Soal dan Pembahasan Energi dan Daya Listrik

Soal 1
Pada suatu lampu pijar tertulis 50 watt 220 volt. Daya yang diterimah lampu ketika dipasang pada tegangan 110 V adalah . . . .
A. 14,5 W
B. 13,0 W
C. 12,5 W
D. 11,0 W
E. 10,0 W

Jawab:
Diketahui V1 = 220 volt, P1 = 50 W, V2 = 110 V, maka P2 = ?
Lampu yang sama maka
R1 = R2 dengan R = V2/P maka
V12/P1 = V22/P2
(220 V)2/50 W = (110 V)2/P2
P2 = 12,5 W

Soal 2
Perhatikan rangkaian listrik berikut!
Besarnya daya disipasi pada hambatan 6 Ω adalah . . . .
A. 2 watt
B. 4 watt
C. 6 watt
D. 9 watt
E. 12 watt

Jawab: C
Daya disipasi pda hambatan 6 Ω diperoleh dengan rumus P = V2/R
Hambatan pengganti antara dua resistor 8 Ω dan 12 Ω yang dipasang paralel adalah
Rp = 8 Ω x 24 Ω/(8 Ω + 24 Ω) = 6 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Rtotal =  6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
Maka kuat arus yang melewati rangkaian adalah
I = V/Rtotal = 12 V/12 Ω = 1 A
Tegangan pada hambatan 6 Ω adalah
V6 = 1 A x 6 Ω = 6 V
Maka daya disipasi pada hambatan 6 Ω adalah
P = (6V)2/6 Ω = 6 W

Soal 3
Sebuah keluarga menyewa listrik PLN sebesar 500 W dengan tegangan 110 V. Jika untuk penerangan keluarga itu menggunakan lampu 100 W; 220 V. Jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang adalah . . . .
A. 8 buah
B. 10 buah
C. 15 buah
D. 20 buah
E. 24 buah

Jawab: D
Lampu dengan P = 100 W dan V = 220 V dapat dinyatakan dengan hambatan
R = V2/P
R = (220 V)2/100 W = 22 x 22 Ω
Lampu-lampu di rumah disusun paralel agar tegangannya tetap. Misalkan ada n buah lampu disusun paralel, maka hambatan total lampu adalah
Rtotal = R/n = 22 x 22/n
Sumber listrik PLN memiliki daya P = 500 W dan tegangan 110 V.
P = V2/R
500 W = (110 V)2/(22 X 22/n)
n = 22 x 22 x 500/(110)2
n = 20

Soal 4
Dua buah bola lampu masing-masing bertuliskan 60 watt 120 volt dan 40 watt 120 volt. Jika kedua bola lampu tersebut dihubungkan seri pada tegangan 120 volt. Jumlah daya pada kedua bola lampu tersebut adalah . . . .
A. 32 W
B. 31 W
C. 28 W
D. 26 W
E. 24 W

Jawab:
Lampu P1 = 60 W, V1 = 120 V dinyatakan oleh hambatan
R1 = V12/P1 = (120 V)2/60 W = 240 Ω

Lampu P2 = 40 W, V2 = 120 V dinyatakan oleh hambatan
R2 = V22/P2 = (120 V)2/40 W = 360 Ω
Hambatan total seri adalah
RTot = R1 + R2 = 240 Ω + 360 Ω = 600 Ω
Maka, daya total lampu P adalah
P = V2/Rtot = (120 V)2/600 Ω = 24 W

Soal 5
Tiga buah lampu pijar yang masing-masing dibuat untuk dipakai pada 15 W dan 12 V dirangkai secara paralel. Ujung-ujung rangkaian itu dihubungkan dengan jepitan sebuah akumulator (aki) dengan ggl 12 V dan hambatan dalam 0,8 Ω. Kuat arus yang melalui akumulator adalah . . . .
A. 3,0 A
B. 2,5 A
C. 2,0 A
D. 1,5 A
E. 1,0 A

Jawab:
Lampu pijar dengan daya P = 15 W dan tegangan V = 12 volt dapat dinyatakan dengan hambatan listrik
R = V2/P = (12 V)2/15 W = 9,6 Ω
Rangkaian pada soal dapat dinyatakan dalam gambar di bawah ini!
 
Hambatan luar total = 3 buah R disusun paralel, sehingga
Rtotal = R/3 = 9,6 Ω/3 = 3,2 Ω
Kuat arus I adalah
I = ε/(Rtotal + r) = 12 V/(3,2 Ω + 0,8 Ω) = 3,0 A

Soal 6
Dua buah resistor sama besar terhubung secara seri dengan sebuah baterai sehingga daya total yang terdisipasi adalah 20 watt. Bila kedua resistor tadi dihubungkan secara paralel, maka besar daya total yang terdisipasi (dalam watt) adalah . . . .
A. 30 W
B. 40 W
C. 55 W
D. 65 W
E. 80 W

Jawab: E
Untuk rangkaian 1, daya total P = 20 W, sedangkan tegangan total = V dan hambatan total = R + R = 2R,
Jadi, P1 = V2/2R = 20 W
V2/R = 40 W
Untuk rangkaian 2,
Daya tiap lampu V2/R
Daya 2 lampu P2 = 2V2/R
P2 = 2(40 W) = 80 W
Soal 7
Seutas kawat seragam dibuat dari bahan dengan hambat jenis ρ. Kawat memiliki panjang L dan diameternya d. Ketika arus tetap I lewat melalui kawat, daya yang dibangkitkan dalam kawat adalah . . . .
A. 4IρL/πd 
B. IρL/πd 
C. IρL/4πd
D. 4IρL/πd2 
E. I2 (4ρL/πd2)2

Jawab: D
Luas penampang kawat adalah A = ¼πd2, hambatan kawat tersebut adalah
R = ρL/A = ρL/(¼πd2) = 4ρL/(πd2)
Maka daya yang dibangkitkan dalam kawat adalah
P = VI = 4ρIL/(πd2)

Soal 8
Jika tegangan PLN berkurang 30%, berapa persenkah pengurangan daya lampu pijar yang sedang menyala?
A. 27%
B. 35%
C. 47%
D. 51%
E. 63%

Jawab:
Daya semula dari lampu pijar yang memiliki hambatan tetap R diberikan oleh:

P0 = V02/R

Jika tegangan PLN berkurang 30% maka tegangan PLN sekarang adalah:
V = 70%V0 = 0,7V0
Daya lampu sekarang adalah:
P = V2/R
P = (0,7V0)2/R
P = 0,49V02/R
P = 0,49P0
P = 49%P0
Daya sekarang sama dengan 49% daya semula artinya terjadi pengurangan daya sebesar 51%.

0 Response to "Soal dan Pembahasan Energi dan Daya Listrik"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel