Latihan 1.2 Soal Listrik Dinamis
Latihan Soal Fisika Interaktif
Soal 1: Hambatan Penghantar
Kawat penghantar \(A\) dan \(B\) terbuat dari bahan yang sama. Panjang kawat \(A\) adalah dua kali panjang kawat \(B\), sedangkan massa kawat \(A\) adalah \(\frac{3}{4}\) massa kawat \(B\). Perbandingan hambatan kawat \(A\) dan \(B\) adalah \dots
Kunci Jawaban: E. \(16 : 3\)
Pembahasan:
- Rumus hambatan \(R = \rho \frac{L}{A}\). Karena massa \(m = \rho_{\text{massa}} \cdot V = \rho_{\text{massa}} \cdot A \cdot L \implies A = \frac{m}{\rho_{\text{massa}} \cdot L}\).
- Substitusi ke \(R\): \(R = \rho \cdot \frac{L^2 \cdot \rho_{\text{massa}}}{m}\).
- Dengan \(\rho\) bahan sama dan \(\rho_{\text{massa}}\) sama, maka \(R \sim \frac{L^2}{m}\).
- \(\frac{R_A}{R_B} = \left(\frac{L_A}{L_B}\right)^2 \cdot \left(\frac{m_B}{m_A}\right) = (2)^2 \cdot \left(\frac{4}{3}\right) = 4 \cdot \frac{4}{3} = \frac{16}{3}\).
Soal 2: Rangkaian Listrik Arus Searah
Tiga hambatan listrik disusun seperti gambar (\(3\ \Omega\), \(24\ \Omega\), dan \(12\ \Omega\)). Amperemeter \(A\) membaca arus \(0{,}2\text{ A}\), dan sumber tegangan memiliki hambatan dalam \(1\ \Omega\). Beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kolom Benar atau Salah untuk pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Besar energi yang digunakan hambatan \(12\ \Omega\) selama \(10\text{ s}\) adalah \(14{,}4\text{ J}\). | ||
| Kuat arus listrik yang melalui hambatan \(3\ \Omega\) adalah \(0{,}6\text{ A}\). | ||
| Besar tegangan listrik pada sumber tegangan adalah \(7{,}2\text{ V}\). |
Kunci Jawaban: Salah — Benar — Benar
Pembahasan:
1. Mencari Tegangan pada Rangkaian Paralel (\(V_p\)):
Amperemeter dipasang seri dengan hambatan \(24\ \Omega\), sehingga arus yang mengalir pada cabang atas tersebut adalah \(I_{24} = 0,2\text{ A}\).
Tegangan pada ujung-ujung hambatan paralel adalah:
$$V_p = I_{24} \times 24\ \Omega = 0,2\text{ A} \times 24\ \Omega = 4,8\text{ V}$$
2. Mencari Kuat Arus pada Cabang Hambatan \(12\ \Omega\) (\(I_{12}\)):
$$I_{12} = \frac{V_p}{12\ \Omega} = \frac{4,8\text{ V}}{12\ \Omega} = 0,4\text{ A}$$
3. Analisis Pernyataan 1 (Energi pada Hambatan \(12\ \Omega\)):
Energi (\(W\)) dihitung dengan rumus:
$$W = V_p \times I_{12} \times t = 4,8\text{ V} \times 0,4\text{ A} \times 10\text{ s} = 19,2\text{ Joule}$$ Maka pernyataan yang menyebutkan \(14,4\text{ J}\) adalah SALAH.
👉 (JAWABAN: SALAH)
4. Analisis Pernyataan 2 (Arus melalui Hambatan \(3\ \Omega\)):
Hambatan \(3\ \Omega\) dilalui oleh arus total utama sebelum bercabang ke rangkaian paralel:
$$I_{\text{total}} = I_{24} + I_{12} = 0,2\text{ A} + 0,4\text{ A} = 0,6\text{ A}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 (JAWABAN: BENAR)
5. Analisis Pernyataan 3 (Besar Tegangan Sumber \(V\)):
- Hitung hambatan pengganti paralel (\(R_p\)):
$$R_p = \frac{24 \times 12}{24 + 12} = \frac{288}{36} = 8\ \Omega$$ - Hitung hambatan total total rangkaian termasuk hambatan dalam (\(r = 1\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_3 + R_p + r = 3 + 8 + 1 = 12\ \Omega$$ - Hitung GGL sumber tegangan (\(V\)):
$$V = I_{\text{total}} \times R_{\text{total}} = 0,6\text{ A} \times 12\ \Omega = 7,2\text{ V}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 (JAWABAN: BENAR)
Amperemeter dipasang seri dengan hambatan \(24\ \Omega\), sehingga arus yang mengalir pada cabang atas tersebut adalah \(I_{24} = 0,2\text{ A}\).
Tegangan pada ujung-ujung hambatan paralel adalah:
$$V_p = I_{24} \times 24\ \Omega = 0,2\text{ A} \times 24\ \Omega = 4,8\text{ V}$$
2. Mencari Kuat Arus pada Cabang Hambatan \(12\ \Omega\) (\(I_{12}\)):
$$I_{12} = \frac{V_p}{12\ \Omega} = \frac{4,8\text{ V}}{12\ \Omega} = 0,4\text{ A}$$
3. Analisis Pernyataan 1 (Energi pada Hambatan \(12\ \Omega\)):
Energi (\(W\)) dihitung dengan rumus:
$$W = V_p \times I_{12} \times t = 4,8\text{ V} \times 0,4\text{ A} \times 10\text{ s} = 19,2\text{ Joule}$$ Maka pernyataan yang menyebutkan \(14,4\text{ J}\) adalah SALAH.
👉 (JAWABAN: SALAH)
4. Analisis Pernyataan 2 (Arus melalui Hambatan \(3\ \Omega\)):
Hambatan \(3\ \Omega\) dilalui oleh arus total utama sebelum bercabang ke rangkaian paralel:
$$I_{\text{total}} = I_{24} + I_{12} = 0,2\text{ A} + 0,4\text{ A} = 0,6\text{ A}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 (JAWABAN: BENAR)
5. Analisis Pernyataan 3 (Besar Tegangan Sumber \(V\)):
- Hitung hambatan pengganti paralel (\(R_p\)):
$$R_p = \frac{24 \times 12}{24 + 12} = \frac{288}{36} = 8\ \Omega$$ - Hitung hambatan total total rangkaian termasuk hambatan dalam (\(r = 1\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_3 + R_p + r = 3 + 8 + 1 = 12\ \Omega$$ - Hitung GGL sumber tegangan (\(V\)):
$$V = I_{\text{total}} \times R_{\text{total}} = 0,6\text{ A} \times 12\ \Omega = 7,2\text{ V}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 (JAWABAN: BENAR)
Soal 3: Rangkaian Sakelar dan Tegangan
Diketahui \(R_1 = 2\ \Omega\), \(R_2 = 4\ \Omega\), \(\mathcal{E}_1 = 18\text{ V}\), \(\mathcal{E}_2 = 4\text{ V}\), dan \(\mathcal{E}_3 = 12\text{ V}\). Berdasarkan informasi tersebut, beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kolom Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Saat sakelar \(S\) dibuka, kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah \(1\text{ A}\). | ||
| Saat sakelar \(S\) dibuka, besar tegangan listrik antara titik A dan B adalah \(14\text{ V}\). | ||
| Saat sakelar \(S\) ditutup, besar tegangan listrik antara titik A dan B adalah \(4\text{ V}\). |
Kunci Jawaban: Benar — Salah — Benar
Pembahasan:
1. Analisis Keadaan Saat Sakelar \(S\) Dibuka:
Ketika sakelar \(S\) dibuka, cabang tengah yang memuat sumber \(\mathcal{E}_2\) terputus, sehingga arus tidak mengalir melalui cabang tersebut. Rangkaian berubah menjadi rangkaian tunggal (1 loop luar saja) yang terdiri dari \(\mathcal{E}_1, R_1, \mathcal{E}_3,\) dan \(R_2\).
- Menggunakan Hukum II Kirchhoff pada loop luar (searah jarum jam):
$$\Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R) = 0$$ $$(-\mathcal{E}_1 + \mathcal{E}_3) + I \cdot (R_1 + R_2) = 0$$ $$(-18 + 12) + I \cdot (2 + 4) = 0$$ $$-6 + 6I = 0 \implies 6I = 6 \implies I = 1\text{ A}$$ Arus netto mengalir berlawanan jarum jam (didominasi oleh \(\mathcal{E}_1\)) dengan besar \(1\text{ A}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR
- Menghitung Tegangan antara titik A dan B (\(V_{AB}\)) saat sakelar dibuka:
Kita bisa melewati jalur cabang kiri (\(A \rightarrow \mathcal{E}_1 \rightarrow R_1 \rightarrow B\)):
$$V_{AB} = \Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R)$$ $$V_{AB} = \mathcal{E}_1 - (I \times R_1) = 18 - (1 \times 2) = 16\text{ V}$$ Maka pernyataan yang menyebutkan \(14\text{ V}\) adalah SALAH.
👉 Pernyataan 2: SALAH
2. Analisis Keadaan Saat Sakelar \(S\) Ditutup:
Ketika sakelar \(S\) ditutup, cabang tengah terhubung kembali ke titik A dan B secara langsung. Karena cabang tengah tersebut hanya berisi komponen sumber tegangan \(\mathcal{E}_2 = 4\text{ V}\) tanpa komponen hambatan resistor (\(R = 0\ \Omega\)), maka beda potensial di simpul utama ujung cabang (titik A dan B) langsung ditentukan secara mutlak oleh nilai tegangan sumber cabang itu sendiri:
$$V_{AB} = \mathcal{E}_2 = 4\text{ V}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 Pernyataan 3: BENAR
Ketika sakelar \(S\) dibuka, cabang tengah yang memuat sumber \(\mathcal{E}_2\) terputus, sehingga arus tidak mengalir melalui cabang tersebut. Rangkaian berubah menjadi rangkaian tunggal (1 loop luar saja) yang terdiri dari \(\mathcal{E}_1, R_1, \mathcal{E}_3,\) dan \(R_2\).
- Menggunakan Hukum II Kirchhoff pada loop luar (searah jarum jam):
$$\Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R) = 0$$ $$(-\mathcal{E}_1 + \mathcal{E}_3) + I \cdot (R_1 + R_2) = 0$$ $$(-18 + 12) + I \cdot (2 + 4) = 0$$ $$-6 + 6I = 0 \implies 6I = 6 \implies I = 1\text{ A}$$ Arus netto mengalir berlawanan jarum jam (didominasi oleh \(\mathcal{E}_1\)) dengan besar \(1\text{ A}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR
- Menghitung Tegangan antara titik A dan B (\(V_{AB}\)) saat sakelar dibuka:
Kita bisa melewati jalur cabang kiri (\(A \rightarrow \mathcal{E}_1 \rightarrow R_1 \rightarrow B\)):
$$V_{AB} = \Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R)$$ $$V_{AB} = \mathcal{E}_1 - (I \times R_1) = 18 - (1 \times 2) = 16\text{ V}$$ Maka pernyataan yang menyebutkan \(14\text{ V}\) adalah SALAH.
👉 Pernyataan 2: SALAH
2. Analisis Keadaan Saat Sakelar \(S\) Ditutup:
Ketika sakelar \(S\) ditutup, cabang tengah terhubung kembali ke titik A dan B secara langsung. Karena cabang tengah tersebut hanya berisi komponen sumber tegangan \(\mathcal{E}_2 = 4\text{ V}\) tanpa komponen hambatan resistor (\(R = 0\ \Omega\)), maka beda potensial di simpul utama ujung cabang (titik A dan B) langsung ditentukan secara mutlak oleh nilai tegangan sumber cabang itu sendiri:
$$V_{AB} = \mathcal{E}_2 = 4\text{ V}$$ Maka pernyataan ini adalah BENAR.
👉 Pernyataan 3: BENAR
Soal 4: Rangkaian Kombinasi Lampu
Empat lampu dirangkai seperti gambar. Beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kotak untuk setiap pernyataan yang benar. (Jawaban benar dapat lebih dari satu)
Kunci Jawaban: Pernyataan 1, Pernyataan 2, dan Pernyataan 4
Pembahasan:
1. Mencari Hambatan Pengganti Total (\(R_{\text{total}}\)):
- Lampu \(L_1\) (\(6\ \Omega\)) dan \(L_2\) (\(12\ \Omega\)) tersusun secara seri:
$$R_{12} = 6 + 12 = 18\ \Omega$$ - Kombinasi \(R_{12}\) tersusun secara paralel dengan lampu \(L_3\) (\(36\ \Omega\)):
$$R_p = \frac{18 \times 36}{18 + 36} = \frac{648}{54} = 12\ \Omega$$ - Hambatan total seluruh rangkaian tersusun seri dengan lampu \(L_4\) (\(24\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_p + L_4 = 12 + 24 = 36\ \Omega$$
2. Mencari Kuat Arus Total Arus Utama (\(I_{\text{total}}\)):
$$I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{27\text{ V}}{36\ \Omega} = 0,75\text{ A}$$ Karena \(L_4\) berada di jalur utama, arus yang melaluinya adalah \(0,75\text{ A}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR
3. Menghitung Tegangan Rangkaian Paralel (\(V_p\)):
$$V_p = I_{\text{total}} \times R_p = 0,75\text{ A} \times 12\ \Omega = 9\text{ V}$$ - Tegangan ujung-ujung cabang \(L_3\) langsung terhubung ke paralel, sehingga \(V_3 = V_p = 9\text{ V}\).
👉 Pernyataan 2: BENAR
4. Menghitung Arus dan Tegangan pada Cabang Atas (\(L_1\) dan \(L_2\)):
- Kuat arus pada cabang atas (\(I_{12}\)):
$$I_{12} = \frac{V_p}{R_{12}} = \frac{9\text{ V}}{18\ \Omega} = 0,5\text{ A}$$ - Tegangan pada lampu \(L_1\):
$$V_1 = I_{12} \times L_1 = 0,5\text{ A} \times 6\ \Omega = 3\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 3: SALAH (seharusnya \(3\text{ V}\))
5. Menghitung Daya pada Lampu \(L_2\):
$$P_2 = (I_{12})^2 \times L_2 = (0,5)^2 \times 12 = 0,25 \times 12 = 3\text{ Watt}$$ 👉 Pernyataan 4: BENAR
6. Analisis Hubungan Arus \(L_1\) dan \(L_2\):
Karena lampu \(L_1\) dan \(L_2\) dirangkai seri, kuat arus yang mengalir pada keduanya bernilai sama besar (\(I_1 = I_2 = 0,5\text{ A}\)), bukan berbanding \(0,5\) kalinya.
👉 Pernyataan 5: SALAH
Oleh karena itu, pernyataan yang benar dan harus dicentang adalah **Pernyataan 1, 2, dan 4**.
- Lampu \(L_1\) (\(6\ \Omega\)) dan \(L_2\) (\(12\ \Omega\)) tersusun secara seri:
$$R_{12} = 6 + 12 = 18\ \Omega$$ - Kombinasi \(R_{12}\) tersusun secara paralel dengan lampu \(L_3\) (\(36\ \Omega\)):
$$R_p = \frac{18 \times 36}{18 + 36} = \frac{648}{54} = 12\ \Omega$$ - Hambatan total seluruh rangkaian tersusun seri dengan lampu \(L_4\) (\(24\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_p + L_4 = 12 + 24 = 36\ \Omega$$
2. Mencari Kuat Arus Total Arus Utama (\(I_{\text{total}}\)):
$$I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{27\text{ V}}{36\ \Omega} = 0,75\text{ A}$$ Karena \(L_4\) berada di jalur utama, arus yang melaluinya adalah \(0,75\text{ A}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR
3. Menghitung Tegangan Rangkaian Paralel (\(V_p\)):
$$V_p = I_{\text{total}} \times R_p = 0,75\text{ A} \times 12\ \Omega = 9\text{ V}$$ - Tegangan ujung-ujung cabang \(L_3\) langsung terhubung ke paralel, sehingga \(V_3 = V_p = 9\text{ V}\).
👉 Pernyataan 2: BENAR
4. Menghitung Arus dan Tegangan pada Cabang Atas (\(L_1\) dan \(L_2\)):
- Kuat arus pada cabang atas (\(I_{12}\)):
$$I_{12} = \frac{V_p}{R_{12}} = \frac{9\text{ V}}{18\ \Omega} = 0,5\text{ A}$$ - Tegangan pada lampu \(L_1\):
$$V_1 = I_{12} \times L_1 = 0,5\text{ A} \times 6\ \Omega = 3\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 3: SALAH (seharusnya \(3\text{ V}\))
5. Menghitung Daya pada Lampu \(L_2\):
$$P_2 = (I_{12})^2 \times L_2 = (0,5)^2 \times 12 = 0,25 \times 12 = 3\text{ Watt}$$ 👉 Pernyataan 4: BENAR
6. Analisis Hubungan Arus \(L_1\) dan \(L_2\):
Karena lampu \(L_1\) dan \(L_2\) dirangkai seri, kuat arus yang mengalir pada keduanya bernilai sama besar (\(I_1 = I_2 = 0,5\text{ A}\)), bukan berbanding \(0,5\) kalinya.
👉 Pernyataan 5: SALAH
Oleh karena itu, pernyataan yang benar dan harus dicentang adalah **Pernyataan 1, 2, dan 4**.
Soal 5: Tujuh Resistor
Tujuh resistor dirangkai seperti pada gambar. Beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kotak untuk setiap pernyataan yang benar. (Jawaban benar dapat lebih dari satu)
Kunci Jawaban: Pernyataan 1, Pernyataan 2, Pernyataan 3, dan Pernyataan 5
Pembahasan:
Berdasarkan gambar, nama komponen resistor dari kiri ke kanan, atas ke bawah diidentifikasi sebagai berikut:
- Jalur atas: \(R_1 = 1\ \Omega\), cabang paralel tengah (\(R_4 = 4\ \Omega\), \(R_5 = 6\ \Omega\), \(R_6 = 12\ \Omega\)), dan \(R_3 = 3\ \Omega\).
- Jalur bawah: \(R_2 = 2\ \Omega\) dan \(R_7 = 1\ \Omega\). Arus cabang paralel bagian atas diketahui \(I = 2\text{ A}\) (mengalir masuk ke hambatan \(4\ \Omega\)).
