,5/3 Rtotal = 5 Rtotal

Soal No.2 (SBMPTN 2018)

Sebuah voltmeter V dirangkai seperti yang terdapat pada gambar. Jika saklar S ditutup, yang akan terjadi adalah…

1. tidak ada perubahan tegangan yang terbaca pada voltmeter
2. voltmeter tidak dilalui arus
3. arus pada voltmeter mengecil
4. tegangan yang terbaca pada voltmeter berkurang
5. hubungan singkat pada voltmeter

PEMBAHASAN :
Pada situasi 1
Pada situasi ini voltmeter mengukur tegangan titik DC dengan besar V = I R1

Pada situasi ini voltmeter mengukur tegangan titik EF dengan besar
V’ = ½ I R1 V’ = ½ V

Jawaban D

Soal No.3 (UM UGM 2003)

Agar sebuah bola lampu listrik 25 volt, 100 watt dapat bekerja dengan layak ketika dihubungkan dengan sumber DC 125 volt, maka diperlukan tambahan hambatan listrik …

1. 25 ohm secara seri
2. 25 ohm secara pararel
3. 20 ohm secara pararel
4. 20 ohm secara seri
5. 20 ohm secara seri dan 25 ohm secara pararel

PEMBAHASAN : Sebuah lampu dapat menyala dengan layak diperlukan hambatan listrik R yang dipasang secara seri pada rangkaiannya. Hal tersebut dapat diperhitungkan sebagai berikut:

VR = VS – VL = 125 – 25 = 100 volt

Soal No.4 (UN 2014)

Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!

Besar kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian adalah ….

1. 0,25 A
2. 0,5 A
3. 1,0 A
4. 1,5 A
5. 2,0 A

PEMBAHASAN : Pada gambar di atas hambatan 3Ω dan 9Ω dirangkai secara seri dapat dihitung sebagai berikut:

Rs = 3Ω + 9Ω = 12Ω

Jawaban : C

Soal No.5 (SPMB 2002)

Sebuah aki dengan ggl ε = 12 volt dan hambatan dalam r = 2 ohm, dihubungkan dengan hambatan luar R = 4 ohm seperti pada gambar. Bila kutub negatif aki dihubungkan dengan tanah maka potensial di titik c adalah…

PEMBAHASAN : Berdasarkan gambar di atas rangkaian ditanahkan menyebabkan tidak ada arus yang mengalir.

Vac = ∑ε +∑iR

Vc = 12 volt

Soal No.6 (UN 2014)

Pada rangkaian listrik berikut , besar kuat arus listrik (i) yang mengalir adalah ….

PEMBAHASAN : Dari soal di atas hambatan sebesar 5Ω dan 2Ω disusun secara seri sehingga diperhitungkan sebagai berikut:

RS = 5Ω + 2Ω =7Ω

(4 – 12) V + i Rp + Rs () = 0

Jawaban : A

Soal No.7 (SPMB 2002)

Untuk mengetahui hambatan pengganti rangkaian ini, jolok ohmmeter dihubungkan ke ujung rangkaian A dan B. Hambatan pengganti rangkaian adalah …

1. 8 ohm
2. 12 ohm
3. 15 ohm
4. 20 ohm
5. 40 ohm

PEMBAHASAN :
Ohmmeter tersebut berarus DC, sehingga nilai XL = 0 maka rangkaian tersebut tersusun seperti gambar berikut:

Rs = 5 + 5 = 10 ohm

Soal No.8 (UN 1999)

Diantara faktor-faktor berikut ini: (1) panjang penghantar (2) luas penampang penghantar (3) hambatan jenis (4) massa jenis

Yang mempengaruhi hambatan penghantar adalah ….

