Soal Rangkaian Listrik dan Pembahasannya

Soal 1
Perhatikan rangkaian listrik di samping! Besar hambatan antara A dan B adalah . . . .
A. 2,4 Ω
B. 3,3 Ω
C. 4,8 Ω
D. 6,6 Ω
E. 11 Ω

Jawab:
Rangkaian campuran ini mudah diselesaikan,

R4 dan R6 dirangkai seri,
R46 = 2 Ω + 2 Ω = 4Ω

R3 dan R5 dirangkai seri, R35 = 2 Ω + 2 Ω = 4Ω

R46 dan R35 dirangkai paralel R3456 = 4Ω x 4Ω/(4Ω + 4Ω) = 2Ω

R7 dan R8 dirangkai paralel, R78 = 4Ω x 4Ω/(4Ω + 4Ω) = 2Ω

R2, R3456 dan R78 seri, maka R2345678 = 6Ω + 2Ω + 2Ω = 10 Ω

maka hambatan total rangkaian di atas adalah

Rtotal = 5 Ω x 10 Ω/(5 Ω + 10 Ω) = 3,33 Ω

Soal 2
Tiga resistor dirangkai seperti pada gambar di samping. Pada rangkaian mengalir arus 3A. Nilai hambatan R adalah . . . .
A. 3 Ω
B. 3,6 Ω
C. 4 Ω
D. 4,8 Ω
E. 5 Ω

Jawab: B
dengan menggunakan hukum ohm pada rangkaian di atas kita peroleh

V = IR₁₂₃
30 V = 3 A x R₁₂₃
R₁₂₃ = 10 ohm

R₁ dan R₂ tersusun paralel

R12 = R1R2/(R1 + R2)
R12 = 8Ω x 32Ω/(40Ω)
R₁₂ = 32/5 = 6,4 ohm

R₁₂ dan R₃ tersusun seri

R₁₂₃ = R₁₂ + R₃
10 = 6,4 + R
R = 3,6 ohm 

Soal 3
Pada rangkaian listrik di samping, besar kuat arus I  adalah . . . .
A. 1/5 A
B. 1/3 A
C. 4/5 A
D. 1 A
E. 3 A

Jawab:
Jelas terlihat bahwa R1 dan R2 dirangkai paralel, maka

RP = 3 Ω x 6 Ω/(3 Ω + 6 Ω) = 2 Ω

Kemudian RP SERI dengan R4, maka

Rs = 2 Ω + 3 Ω = 5 Ω,

Rs paralel dengan R3 sehingga hambatan totalnya adalah

RT = 9 Ω x 5 Ω/(9 Ω + 5 Ω) = 45/14 Ω ≈ 3,2 Ω

Maka kuat arus I dapat kita peroleh dari

I = V/RT = 9,6 V/3,2 Ω = 3,0 A

Soal 4
Dengan memperlihatkan data-data pada gambar rangkaian listrik di bawah ini.

Beda potensial antara ujung-ujung hambaran 8 Ω kuat arus yang melewati hambatan 15 Ω adalah . . . .
A. 204 V dan 12 A
B. 92 V dan 12 A
C. 92 V dan 4 A
D. 60 V dan 4 A
E. 60 V dan 2 A

Jawab: C
Dari rangkaian kita ketahui bahwa tegangan pada ujung-ujung R2 sama dengan 48 V.
Karena R2 paralel dengan R1 maka tegangan pada ujung-ujung R1 juga sama dengan 48 V, maka kuat arus I1 dan I2 adalah

I1 = V1/R1 = 48 V/12 Ω = 4 A, dan I2 = V2/R2 = 48 V/6 Ω = 8 A

Pada rangkaian di atas jelas bahwa kuat arus I dibagi pada titik cabang menjadi I1 dan I2, maka
I = I1 + I2 = 12 A

Kita mencari hambatan pengganti untuk rangkaian di atas.

R1 dan R2 paralel maka, R12 = 12 Ω x 6 Ω/(12 Ω + 6 Ω) = 4 Ω
R3, R4 dan R5 paralel, maka 1/R345 = 1/30 Ω + 1/15 Ω + 1/10 Ω = 6/30Ω
R345 = 5 Ω
R12, R345 dan R6 seri, maka RAB = 4 Ω + 5 Ω + 8 Ω = 17 Ω

Maka tegangan antara titik A dan B adalah

VAB = IABRAB = 12 A x 17 Ω = 204 V

Karena kuat arus yang melalui hambatan 8 Ω adalah I  = 12 A, maka beda potensial antara ujung-ujung resistor 8 Ω adalah

V6 = IABR6 = 12 A x 8 Ω = 92 V
Perhatikan rangkaian di samping!

Karena rangkaian V3 = V4 = V5 = V345 karena paralel dan besarnya

V345 = IABR345 = 12 A x 5 Ω = 60 V

Maka kuat arus I3, I4 dan I5 masing-masing adalah

I3 = V3/R3 = 60 V/30 Ω = 2 A,
I4 = V4/R4 = 60 V/15 Ω = 4 A dan
I5 = V5/R5 = 60 V/10 Ω = 6 A 

Soal 5
Jika R1 = 3 Ω, R2 = 12 Ω, R3 = 4 Ω, R4 = 9 Ω dan ε = 12 V. Tentukan kuat arus dan besar beda potensial (tegangan) pada masing-masing resitor!

Jawab:
Pertama kita mencari hambatan pengganti (hambatan total) pada rangkaian, yaitu

R2 dan R3 paralel, maka R23 = 12 Ω x 4 Ω/(12 Ω + 4 Ω) = 3 Ω

R23 seri dengan R1, maka R123 = 3 Ω + 3 Ω = 6 Ω

Dan R123 paralel dengan R4, maka RTotal = 6 Ω x 9 Ω/(9 Ω + 6 Ω) = 3,6 Ω

Maka kuat arus I adalah

I = ε/RTotal = 12V/3,6 Ω = 3,33 A
Karena R123 paralel dengan R4 maka tegangan pada ujung-ujung resistor R123 sama dengan pada R4 yaitu

V123 = V4 = ε = 12 V
Maka kuat arus yang melalui R1 dan R4 adalah

I1 = V123/R123 = 12 V/6 Ω = 2 A
I4 = V4/R4 = 12 V/9 Ω = 1,33 A
Perhatikan bahwa tegangan 12 V dibagi lagi untuk R1 dan R23, masing-masing besarnya adalah

V1 = I1R1 = 2 A x 3 Ω = 6 V  dan
V23 = I1R23 = 2 A x 3 Ω = 6 V

Karena R2 dan R3 paralel, maka

 V2 = V3 = V23 = 6 V

Sehingga,

I2 = V2/R2 = 6 V/12 Ω = 0,5 A dan
I3 = V3/R3 = 6 V/4 Ω = 1,5 A

0 Response to "Soal Rangkaian Listrik dan Pembahasannya"

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