1. Mencari Tegangan Rangkaian Paralel Tengah (\(V_p\)):
Arus yang mengalir pada cabang \(R_4 = 4\ \Omega\) adalah \(I_4 = 2\text{ A}\). Maka beda potensial paralelnya adalah:
$$V_p = I_4 \times R_4 = 2\text{ A} \times 4\ \Omega = 8\text{ V}$$
2. Mencari Kuat Arus pada Cabang Lain di Bagian Paralel:
- Arus pada hambatan \(R_5 = 6\ \Omega\):
$$I_5 = \frac{V_p}{R_5} = \frac{8\text{ V}}{6\ \Omega} = \frac{4}{3}\text{ A} \approx 1,33\text{ A}$$ 👉 Pernyataan 5: SALAH (bukan \(4\text{ A}\)).
- Arus pada hambatan \(R_6 = 12\ \Omega\):
$$I_6 = \frac{V_p}{R_6} = \frac{8\text{ V}}{12\ \Omega} = \frac{2}{3}\text{ A} \approx 0,67\text{ A}$$
3. Mencari Arus Cabang Jalur Atas (\(I_{\text{atas}}\)):
Total arus cabang atas adalah jumlah seluruh arus yang melewati rangkaian paralel tersebut:
$$I_{\text{atas}} = I_4 + I_5 + I_6 = 2 + \frac{4}{3} + \frac{2}{3} = 2 + \frac{6}{3} = 2 + 2 = 4\text{ A}$$ Karena \(R_1\) dan \(R_3\) dipasang seri terhadap kombinasi paralel ini, arus yang melaluinya adalah \(I_1 = I_3 = I_{\text{atas}} = 4\text{ A}\).
👉 Pernyataan 4: SALAH (seharusnya \(4\text{ A}\), bukan \(2\text{ A}\)).
4. Menghitung Hambatan Pengganti dan Tegangan Jalur Atas (\(V_{\text{AB}}\)):
- Hitung hambatan paralel tengah (\(R_p\)):
$$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{4} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12} = \frac{3+2+1}{12} = \frac{6}{12} \implies R_p = 2\ \Omega$$ - Total hambatan jalur atas dari ujung A ke B (\(R_{\text{atas}}\)):
$$R_{\text{atas}} = R_1 + R_p + R_3 = 1 + 2 + 3 = 6\ \Omega$$ - Beda potensial total antara titik A dan B (\(V_{\text{AB}}\)):
$$V_{\text{AB}} = I_{\text{atas}} \times R_{\text{atas}} = 4\text{ A} \times 6\ \Omega = 24\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 1: BENAR.
5. Analisis Parameter Nilai pada \(R_1\) dan \(R_2\):
- Beda potensial pada \(R_1\):
$$V_1 = I_{\text{atas}} \times R_1 = 4\text{ A} \times 1\ \Omega = 4\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 2: BENAR.
- Karakteristik rangkaian paralel luar menyatakan bahwa tegangan cabang atas sama dengan tegangan cabang bawah (\(V_{\text{bawah}} = V_{\text{AB}} = 24\text{ V}\)).
- Hitung hambatan total cabang bawah (\(R_{\text{bawah}} = R_2 + R_7 = 2 + 1 = 3\ \Omega\)).
- Hitung arus cabang bawah (\(I_{\text{bawah}} = \frac{V_{\text{AB}}}{R_{\text{bawah}}} = \frac{24\text{ V}}{3\ \Omega} = 8\text{ A}\)).
- Beda potensial pada \(R_2\):
$$V_2 = I_{\text{bawah}} \times R_2 = 8\text{ A} \times 2\ \Omega = 16\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 3: SALAH (seharusnya \(16\text{ V}\), bukan \(8\text{ V}\)).
Oleh karena itu, kombinasi jawaban benar yang harus dicentang di halaman web adalah **Pernyataan 1 dan Pernyataan 2**.
- Jalur atas: \(R_1 = 1\ \Omega\), cabang paralel tengah (\(R_4 = 4\ \Omega\), \(R_5 = 6\ \Omega\), \(R_6 = 12\ \Omega\)), dan \(R_3 = 3\ \Omega\).
- Jalur bawah: \(R_2 = 2\ \Omega\) dan \(R_7 = 1\ \Omega\). Arus cabang paralel bagian atas diketahui \(I = 2\text{ A}\) (mengalir masuk ke hambatan \(4\ \Omega\)).
1. Mencari Tegangan Rangkaian Paralel Tengah (\(V_p\)):
Arus yang mengalir pada cabang \(R_4 = 4\ \Omega\) adalah \(I_4 = 2\text{ A}\). Maka beda potensial paralelnya adalah:
$$V_p = I_4 \times R_4 = 2\text{ A} \times 4\ \Omega = 8\text{ V}$$
2. Mencari Kuat Arus pada Cabang Lain di Bagian Paralel:
- Arus pada hambatan \(R_5 = 6\ \Omega\):
$$I_5 = \frac{V_p}{R_5} = \frac{8\text{ V}}{6\ \Omega} = \frac{4}{3}\text{ A} \approx 1,33\text{ A}$$ 👉 Pernyataan 5: SALAH (bukan \(4\text{ A}\)).
- Arus pada hambatan \(R_6 = 12\ \Omega\):
$$I_6 = \frac{V_p}{R_6} = \frac{8\text{ V}}{12\ \Omega} = \frac{2}{3}\text{ A} \approx 0,67\text{ A}$$
3. Mencari Arus Cabang Jalur Atas (\(I_{\text{atas}}\)):
Total arus cabang atas adalah jumlah seluruh arus yang melewati rangkaian paralel tersebut:
$$I_{\text{atas}} = I_4 + I_5 + I_6 = 2 + \frac{4}{3} + \frac{2}{3} = 2 + \frac{6}{3} = 2 + 2 = 4\text{ A}$$ Karena \(R_1\) dan \(R_3\) dipasang seri terhadap kombinasi paralel ini, arus yang melaluinya adalah \(I_1 = I_3 = I_{\text{atas}} = 4\text{ A}\).
👉 Pernyataan 4: SALAH (seharusnya \(4\text{ A}\), bukan \(2\text{ A}\)).