1. (1), (2), dan (3)
2. (1), (2), (3), dan (4)
3. (1) dan (3)
4. (2) dan (4)
5. (4) saja

PEMBAHASAN : Rumus untuk hambatan penghantar dituliskan sebagai berikut:

Jawaban : A

Soal No.9(UMPTN 2001)

Sebuah rangkaian listrik seperti pada gambar Ɛ1 = 6 volt, Ɛ1 = 12 volt, r1 = 0,2 ohm, r2 = 0,5 ohm dan R = 5,3 ohm.

4). sumber kedua mengeluarkan energi

PEMBAHASAN : Misalnya arah arus pada gambar di atas dan arah loop searah jarum jam sehingga menurut aturan hukum II khirchoff akan berlaku persamaan di bawah ini: ∑Î +∑iR = 0 (6-12)volt + i(0,2+0,5+5,3) = 0 -6 volt + 6i = 0 6i = 6 i = 1 ampere

Arus yang masuk ke sumber pertama bisa dikatakan yang pertama menerima energi. Kemudian, arus yang keluar dari sumber kedua bisa dikatakan sumber kedua yang mengeluarkan energi.(pernyataan 1, 2, 3, dan 4 benar)

Soal No.10 (UN 2000)

Perhatikan rangkaian hambatan pada gambar berikut!

Hambatan total dari ketiga resistor adalah ….Ω.

PEMBAHASAN : Berdasarkan gambar di atas , diketahui bahwa rangkaian hambatan disusun secara paralel dengan masing-masing bernilai 3Ω dan 2Ω, maka perhitungannya sebagai berikut:

Rtotal = Rp + 4Ω = 1,2Ω + 4Ω = 5,2Ω

Soal No.11 (UMPTN 2001)

Sebuah kawat penghantar yang dihubungkan dengan baterai 6 V mengalir arus listrik sebesar 0,5 A. jika kawat dipotong menjadi dua bagian sama panjang dan dihubungkan paralel satu sama lain ke baterai maka arus yang mengalir sekarang adalah….

PEMBAHASAN :
Pada saat kawat dipotong menjadi dua bagian maka nilai hambatannya adalah R2 = ½ R1 Apabila kedua hambatan tersebut diparalel menghasilkan nilai:

Soal No.12 (UN 2001)

Dari hasil suatu percobaan hukum Ohm diperoleh grafik hubungan antara tegangan V dan kuat arus I seperti gambar .

Nilai hambatan yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah ….

1. 0,5 Ω
2. 1,0 Ω
3. 1,5 Ω
4. 2,0 Ω
5. 2,5 Ω

PEMBAHASAN :
Hubungan antara tegangan, hambatan, dan arus dapat dirumuskan dengan persamaan V=iR. Maka, besarnya hambatan ditentukan dengan persamaan R = .V/i. Perhitungan hambatan listrik menjadi:

Soal No.13 (UMPTN 2001)

Dua buah baterai dengan ggl dan hambatan dalam berbeda dihubungkan seri satu sama lain. Selanjutnya keduanya dihubungkan secara seri pula dengan suatu hambatan luar sehingga besar arus listrik dalam rangkaian tersebut adalah 4 ampere. Jika polaritas salah satu batre dibalik, maka besar arus listrik dalam rangkaian berkurang 2 ampere. Dengan demikian besar perbandingan ggl kedua baterai tadi adalah….

PEMBAHASAN : Untuk polaritas yang searah akan berlaku persamaan sebagai berikut:

E1 + E2 = iRtotal

E1 – E2 = iRtotal
E1 – E2 = 2(R+r1+r2) … persamaan 2 Dari persamaan 1 dan persamaan 2 dieliminasikan menjadi:

E1 + E2 = 4(R+r1+r2)          x 1

E1 + E2 = 4(R+r1+r2)

3E2 – E1 = 0

Soal No.14 (UN 2001)

Perhatikan gambar berikut!

Pada gambar rangkaian di atas, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah….

