Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya2

Soal 1
Berikut adalah upaya untuk mengubah reaktansi kapasitif.
(1) Memperbesar tegangan         (3) Memperkecil kapasitas kapasitor
(2) Memperbesar arus                 (4) Memperkecil frekuensi arus

Upaya yang benar ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1) dan (2)
B. (2) dan (4)
C. (3) dan (4)
D. (1), (2) dan (3)
E. (1), (2), (3) dan (4)

Jawab: C
Reaktansi kapasitif diberikan oleh XC = 1/ωC = 1/(2πfC), artinya untuk mengubah reaktansi kapasitif maka kita dapat mengubah frekuensi dan kapasitas kapasitornya!

Soal 2

Sebuah kapasitor, induktor, dan resistor dihubungkan seri. Jika kapasitas kapasitor diperkecil, impedansi rangkaian akan . . . .
A. berkurang
B. bertambah
C. tetap sama
D. berkurang atau bertambah
E. berkurang, bertambah atau tetap sama

Jawab: E
Impedansi rangkaian (hambatan total) RLC diberikan oleh

Z2 = (XL - XC)2 + R2

Dengan XL = reaktansi induktif (hambatan pada induktor) = ωL

Dan XC = raektansi kapasitif (hambatan pada kapasitor) = 1/ωC

Jika kapasitas kapasitornya berkurang, maka reaktansi kapasitifnya bertambah, maka impedansinya akan berkurang, tetap sama atau bertambah.

Soal 3
Sebuah induktor ideal menarik arus 8 A ketika dihubungkan ke sumber AC 100 V pada 50 Hz. Sebuah resistor murni R dengan sumber AC yang sama menarik 10 A. Jika kedua komponen disusun seri dan dihubungkan ke sumber AC 150 volt dan 40 Hz kuat arus yang mengalir melalui susunan seri resistor dan induktor adalah . . . .
A. 18 A
B. 10 A
C. 8 A
D. 15/√2 A
E. 12√2 A

Jawab: D
Arus pada induktor 8 A ketika dihubungkan pada 100 V, 50 Hz, maka reaktansi induktifnya adalah
XL = V/i = 100/8 = 12,5 Ω

Maka besar induktansi induktornya adalah

XL = ωL = 2πfLL = 12,5/(2π x 50) = 0,125/π H

Dan arus pada resistor 10 A, ketika dipasang 100 V, 50 Hz, maka hambatan resistornya adalah
R = V/I = 100/10 = 10 Ω

sehingga ketika induktor dan resistor dipasang seri pada tegangan 150 V dan f = 40 Hz, maka hambatan total rangkaian adalah

Z = {XL2 + R2}1/2

Dengan XL = 2πfL = 2π x 40 Hz x (0,125/π H) = 10 Ω

Sehingga Z = {1002 + 102}1/2 = 10√2 Ω

Maka kuat arus yang melalui rangkaian adalah

I = V/Z = 150 V/10√2 Ω = 15/√2 A

Soal 4
Tegangan AC dengan frekuensi 50 Hz diberikan pada sebuah kapasitor 1,4 µF. Tegangan AC itu diukur dengan amperemeter AC menunjukkan 20 V. Arus efektif melalui rangkaian adalah . . . .
A. 3 mA
B. 4 mA
C. 6 mA
D. 8 mA
E. 10 mA​

Jawab:
Arus efektif yang melalui rangkaian adalah
I = V/XC

Dengan XC = reaktansi kapasitif = 1/ωC =1/(2πfC)

XC = 1/(2π x 50 x 1,4 x 10-6 F) = 105/14π

Maka

I = 20 x 14π/105 = 8,8 mA

Soal 5
Perhatikan besaran-besaran berikut.
(1) Reaktansi induktif                     (3) Reaktansi kapasitif
(2) Frekuensi
Beda sudut fase φ antara tegangan dan arus dalam rangkaian AC bergantung pada besaran nomor . . . .
A. (1)
B.(1) dan (2)
C. (1) dan (2)
D. (2) dan (3)
E. (1), (2) dan (3)

Jawab: C
Beda sudut fase antara tegangan dan arus dalam rangkaian AC bergantung pada reaktansi dari kapasitor dan induktor.