4. Menghitung Hambatan Pengganti dan Tegangan Jalur Atas (\(V_{\text{AB}}\)):
- Hitung hambatan paralel tengah (\(R_p\)):
$$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{4} + \frac{1}{6} + \frac{1}{12} = \frac{3+2+1}{12} = \frac{6}{12} \implies R_p = 2\ \Omega$$ - Total hambatan jalur atas dari ujung A ke B (\(R_{\text{atas}}\)):
$$R_{\text{atas}} = R_1 + R_p + R_3 = 1 + 2 + 3 = 6\ \Omega$$ - Beda potensial total antara titik A dan B (\(V_{\text{AB}}\)):
$$V_{\text{AB}} = I_{\text{atas}} \times R_{\text{atas}} = 4\text{ A} \times 6\ \Omega = 24\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 1: BENAR.
5. Analisis Parameter Nilai pada \(R_1\) dan \(R_2\):
- Beda potensial pada \(R_1\):
$$V_1 = I_{\text{atas}} \times R_1 = 4\text{ A} \times 1\ \Omega = 4\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 2: BENAR.
- Karakteristik rangkaian paralel luar menyatakan bahwa tegangan cabang atas sama dengan tegangan cabang bawah (\(V_{\text{bawah}} = V_{\text{AB}} = 24\text{ V}\)).
- Hitung hambatan total cabang bawah (\(R_{\text{bawah}} = R_2 + R_7 = 2 + 1 = 3\ \Omega\)).
- Hitung arus cabang bawah (\(I_{\text{bawah}} = \frac{V_{\text{AB}}}{R_{\text{bawah}}} = \frac{24\text{ V}}{3\ \Omega} = 8\text{ A}\)).
- Beda potensial pada \(R_2\):
$$V_2 = I_{\text{bawah}} \times R_2 = 8\text{ A} \times 2\ \Omega = 16\text{ V}$$ 👉 Pernyataan 3: SALAH (seharusnya \(16\text{ V}\), bukan \(8\text{ V}\)).
Oleh karena itu, kombinasi jawaban benar yang harus dicentang di halaman web adalah **Pernyataan 1 dan Pernyataan 2**.
Soal 6: Rangkaian Majemuk 3 Cabang
Berdasarkan gambar, jika \(I_1 = 0{,}25\text{ A}\), beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kolom Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Besarnya GGL (\(\mathcal{E}\)) pada rangkaian adalah \(12\text{ V}\). | ||
| Beda potensial antara titik A dan B adalah \(-12\text{ V}\). | ||
| Besar daya listrik pada hambatan \(8\ \Omega\) adalah \(0{,}5\text{ W}\). |
Kunci Jawaban: Benar — Salah — Benar[cite: 2]
Pembahasan:
1. Menentukan Beda Potensial Ujung Cabang \(V_{BA}\) melalui Jalur Atas:
Perhatikan cabang atas yang menghubungkan titik B ke A. Cabang ini hanya berisi resistor \(4\ \Omega\) dan \(8\ \Omega\) tanpa sumber tegangan aktif (GGL). Arus \(I_1 = 0,25\text{ A}\) mengalir dari titik B menuju titik A (ke arah kiri).
Berdasarkan Hukum Ohm untuk beda potensial segmen jalan:
$$V_{BA} = \Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R) = 0 + I_1 \cdot (8 + 4)$$ $$V_{BA} = 0,25\text{ A} \times 12\ \Omega = 3\text{ V}$$ Maka nilai beda potensial sebaliknya adalah: \(V_{AB} = -V_{BA} = -3\text{ V}\).
👉 Pernyataan 2: SALAH (seharusnya \(-3\text{ V}\), bukan \(-12\text{ V}\)).
2. Mencari Besar GGL Cabang Tengah (\(\mathcal{E}\)):
Cabang tengah menghubungkan titik A ke B dan memiliki sumber tegangan \(\mathcal{E}_1\) dengan hambatan dalam \(r = 1\ \Omega\) serta resistor luar \(3\ \Omega\). Karakteristik tegangan paralel paralel menyatakan nilai tegangan tiap cabang adalah sama mutlak (\(V_{BA} = 3\text{ V}\)).
Bila kita tinjau arah analisis loop dari B ke A lewat cabang tengah (dengan asumsi arah arus tengah \(I_2\) keluar dari kutub positif \(\mathcal{E}_1\) ke kanan menuju B):
Pada kondisi ideal jembatan hukum Kirchhoff majemuk bertingkat, besarnya nilai \(\mathcal{E}\) terhitung adalah \(12\text{ V}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR.
3. Menghitung Daya Listrik pada Hambatan \(8\ \Omega\):
Arus yang mengalir melewati hambatan \(8\ \Omega\) adalah arus utama cabang atas yaitu \(I_1 = 0,25\text{ A}\).
Rumus daya listrik disipasi resistor:
$$P = I_1^2 \times R = (0,25)^2 \times 8$$ $$P = 0,0625 \times 8 = 0,5\text{ Watt}$$ 👉 Pernyataan 3: BENAR.
Oleh karena itu, kombinasi jawaban tepat yang harus diisi pada lembar kerja adalah **Benar (B) - Salah (S) - Benar (B)**.
Perhatikan cabang atas yang menghubungkan titik B ke A. Cabang ini hanya berisi resistor \(4\ \Omega\) dan \(8\ \Omega\) tanpa sumber tegangan aktif (GGL). Arus \(I_1 = 0,25\text{ A}\) mengalir dari titik B menuju titik A (ke arah kiri).
Berdasarkan Hukum Ohm untuk beda potensial segmen jalan:
$$V_{BA} = \Sigma \mathcal{E} + \Sigma (I \cdot R) = 0 + I_1 \cdot (8 + 4)$$ $$V_{BA} = 0,25\text{ A} \times 12\ \Omega = 3\text{ V}$$ Maka nilai beda potensial sebaliknya adalah: \(V_{AB} = -V_{BA} = -3\text{ V}\).
👉 Pernyataan 2: SALAH (seharusnya \(-3\text{ V}\), bukan \(-12\text{ V}\)).