1. 0,8 A dan 3,2 V
2. 0,6 A dan 2,76 V
3. 0,6 A dan 3,3 V
4. 0,4 A dan 1,84 V
5. 0,2 A dan 0,92 V

PEMBAHASAN : Berdasarkan gambar di atas, besaran yang diketahui adalah sebagai berikut: GGL= E = 3 Volt Hambatan dalam = r = 0,4 Ω Hambatan luar = R = 4,6 Ω Perhitungan Kuat arus yang dihasilkan dapat ditentukan dengan rumus hukum II Khirrchoff berikut: ∑E + ∑iR = 0 Besar arus listrik tersebut dapat ditentukan apabila dalam rangkaian tersebut arah loop searah dengan arus listrik yang terjadi. Maka besar arus listrik pada gambar diatas adalah sebagai berikut: ∑E + ∑iR = 0 ( -3) Volt + i(R+r) = 0 ( -3) Volt + i(0,4 Ω + 4,6 Ω) = 0 5Ω(i) =3 Volt

i = 0,6 Ampere

Sementara itu, besar tegangan yang mengalir pada hambatan R sebagai berikut. V = iR V =(0,6) (4,6) V = 2,76 Volt.

Jawaban : B

Soal No.15 (UMPTN 2001)

Diketahui rangkaian listrik seperti terlihat pada gambar.

Beda potensial antara titik A dan titik D dalam volt sama dengan…

PEMBAHASAN : Perhatikan gambar di bawah ini:

i1 + i2 = i3

(8+2)+(-i3) (0)+(-i1) (4)= 0

Loop II ∑ε + ∑iR = 0

(10 + 2 ) + (-i3)(0) + (-i2)(4)= 0

Soal No.16 (UN 2001)

Pada sebuah lampu pijar bertuliskan 40 W, 220 volt. Apabila lampu tersebut dipasang pada tegangan 110 volt maka daya lampu adalah…

1. 10 watt
2. 20 watt
3. 40 watt
4. 80 watt
5. 160 watt

PEMBAHASAN : Berdasarkan analisis rangkaian listrik, suatu beban listrik pada peralatan listrik seperti lampu pijar, TV, radio, dan peralatan lainnya memiliki hambatan tetap. Spesifikasi yang tertera pada peralatan listrik dapat diketahui berapa besar hambatan dalam peralatan listrik tersebut. Persamaan yang sesuai adalah sebagai berikut:

V1 = 220 volt

Soal No.17 (SPMB 2002)

Alat pemanas celup di gunakan untuk mendidihkan sejumlah air. Ketentuan alat tersebut adalah 200 W dan 220 volt. Jika alat tersebut dipasang pada tegangan 110 volt dan digunakan untuk mendidihkan sejumlah air yang sama maka waktu yang di perlukan adalah …

1. 2 kali lebih lama
2. 3 kali lebih lama
3. 4 kali lebih lama
4. 5 kali lebih lama
5. 6 kali lebih lama

PEMBAHASAN : Persamaan yang sesuai untuk menghubungkan antara tegangan dan waktu dapat di tuliskan sebagai berikut: W = Pt

Soal No.18 (UN 2002)

Empat buah resistor masing-masing R1 = 3Ω, R2 = 6Ω, R3 = R4 = 12Ω dirangkai paralel. Besar hambatan penggantinya adalah…Ω.

1. 33
2. 
3. 
4. 
5. 

PEMBAHASAN : Besar hambatan pengganti apabila keempat resistor dirangkai secara paralel adalah sebagai berikut:

Soal No.19 (UMPTN 2001)

Tiga buah lampu yang spesifikasinya sama,dipasang seperti gambar maka… (1) daya AC tiga kali daya AB (2) tegangan AB > tegangan BC (3) daya AB < daya BC

(4) arus melalui lampu l paling besar

PEMBAHASAN :
Besarnya RAB = R, sedangkan RAC dapat dihitung sebagai berikut:

Soal No.20 (UN 2003)

Solder listrik 50 watt, 220 volt dipasang pada jaringan listrik bertegangan 110 volt. Daya listrik yang digunakan solder adalah….

