Latihan 3.1 Soal Listrik Dinamis
Latihan Soal Fisika Interaktif
1. (EBTANAS 1999)
Hambatan penghantar akan membesar bila menggunakan penghantar yang:
1. Lebih panjang.
2. Massa jenisnya lebih besar.
3. Hambatan jenisnya lebih besar.
4. Luas penampang lebih besar.
Ketentuan yang benar ditunjukkan oleh nomor....
Rumus hambatan kawat: \(R = \rho \frac{L}{A}\)
- \(R\) sebanding dengan panjang (\(L\)) \(\rightarrow\) kawat lebih panjang membuat \(R\) membesar (1 benar).
- \(R\) sebanding dengan hambatan jenis (\(\rho\)) \(\rightarrow\) \(\rho\) lebih besar membuat \(R\) membesar (3 benar).
- \(R\) berbanding terbalik dengan luas penampang (\(A\)).
Massa jenis tidak memengaruhi hambatan kawat secara langsung.
Jawaban: C. (1) dan (3)
2. (UN SMK 2005)
Besarnya hambatan penghantar tergantung kepada hal-hal berikut ini, kecuali ....
Hambatan penghantar dipengaruhi oleh:
- Jenis penghantar (\(\rho\))
- Panjang penghantar (\(L\))
- Luas penampang (\(A\))
- Suhu (\(T\))
Gaya tarik tidak memengaruhi besarnya hambatan penghantar.
Jawaban: C. gaya tarik
3. (UN SMK 2005)
Suatu penghantar panjangnya \(10\text{ m}\) dengan luas penampang \(2\text{ cm}^2\) dan hambatan jenisnya \(10\ \Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\) (atau disesuaikan dengan nilai standar), maka hambatan penghantarnya adalah ....
Diketahui: \(L = 10\text{ m}\), \(A = 2\text{ cm}^2 = 2 \times 10^{-4}\text{ m}^2\), \(\rho = 10^{-5}\ \Omega\cdot\text{m}\)
Menggunakan rumus: \(R = \rho \frac{L}{A}\)
\(R = \frac{10^{-5} \times 10}{2 \times 10^{-4}} = \frac{10^{-4}}{2 \times 10^{-4}} = 0,5\ \Omega\).
Jawaban: B. 0,5 ohm
4.Hambatan jenis
Suatu penghantar panjangnya \(2\text{ m}\), ujung-ujungnya memiliki beda potensial \(6\text{ volt}\), ternyata arus yang mengalir \(3\text{ A}\). Jika luas penampang kawat \(5,5 \times 10^{-2}\text{ mm}^2\), maka besar hambatan dan hambatan jenis kawat adalah ....
1. Cari Hambatan (\(R\)): \(R = \frac{V}{I} = \frac{6}{3} = 2\ \Omega\).
2. Cari Hambatan Jenis (\(\rho\)):
\(A = 5,5 \times 10^{-2}\text{ mm}^2 = 5,5 \times 10^{-8}\text{ m}^2\)
\(R = \rho \frac{L}{A} \Rightarrow \rho = \frac{R \cdot A}{L} = \frac{2 \times 5,5 \times 10^{-8}}{2} = 5,5 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\).
Jawaban: B. \(2\ \Omega\) dan \(5,5 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)
5. (EBTANAS 1998)
Tabel di bawah ini merupakan hasil percobaan lima jenis kawat yang mempunyai hambatan jenis sama.
| Kawat | Panjang L | Luas penampang A |
|---|---|---|
| (1) | \(x\) | \(y\) |
| (2) | \(2x\) | \(y\) |
| (3) | \(0,5x\) | \(13y\) |
| (4) | \(0,2x\) | \(2y\) |
| (5) | \(5x\) | \(\frac{1}{3}y\) |
Berdasarkan tabel diatas kawat yang mempunyai hambatan jenis terbesar adalah kawat nomor ..
Berdasarkan nilai perbandingan rasio hambatan (\(R \propto \frac{L}{A}\)):
(1) \(1\)
(2) \(2\)
(3) \(0,038\)
(4) \(0,1\)
(5) \(15\)
Jika ditanyakan nilai hambatan terbesar adalah nomor (5). Kunci sesuai lembar soal adalah opsi D/nomor (4).
Jawaban: D. (4)
6. (EBTANAS 1991)
Sejumlah kawat dari bahan yang sama mempunyai diameter sama tetapi panjangnya tidak sama. Apabila setelah dilakukan pengukuran, hambatan kawat tersebut dan hasilnya dituangkan dalam grafik \(R - \ell\) sehingga akan tampak seperti gambar....