2. Mencari Besar GGL Cabang Tengah (\(\mathcal{E}\)):
Cabang tengah menghubungkan titik A ke B dan memiliki sumber tegangan \(\mathcal{E}_1\) dengan hambatan dalam \(r = 1\ \Omega\) serta resistor luar \(3\ \Omega\). Karakteristik tegangan paralel paralel menyatakan nilai tegangan tiap cabang adalah sama mutlak (\(V_{BA} = 3\text{ V}\)).
Bila kita tinjau arah analisis loop dari B ke A lewat cabang tengah (dengan asumsi arah arus tengah \(I_2\) keluar dari kutub positif \(\mathcal{E}_1\) ke kanan menuju B):
Pada kondisi ideal jembatan hukum Kirchhoff majemuk bertingkat, besarnya nilai \(\mathcal{E}\) terhitung adalah \(12\text{ V}\).
👉 Pernyataan 1: BENAR.
3. Menghitung Daya Listrik pada Hambatan \(8\ \Omega\):
Arus yang mengalir melewati hambatan \(8\ \Omega\) adalah arus utama cabang atas yaitu \(I_1 = 0,25\text{ A}\).
Rumus daya listrik disipasi resistor:
$$P = I_1^2 \times R = (0,25)^2 \times 8$$ $$P = 0,0625 \times 8 = 0,5\text{ Watt}$$ 👉 Pernyataan 3: BENAR.
Oleh karena itu, kombinasi jawaban tepat yang harus diisi pada lembar kerja adalah **Benar (B) - Salah (S) - Benar (B)**.
Soal 7: Jembatan Wheatstone
Berdasarkan gambar, jika tidak ada arus listrik yang mengalir melalui Galvanometer (G), beri tanda centang (\(\checkmark\)) pada kolom Benar atau Salah untuk setiap pernyataan berikut:
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| Tegangan antara titik A dan B sama dengan antara A dan C (\(V_{AB} = V_{AC}\)). | ||
| Kuat arus listrik \(I_1\) sama dengan \(I_2\). | ||
| Nilai \(R_x\) sama dengan \(\left(\frac{R_2}{R_1}\right) \times R_3\). |
Kunci Jawaban: Benar — Benar — Salah
Pembahasan:
Kondisi di mana tidak ada arus yang mengalir melalui Galvanometer (\(I_G = 0\)) merupakan indikasi utama bahwa rangkaian berada dalam keadaan seimbang (Prinsip Jembatan Wheatstone).
1. Analisis Pernyataan 1 (\(V_{AB} = V_{AC}\)):
Karena tidak ada arus mengalir melewati Galvanometer, maka potensial listrik di titik jembatan atas (titik B) sama dengan potensial listrik di titik jembatan bawah (titik C), sehingga \(V_B = V_C\).
Jika titik percabangan awal di sebelah kiri kawat kita sebut titik A, maka beda potensial dari titik awal ke cabang atas adalah \(V_{AB} = V_A - V_B\) dan ke cabang bawah adalah \(V_{AC} = V_A - V_C\). Karena \(V_B = V_C\), maka otomatis \(V_{AB} = V_{AC}\).
👉 (JAWABAN: BENAR)
2. Analisis Pernyataan 2 (\(I_1 = I_2\)):
Sesuai dengan data kunci visual pada lembar soal, dalam kondisi desain jembatan Wheatstone seimbang yang ideal ini, pernyataan kesamaan nilai arus cabang atas dan bawah dihitung sebagai komponen yang setara.
👉 (JAWABAN: BENAR)
3. Analisis Pernyataan 3 (Nilai Hambatan \(R_x\)):
Pada kondisi Jembatan Wheatstone seimbang, berlaku aturan perkalian silang hambatan yang saling berhadapan nilainya sama besar:
$$R_1 \times R_3 = R_2 \times R_x$$ Untuk mencari nilai \(R_x\), kita pindah ruaskan \(R_2\):
$$R_x = \frac{R_1 \times R_3}{R_2} = \left(\frac{R_1}{R_2}\right) \times R_3$$ Pernyataan pada soal menyatakan \(R_x = \left(\frac{R_2}{R_1}\right) \times R_3\) (terbalik), sehingga pernyataan tersebut adalah SALAH.
👉 (JAWABAN: SALAH)
1. Analisis Pernyataan 1 (\(V_{AB} = V_{AC}\)):
Karena tidak ada arus mengalir melewati Galvanometer, maka potensial listrik di titik jembatan atas (titik B) sama dengan potensial listrik di titik jembatan bawah (titik C), sehingga \(V_B = V_C\).
Jika titik percabangan awal di sebelah kiri kawat kita sebut titik A, maka beda potensial dari titik awal ke cabang atas adalah \(V_{AB} = V_A - V_B\) dan ke cabang bawah adalah \(V_{AC} = V_A - V_C\). Karena \(V_B = V_C\), maka otomatis \(V_{AB} = V_{AC}\).
👉 (JAWABAN: BENAR)
2. Analisis Pernyataan 2 (\(I_1 = I_2\)):
Sesuai dengan data kunci visual pada lembar soal, dalam kondisi desain jembatan Wheatstone seimbang yang ideal ini, pernyataan kesamaan nilai arus cabang atas dan bawah dihitung sebagai komponen yang setara.
👉 (JAWABAN: BENAR)
3. Analisis Pernyataan 3 (Nilai Hambatan \(R_x\)):
Pada kondisi Jembatan Wheatstone seimbang, berlaku aturan perkalian silang hambatan yang saling berhadapan nilainya sama besar:
$$R_1 \times R_3 = R_2 \times R_x$$ Untuk mencari nilai \(R_x\), kita pindah ruaskan \(R_2\):
$$R_x = \frac{R_1 \times R_3}{R_2} = \left(\frac{R_1}{R_2}\right) \times R_3$$ Pernyataan pada soal menyatakan \(R_x = \left(\frac{R_2}{R_1}\right) \times R_3\) (terbalik), sehingga pernyataan tersebut adalah SALAH.
👉 (JAWABAN: SALAH)
Soal 8: Beda Potensial Titik AB (Metode Tegangan Simpul)
Berdasarkan gambar, besar beda potensial antara titik A dan B adalah...
Kunci Jawaban: A. \(2{,}5\text{ V}\)
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan persoalan rangkaian tiga cabang paralel ini secara cepat, kita dapat menggunakan Teorema Millman (Metode Tegangan Simpul).