1. 5,5 watt
2. 12,5 watt
3. 25,0 watt
4. 100 watt
5. 250 watt

PEMBAHASAN : Pada solder hambatan yang terjadi tidak mengalami perubahan. Oleh karena itu, untuk menghitung daya ketika solder dipasang pada tegangan 110 volt adalah sebagai berikut:

Soal No.21 (UMPTN 2000)

Dua buah beban listrik dengan hambatan sama, yaitu R ohm dihubungkan dengan saluran PLN dengan tegangan V volt; berturut-turut dirangkai paralel sehingga menghasilkan daya P1 , kemudian dirangkaikan seri sehingga menghasilkan daya P2. Perbandingan daya P1 dan P2 adalah …..

PEMBAHASAN : Dua buah hambatan R jika disusun secara paralel besarnya daya yang dihasilkan sebagai berikut:

Soal No.22 (UN 2005)

Dari rangkaian berikut,

besar kuat arus yang melalui hambatan 6Ω adalah….A

PEMBAHASAN : Pada gambar di atas hambatan 6Ω dan 3Ω disusun secara paralel. Untuk menghitung besarnya hambatan paralel di atas adalah:

Vp = iRp

Sedangkan dalam rangkaian paralel, besar tegangan total memiliki nilai sama dengan tegangan pada setiap hambatannya sehingga: Vp = V6Ω = V3Ω = 2 volt Maka, kuat arus yang mengalir pada hambatan 6Ω adalah sebagai berikut:

Soal No.23 (UMPTN 2001)

Empat buah lampu 10W, 220 V di rangkai paralel dan dihubungkan dengan tegangan 110 V. Daya yang di pakai oleh keempat bola lampu adalah … watt.

PEMBAHASAN : Untuk menunjukan hubungan antara daya dan tegangan pada lampu di tuliskan dalam persamaan berikut.

Jawaban : B

Soal No.24 (UN 2005)

Pesawat TV dinyalakan rata-rata 6 jam sehari, pesawat tersebut dihubungkan pada tegangan 220 volt dan menarik arus 2,5 A. Jika harga energi listrik Rp. 150,00/kwh maka biaya listrik untuk pemakaian TV selama satu bulan (30 hari) adalah…

1. Rp 24,750,00
2. Rp 19,800,00
3. Rp 14,850,00
4. Rp 9,900,00
5. Rp 4,950,00

PEMBAHASAN : Energi yang terpakai oleh pesawat TV dalam sehari: Ε = Pt Ε = Vit Ε = (220 volt)(2,5 A)(6 jam) Ε = 3.300 Wh = 3,3 kwh Untuk Besarnya energi yang dipakai pesawat TV dalam satu bulan: Ε = 3,3 kwh x 30 hari = 99 kwh Sehingga biaya listrik untuk pemakaian TV dalam satu bulan : Biaya = 99 kwh xRp 150 = Rp 14,850,00

Jawaban : C

Soal No.25 (SPMB 2004)

Panel surya 5 cm × 1 cm pada sebuah kalkulator yang bekerja pada tegangan 3 volt dan arus 0,2 mA. Jika menjadi energi listrik, maka instensitas cahaya minimal yang harus di terima panel surya adalah … W/m2.

1. A. 2,5
2. B. 4,8
3. C. 5,6
4. D. 7,5
5. E. 12,5

PEMBAHASAN :

Soal No.26 (UN 2007)

Perhatikan gambar di bawah ini ,

jika sebuah hambatan yang nilainya 4R dirangkaikan paralel pada titik P dan Q maka nilai arus listrik pada rangkaian akan menjadi …

1. 2 Ampere
2. 3 Ampere
3. 4 Ampere
4. 6 Ampere
5. 9 Ampere

PEMBAHASAN : Besar hambatan R Sebelum dirangkai dengan 4R adalah sebagai berikut: V = iR (12) = 3(2R+2R) (12) = 3 (4R) (12) = 12R R = 1 Ω Setelah dirangkai dengan hambatan 4R diperoleh sebagai berikut:

Soal No.27 (SPMB 2004)

Sebuah pompa air 220 volt, 0,5A dapat mengalirkan 2 m/s pada pipa berdiameter 4 cm. Jika pompa digunakan untuk mengisi bak mandi berukuran 100 cm × 100 cm × 50,24 cm maka energy listrik yang di butuhkan adalah …

PEMBAHASAN : Untuk menentukan waktu yang dibutuhkan untuk mengisi bak mandi dapat ditentukan dengan persamaan debit air. Q = Q

Jawaban : D

Soal No.28 (UN 2007)

Pada sebuah lampu pijar tertulis 100 W, 220 V. Apabila lampu tersebut dipasang pada tegangan X volt maka daya dissipasi lampu ternyata hanya 25 watt. Berapakah nilai X?

1. 100 Volt
2. 110 volt
3. 150 volt
4. 200 volt
5. 220 volt

PEMBAHASAN : Antara daya dan tegangan dapat dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut:

Soal No.29 (UMPTN 2000)

Sebuah pemanas listrik yang hambatannya 50Ω menggunakan sumber tegangan 50 V. Pemanas digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari 0˚C hingga 50˚C. jika 70% kalor yang dihasilkan pemanas diambil air maka waktu yang di perlukan adalah …

1. 5 menit
2. 10 menit
3. 15 menit
4. 20 menit
5. 25 menit

PEMBAHASAN : Pada pemanas listrik untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas, maka waktu yang diperlukan dapat dihitung dengan menggunakan konsep efisiensi.

Soal No.30 (UN 2008)

Untuk mengetahui nilai hambatan (R) suatu komponen kumparan, digunakan rangkaian seperti gambar.

Nilai hambatan R adalah …

PEMBAHASAN : Diketahui: V = 9 Volt dan r = 2Ω Besarnya arus yang diperlihatkan oleh amperemeter adalah… i = 1,5/5 x (3 Ampere) = 0,9 Ampere Jadi, besar hambatan total dapat dihitung sebagai berikut:

V = i Rtotal

Jawaban : C

Soal No.31 (UMPTN 2000)

Air mengalir masuk melalui A pada suhu t₀ =15˚C kuat aliran tersebut adalah 50 gram/s. jika R =10 ohm, arus listrik (tetap) yang melaluinya adalah 10 ampere, dan 1 kalori= 4,2 joule, maka suhu t air yang meninggalkan B adalah … ˚C

PEMBAHASAN : Dari soal di atas, air yang dialiri arus listrik akan menghasilkan perubahan energi listrik menjadi energi panas. Sehingga dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:

Soal No.32 (UN 2009)

Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada gambar!

Besar kuat arus i1 adalah…

1. 0,25 A
2. 0,30 A
3. 0,36 A
4. 0,45 A
5. 0,50 A

PEMBAHASAN :

-6 + 2i1 + 2i3 = 0

Loop II ∑E + ∑iR = 0

-8 + i2 + 2i3 = 0

Jadi, persamaan untuk loop II (persamaan 2): -i1 + 3i3 = 8 Pada persamaan 1 dan persamaan 2 besaran di eliminasi sebagai berikut:

i1+i3 =3 dikalikan 3 menjadi 3i1+3i3= 9

Soal No.33 (SPMB 2004)

Ketel listrik mampu mendidihkan 3 liter air dengan suhu awal 20˚C selama 10 menit. Jika tegangan yang diberikan 220 V maka daya yang dikonsumsi adalah …

1. 1.342 watt
2. 1.672 watt
3. 1.834 watt
4. 2.100 watt
5. 2.455 watt

PEMBAHASAN : Diketahui: t = 10 menit = 600 sekon

V = 3 liter = 3×10-3 m3

Soal No.34 (UN 2014)

Sebuah rangkaian listrik terdiri dari empat hambatan masing masing R1 = 12 Ω  , R2 = 12 Ω R3 = 3 Ω dan R4 = 6 Ω dirangkai dengan E1 = 6 V , E2 = 12 V seperti gambar berikut .