Soal 6
Sumber DC 4 volt dihubungkan dengan 2 elemen listrik yang dipasang seri dan arus yang mengalir pada rangkaian tersebut 400 mA. Jika sumber DC diganti dengan sumber AC 2 volt (50 Hz), arus yang mengalir pada rangkaian menjadi 100 mA. Komponen listrik pada rangkaian ini adalah . . . .
A. kapasitor 20 F dan resistor 10 Ω
B. induktor akar √3/10π H dan kapasitor 20 F
C. resistor 10 Ω dan induktor akar √3/10π H
D. dua-duanya resistor, masing-masing 10 Ω
E. dua-duanya induktor, masing masing akar √3/10π H

Jawab: C
Ingat bahwa arus tidak akan mengalir dalam rangkaian yang dipasang kapasitor jika rangkaian tersebut dihubungkan sumber DC. Maka dipastikan bahwa dua elemen listrik tersebut adalah induktor dan resistor.

Dan pada rangkaian DC induktor sebagai kawat penghantar (tidak memiliki reaktansi atau hambatan), maka besar hambatan resistor adalah R = V/I = 4V/400 mA = 10 Ω.

Ketika rangkaian dihubungkan dengan sumber AC akan timbul hambatan pada induktor yang besarnya adalah

XL = ωL = 2πfL = 100πL

Dengan L adalah induktansi induktor.

Hambatan total, Z dalam rangkaian tersebut adalah

Z = V/I = 2 V/100 mA = 20 Ω

Hambatan total juga diperoleh dari

Z2 = XL2 + R2

202 = (100πL)2 + 102

10√3 = 100πL

L = √3/10π H

Soal 7
Sebuah induktor dan kapasitor masing-masing dengan induktansi dan kapasitansi 40 μH dan 4F, dihubungkan secara seri dengan generator 60 Hz, 120 V AC. Besar beda potensial pada ujung-ujung induktor 40 µH adalah sekitar . . . .
A. 84 V
B. 108 V
C. 139 V
D. 144 V
E. 160 V

Jawab:
Reaktansi induktif adalah

XL = ωL = 2πfL = 2π x 60 Hz x 40 x 10-6 H =  4,8 x 10-3 Ω

Reaktansi kapasitif adalah

XC = 1/ωC = 1/(2π x 60 Hz x 4 F) = 1/480π Ω

Hambatan total rangkaian adalah

Z2 = (XL - XC)2 + R2

Dari soal R = 0, dan XC < XL, maka

Z = XL - XC = 4,8 x 10-3 Ω – (1/480π Ω) = 4,14 x 10-3 Ω

Kuat arus efektif yang melalui rangkaian adalah

I = V/Z = 29006 A

Maka beda potensial pada ujung-ujung induktor 20 µH adalah sekitar

V = IXL = 29006 A x 4,8 x 10-3 Ω = 139 V      

Soal 8
Jika rangkaian RLC memiliki R = 10 Ω, XC = 20 Ω dan XL = 10 Ω, beda fase sinyal arus dan tegangan listrik adalah sinyal arus listrik . . . .
A. mendahului sinyal tegangan listrik 900
B. mendahului sinyal tegangan listrik 600
C. mendahului sinyal tegangan listrik 450
D. tertinggal sinyal tegangan listrik 900
E. tertinggal sinyal tegangan listrik 450

Jawab: C
Reaktansi induktif XL = 10 Ω lebih kecil dari reaktansi kapasitif XC = 20 Ω, (XL < XC) maka arus mendahului tegangan.

Pada sudut tan θ = (XL – XC)/R = -10/10 = -450.

Soal 9
Diketahui suatu rangkaian seri RLC dengan data-data sebagai berikut. Hambatan kawat 10 Ω, reaktansi induktif 10 Ω, reaktansi kapasitif 20 Ω, dan tegangan sumber maksimum 400 volt dengan frekuensi 50 Hz. Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian adalah . . . .
A. 10 A
B. 10√2 A
C. 20 A
D. 20√2 A
E. 100√2 A

Jawab: C
Hambatan total (impedansi rangkaian), Z adalah

Z2 = (XL - XC)2 + R2

Z2 = (10 Ω – 20 Ω)2 + (10 Ω)2

Z = 10√2 Ω

Arus maksimum dalam rangkaian adalah

Im = V/Z = 400/10√2 = 20√2 A

Arus efektif dalam rangkaian

Ief = Im/√2 = 20 A

0 Response to "Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya2"

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