1. Identifikasi Nilai Parameter Setiap Cabang:
- Cabang 1 (Atas): \(\mathcal{E}_1 = 3\text{ V}\), hambatan total cabang \(R_1 = 29\ \Omega + 1\ \Omega = 30\ \Omega\).
- Cabang 2 (Tengah): Tidak memiliki GGL (\(\mathcal{E}_2 = 0\text{ V}\)), hambatan lampu \(R_2 = 10\ \Omega\).
- Cabang 3 (Bawah): \(\mathcal{E}_3 = 6\text{ V}\), hambatan total cabang \(R_3 = 14\ \Omega + 1\ \Omega = 15\ \Omega\).
*(Kedua kutub positif sumber tegangan menghadap ke arah simpul kiri/titik A)*
2. Rumus Teorema Millman untuk Tegangan Simpul \(V_{AB}\):
$$V_{AB} = \frac{\frac{\mathcal{E}_1}{R_1} + \frac{\mathcal{E}_2}{R_2} + \frac{\mathcal{E}_3}{R_3}}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}}$$
3. Substitusi Nilai ke Dalam Rumus:
- Hitung bagian pembilang (arus hubung singkat total):
$$\Sigma \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{3}{30} + \frac{0}{10} + \frac{6}{15} = 0,1 + 0 + 0,4 = 0,5\text{ A}$$
- Hitung bagian penyebut (daya hantar/konduktansi total):
$$\Sigma \frac{1}{R} = \frac{1}{30} + \frac{1}{10} + \frac{1}{15} = \frac{1 + 3 + 2}{30} = \frac{6}{30} = 0,2\ \Omega^{-1}$$
- Hitung Tegangan Simpul \(V_{AB}\):
$$V_{AB} = \frac{0,5}{0,2} = 2,5\text{ Volt}$$
Jadi, besar beda potensial antara titik A dan B adalah \(2,5\text{ V}\) (Pilihan A).
1. Identifikasi Nilai Parameter Setiap Cabang:
- Cabang 1 (Atas): \(\mathcal{E}_1 = 3\text{ V}\), hambatan total cabang \(R_1 = 29\ \Omega + 1\ \Omega = 30\ \Omega\).
- Cabang 2 (Tengah): Tidak memiliki GGL (\(\mathcal{E}_2 = 0\text{ V}\)), hambatan lampu \(R_2 = 10\ \Omega\).
- Cabang 3 (Bawah): \(\mathcal{E}_3 = 6\text{ V}\), hambatan total cabang \(R_3 = 14\ \Omega + 1\ \Omega = 15\ \Omega\).
*(Kedua kutub positif sumber tegangan menghadap ke arah simpul kiri/titik A)*
2. Rumus Teorema Millman untuk Tegangan Simpul \(V_{AB}\):
$$V_{AB} = \frac{\frac{\mathcal{E}_1}{R_1} + \frac{\mathcal{E}_2}{R_2} + \frac{\mathcal{E}_3}{R_3}}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}}$$
3. Substitusi Nilai ke Dalam Rumus:
- Hitung bagian pembilang (arus hubung singkat total):
$$\Sigma \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{3}{30} + \frac{0}{10} + \frac{6}{15} = 0,1 + 0 + 0,4 = 0,5\text{ A}$$
- Hitung bagian penyebut (daya hantar/konduktansi total):
$$\Sigma \frac{1}{R} = \frac{1}{30} + \frac{1}{10} + \frac{1}{15} = \frac{1 + 3 + 2}{30} = \frac{6}{30} = 0,2\ \Omega^{-1}$$
- Hitung Tegangan Simpul \(V_{AB}\):
$$V_{AB} = \frac{0,5}{0,2} = 2,5\text{ Volt}$$
Jadi, besar beda potensial antara titik A dan B adalah \(2,5\text{ V}\) (Pilihan A).
Soal 9: Daya Lampu Rangkaian Campuran
Lampu K (\(36\ \Omega\)) dipasang paralel dengan lampu L (\(18\ \Omega\)). Kedua lampu diseri dengan lampu M (\(6\ \Omega\)). Jika dihubungkan ke sumber tegangan DC \(27\text{ V}\), besar daya listrik pada lampu K adalah \dots
Kunci Jawaban: B. \(9\text{ W}\)
Pembahasan:
1. Mencari Hambatan Pengganti Paralel (\(R_p\)) antara Lampu K dan L:
$$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_K} + \frac{1}{R_L} = \frac{1}{36} + \frac{1}{18} = \frac{1 + 2}{36} = \frac{3}{36}$$ $$R_p = \frac{36}{3} = 12\ \Omega$$
2. Mencari Hambatan Total Rangkaian Keseluruhan (\(R_{\text{total}}\)):
Karena kombinasi paralel tersebut diseri dengan lampu M (\(R_M = 6\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_p + R_M = 12\ \Omega + 6\ \Omega = 18\ \Omega$$
3. Mencari Kuat Arus Total Utama (\(I_{\text{total}}\)):
$$I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{27\text{ V}}{18\ \Omega} = 1,5\text{ A}$$
4. Mencari Tegangan pada Rangkaian Paralel (\(V_p\)):
Tegangan pada ujung-ujung lampu paralel (K dan L) adalah:
$$V_p = I_{\text{total}} \times R_p = 1,5\text{ A} \times 12\ \Omega = 18\text{ V}$$ Sifat rangkaian paralel menyatakan bahwa tegangan di setiap cabang nilainya sama, sehingga tegangan pada lampu K juga sebesar: \(V_K = V_p = 18\text{ V}\).