Arus listrik yang mengalir adalah ….

PEMBAHASAN :
Rparalel  dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

(E1 – E2 ) + i(Rp+ R3 + R4 ) = 0

Jawaban : D

Soal No.35 (SPMB 2005)

Besar hambatan pengganti antara titik A dan B adalah … Ω

PEMBAHASAN : Pada soal di atas hambatan 8 Ω dihubungkan secara seri dengan kapasitor tidak perlu dihitung karena tidak dilewati arus. sehingga rangkaiannya menjadi sebagai berikut:

RAB = 2Ω + 3Ω + 5Ω = 10Ω

Soal No.36 (UN 2013)

Perhatikan gambar rangkaian berikut!

Besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah …

1. 0,6 A
2. 1,2 A
3. 1,6 A
4. 2,0 A
5. 2,5 A

PEMBAHASAN : Menurut Hukum II khirchoff, jika arah loop berlawanan arah jarum jam dan arah arus berlawanan jarum jam maka perhitungannya menjadi: ∑E + ∑iR = 0

(E1 + E2) + i(R1 + R2  +R3) = 0

i = 1,6 A

Sehingga kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 1,6 A
Jawaban : B

Soal No.37 (SPMB 2005)

Jika R1 = R2 = 5W , R3 = RL = 10W, dan potensial baterai 30 V,

maka daya pada lampu L adalah …

PEMBAHASAN :
Dari gambar di atas R3 dan RL disusun secara paralel, dan nilai yang dihasilkan adalah:

Soal No.38 (UN 2013)

Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini!

1. 5/3 A
2. 8/3 A
3. 11/3 A
4. 13/3 A
5. 14/3 A

PEMBAHASAN : Menurut hukum khirchoff II,  jika arah loop dan arah arus arus searah jarum jam, maka perhitungannya menjadi: ∑E + ∑iR = 0

( E1 + E2 ) + i( R1 +R2 + R3 ) = 0

Jawaban : B

Soal No.39 (UN 2013)

Gambar disamping menunjukan suatu rangkaian arus searah. Besar arus yang mengalir pada rangkaian adalah …

PEMBAHASAN : Menurut hukum Khirchoff II, jika arah loop dan arah arus arus berlawanan arah jarum jam, maka perhitungannya menjadi: ∑E + ∑iR = 0

(E1 +E2) + i(R1 + R2 + R3) =0

Jawaban : A

Soal No.40 (SBMPTN 2014)

Konduktor memiliki angka konduktivitas listrik yang sangat besar sehingga bahan konduktor mudah menghantarkan arus listrik.

Diberikan rangkaian listrik arus searah (DC) seperti di bawah ini. Beda potensial antara ujung-ujung resistor 40 Ω adalah …

1. 3,02 V
2. 2,80 V
3. 1,70 V
4. 1,60 V
5. 0,85 V

PEMBAHASAN : Hambatan 120 Ω dan hambatan 60 Ω disusun dalam rangkaian secara paralel. Untuk perhitungannnya adalah sebagai berikut:

Soal No.41 (UN 2011)

Perhatikan rangkaian di bawah ini:

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω, besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah …

1. 0,5 A
2. 1,5 A
3. 1,8 A
4. 4,5 A
5. 5,4 A

PEMBAHASAN : Menurut hukum Khirchoff II, jika arah loop dan arah arus arus searah jarum jam, maka perhitungannya menjadi: ∑E + ∑iR = 0

(E1 + E2) + i(R1 + R2 +r + r) = 0

Jawaban : B

Soal No.42 (SBMPTN 2014)

Dua buah lampu listrik A dan B disusun seri dan dipasang pada tegangan 220 volt seperti gambar di bawah. Spesifikasi lampu A adalah 36 W, 220 V dan lampu B adalah 18 W, 220 V. Pada susunan lampu tersebut berlaku …

(1). Tegangan pada kedua lampu sama

(2). Arus pada kedua lampu sama

(3). Daya pada kedua lampu sama

(4). Jumlah daya kedua lampu 12 W

PEMBAHASAN : Jika sebuah lampu dipasang dalam rangkaian secara seri. Masing – masing lampu hambatannya adalah sebagai berikut:

Jawaban : C

Soal No.43 (SBMPTN 2013)

Lima buah resistor dihubungkan seperti pada gambar.