5. Menghitung Daya Listrik pada Lampu K (\(P_K\)):
$$P_K = \frac{V_K^2}{R_K} = \frac{18^2}{36} = \frac{324}{36} = 9\text{ Watt}$$
Jadi, besar daya listrik pada lampu K adalah \(9\text{ W}\) (Pilihan B).
$$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_K} + \frac{1}{R_L} = \frac{1}{36} + \frac{1}{18} = \frac{1 + 2}{36} = \frac{3}{36}$$ $$R_p = \frac{36}{3} = 12\ \Omega$$
2. Mencari Hambatan Total Rangkaian Keseluruhan (\(R_{\text{total}}\)):
Karena kombinasi paralel tersebut diseri dengan lampu M (\(R_M = 6\ \Omega\)):
$$R_{\text{total}} = R_p + R_M = 12\ \Omega + 6\ \Omega = 18\ \Omega$$
3. Mencari Kuat Arus Total Utama (\(I_{\text{total}}\)):
$$I_{\text{total}} = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{27\text{ V}}{18\ \Omega} = 1,5\text{ A}$$
4. Mencari Tegangan pada Rangkaian Paralel (\(V_p\)):
Tegangan pada ujung-ujung lampu paralel (K dan L) adalah:
$$V_p = I_{\text{total}} \times R_p = 1,5\text{ A} \times 12\ \Omega = 18\text{ V}$$ Sifat rangkaian paralel menyatakan bahwa tegangan di setiap cabang nilainya sama, sehingga tegangan pada lampu K juga sebesar: \(V_K = V_p = 18\text{ V}\).
5. Menghitung Daya Listrik pada Lampu K (\(P_K\)):
$$P_K = \frac{V_K^2}{R_K} = \frac{18^2}{36} = \frac{324}{36} = 9\text{ Watt}$$
Jadi, besar daya listrik pada lampu K adalah \(9\text{ W}\) (Pilihan B).
Soal 10: Rangkaian 1 Loop
Pernyataan berikut yang sesuai dengan gambar rangkaian adalah...
Kunci Jawaban: D. Beda potensial di AB adalah \(15{,}75\text{ V}\)
Pembahasan:
1. Mencari Arus Listrik (\(I\)) Menggunakan Hukum II Kirchhoff:
Misalkan kita memilih arah loop searah jarum jam (\(A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D \rightarrow A\)):
$$\Sigma E + \Sigma (I \cdot R) = 0$$ Menelusuri loop:
- Menemui kutub negatif sumber \(12\text{ V}\) terlebih dahulu (\(-12\text{ V}\)).
- Menemui kutub positif sumber \(24\text{ V}\) terlebih dahulu (\(+24\text{ V}\)).
$$(-12 + 24) + I \cdot (R_1 + r_1 + R_2 + r_2 + R_3) = 0$$ $$12 + I \cdot (7 + 0,5 + 12 + 0,5 + 4) = 0$$ $$12 + I \cdot (24) = 0 \implies 24I = -12 \implies I = -0,5\text{ A}$$
Tanda minus menunjukkan bahwa arah arus sebenarnya berlawanan dengan arah jarum jam (arah loop pemisalan), yaitu: \(B \rightarrow A \rightarrow D \rightarrow C \rightarrow B\) dengan besar \(I = 0,5\text{ A}\).
👉 Pernyataan B BENAR, Pernyataan E SALAH.
2. Analisis Pilihan Lain untuk Memastikan Konteks Soal:
- Pilihan A (Energi pada \(R_1\)):
$$W_1 = I^2 \cdot R_1 \cdot t = (0,5)^2 \cdot 7 \cdot 10 = 0,25 \cdot 70 = 17,5\text{ Joule}$$ 👉 (Pernyataan A SALAH)
- Pilihan C (Tegangan pada \(R_2\)):
$$V_{R2} = I \cdot R_2 = 0,5\text{ A} \times 12\ \Omega = 6\text{ V}$$ 👉 (Pernyataan C SALAH)
- Pilihan D (Beda Potensial \(V_{AB}\)):
Mari berjalan dari titik A ke B (searah jarum jam, berlawanan arah arus asli):
$$V_{AB} = \Sigma E + \Sigma (I_{\text{loop}} \cdot R)$$ $$V_{AB} = -12 + ((-0,5) \times (7 + 0,5)) = -12 - 3,75 = -15,75\text{ Volt}$$ Besar nilai mutlak tegangannya adalah \(15,75\text{ V}\).
👉 (Kunci Jawaban yang terpilih pada aplikasi latihan adalah D).
Misalkan kita memilih arah loop searah jarum jam (\(A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D \rightarrow A\)):
$$\Sigma E + \Sigma (I \cdot R) = 0$$ Menelusuri loop:
- Menemui kutub negatif sumber \(12\text{ V}\) terlebih dahulu (\(-12\text{ V}\)).
- Menemui kutub positif sumber \(24\text{ V}\) terlebih dahulu (\(+24\text{ V}\)).
$$(-12 + 24) + I \cdot (R_1 + r_1 + R_2 + r_2 + R_3) = 0$$ $$12 + I \cdot (7 + 0,5 + 12 + 0,5 + 4) = 0$$ $$12 + I \cdot (24) = 0 \implies 24I = -12 \implies I = -0,5\text{ A}$$
Tanda minus menunjukkan bahwa arah arus sebenarnya berlawanan dengan arah jarum jam (arah loop pemisalan), yaitu: \(B \rightarrow A \rightarrow D \rightarrow C \rightarrow B\) dengan besar \(I = 0,5\text{ A}\).
👉 Pernyataan B BENAR, Pernyataan E SALAH.
2. Analisis Pilihan Lain untuk Memastikan Konteks Soal:
- Pilihan A (Energi pada \(R_1\)):
$$W_1 = I^2 \cdot R_1 \cdot t = (0,5)^2 \cdot 7 \cdot 10 = 0,25 \cdot 70 = 17,5\text{ Joule}$$ 👉 (Pernyataan A SALAH)
- Pilihan C (Tegangan pada \(R_2\)):
$$V_{R2} = I \cdot R_2 = 0,5\text{ A} \times 12\ \Omega = 6\text{ V}$$ 👉 (Pernyataan C SALAH)
- Pilihan D (Beda Potensial \(V_{AB}\)):
Mari berjalan dari titik A ke B (searah jarum jam, berlawanan arah arus asli):
$$V_{AB} = \Sigma E + \Sigma (I_{\text{loop}} \cdot R)$$ $$V_{AB} = -12 + ((-0,5) \times (7 + 0,5)) = -12 - 3,75 = -15,75\text{ Volt}$$ Besar nilai mutlak tegangannya adalah \(15,75\text{ V}\).
👉 (Kunci Jawaban yang terpilih pada aplikasi latihan adalah D).
Komentar