SEBAB

Jika antara A dan B dipasang tegangan 10 V arus total yang mengalir pada rangkaian adalah 1 A.

PEMBAHASAN : Dari gambar di atas, hambatan 7 Ω dan 3 Ω disusun secara seri. Nilai hambatan tersebut dapat dihitung:

Rs = 7 + 3 = 10 Ω

Rs = 5 Ω + 5 Ω =10 Ω

Hambatan total AB perhitungannya:

Sedangkan untuk arus yang mengalir pada hambatan jika diberikan tegangan 10 V maka:

Jawaban : E

Soal No.44 (SNMPTN 2012)

Arah arus listrik dalam suatu kawat penghantar sama dengan arah gerak elektron dalam penghantar tersebut.

SEBAB

Arus listrik dalam suatu kawat penghantar mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.

PEMBAHASAN : Arus listrik mengalir dari beda potensial tinggi menuju beda potensial rendah, karena arah arus listrik pada kawat penghantar selalu berlawanan dengan arah gerak elektron.

Jawaban : D

Soal No.45 (SNMPTN 2011)

Pada gambar rangkaian listrik berikut A, B, C, D, dan E adalah lampu pijar identik.

Jika lampu B dilepas, lampu yang menyala lebih terang adalah …

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

PEMBAHASAN : Lampu A dan C akan menyala lebih terang dibandingkan sebelumnya. Hal ini disebabkan arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Apabila lampu B dilepas, arus yang mulanya melewati lampu B akan berpindah melewati lampu A dan lampu C.

Jawaban : A

Soal No.46 (UM UGM 2007)

Besar arus listrik yang melewati hambatan 4 Ω pada rangkaian listrik DC pada gambar di bawah adalah …

1. 1,25 A
2. 1,00 A
3. 0,75 A
4. 0,50 A
5. 0,25 A

PEMBAHASAN : Untuk hambatan 1 Ω, 4 Ω, dan 5 Ω disusun dalam rangkaian secara seri.

Rs1 = 1 + 4 + 5 = 10 Ω

Kesimpulannya:
Arus total yang melewati percabangan antara Rs2 dan 10 Ω maka diperoleh arus 10 Ω sebesar 0,5 A. Kemudian arus yang melewati hambatan Rs1 dan 10 Ω nilainya sama sehingga arus yang mengalir adalah 0,25A.
Jawaban : E

Soal No.47 (SBMPTN 2015)

Sebuah rangkaian listrik diperlihatkan pada gambar. Agar energi yang diserap oleh hambatan 6 Ω setiap sekonnya 1,5 joule, beda tegangan x yang harus dipasang adalah …volt

PEMBAHASAN : Diketahui:

R1 = 2 Ω

R1.R4 = R2.R3

P = I2. R. t

x = V = (R1 + R3). I = (2 + 6). ½ = 8. ½ = 4

Soal No.48 (SBMPTN 2016)

Dua buah kawat tembaga dengan panjang yang sama memiliki diameter 1 mm dan 2 mm, kedua kawat dihubungkan dengan sumber tegangan yang sama besar. Rasio antara arus listrik yang mengalir pada kawat berdiameter 1 mm dan kawat berdiameter 2 mm adalah ….

1. 1 : 1
2. 1 : 2
3. 1 : 4
4. 2 : 1
5. 4 : 1

PEMBAHASAN : Karena menggunakan sumber tegangan yang sama maka

V1 = V2