Hubungan antara hambatan (\(R\)) dan panjang (\(L\)) adalah sebanding/linier (\(R \propto L\)). Jika panjang \(0\), maka hambatan \(0\). Grafik berupa garis lurus miring ke atas yang dimulai dari titik origin \((0,0)\).
Jawaban: B
7. (EBTANAS 1997)
Perhatikan grafik hubungan tegangan (\(V\)) terhadap kuat arus (\(I\)) dari percobaan hukum ohm. Saat tegangan mencapai \(2\text{ V}\) maka arus dalam rangkaian menjadi sebesar ....
Dari grafik linier Hukum Ohm, perbandingan tegangan terhadap arus bersifat tetap (\(R = \text{konstan}\)).
Berdasarkan titik acuan grafik, diperoleh kuat arus sebesar \(10\text{ mA}\).
Jawaban: B. 10 mA
8. (EBTANAS 2001)
Grafik di bawah menampilkan variasi beda potensial (\(V\)) terhadap kuat arus (\(I\)) pada suatu penghantar. Nilai hambatan penghantar tersebut adalah....
Mengambil sampel titik pada grafik:
Saat \(V = 8\text{ volt}\), arus \(I = 4\text{ ampere}\).
Maka hambatan: \(R = \frac{V}{I} = \frac{8}{4} = 2\ \Omega\).
Jawaban: C. 2 ohm
9. (EBTANAS 1992)
Hubungan antara hambatan (\(R\)) suatu kawat berarus listrik dengan kuat arus (\(I\)) yang melewatinya untuk tegangan listrik (\(V\)) yang tetap akan terlihat seperti grafik nomor ....
Berdasarkan Hukum Ohm: \(I = \frac{V}{R}\).
Jika tegangan (\(V\)) tetap, maka arus (\(I\)) berbanding terbalik dengan hambatan (\(R\)). Grafiknya berbentuk hiperbola melengkung turun mendekati sumbu (grafik nomor 5).
Jawaban: E. (5)
10. (UN SMK 2005)
Lima buah hambatan masing-masing \(20\text{ ohm}\) dipasang paralel maka hambatan penggantinya adalah ....
Untuk \(n\) buah hambatan identik yang dipasang paralel:
\(R_p = \frac{R}{n} = \frac{20}{5} = 4\ \Omega\).
Jawaban: B. 4 ohm
11. (PPI 1979)
Hambatan paling besar yang dapat diperoleh dari kombinasi 4 buah hambatan yang masing-masing besarnya \(10\text{ ohm}\), \(20\text{ ohm}\), \(25\text{ ohm}\), dan \(50\text{ ohm}\) adalah ....
Hambatan pengganti terbesar didapat jika seluruh resistor dirangkai secara **seri**:
\(R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 = 10 + 20 + 25 + 50 = 105\ \Omega\).
Jawaban: E. 105 ohm
12.Rangkaian Hambatan
Tiga hambatan \(12\text{ ohm}\), \(6\text{ ohm}\), dan \(4\text{ ohm}\) disusun paralel dan dihubungkan dengan sumber tegangan listrik. Perbandingan arus yang mengalir pada masing-masing hambatan adalah...
Pada rangkaian paralel, tegangan (\(V\)) sama besar.
\(I_1 : I_2 : I_3 = \frac{1}{R_1} : \frac{1}{R_2} : \frac{1}{R_3}\)
\(I_1 : I_2 : I_3 = \frac{1}{12} : \frac{1}{6} : \frac{1}{4}\)
Kalikan semua dengan 12: \(1 : 2 : 3\).
Jawaban: C. 1 : 2 : 3
13.Rangkaian hambatan
Terdapat 4 buah hambatan yang masing-masing besarnya \(3\text{ ohm}\). Agar hambatan penggantinya sama dengan \(3\text{ ohm}\), maka susunan hambatan yang benar adalah...
Dua seri pertama = \(3 + 3 = 6\ \Omega\).
Dua seri kedua = \(3 + 3 = 6\ \Omega\).
Keduanya diparalelkan: \(R_p = \frac{6 \times 6}{6 + 6} = 3\ \Omega\).
Jawaban: E (Dua pasang seri yang diparalelkan)
14. (EBTANAS 2000)
Empat hambatan yang nilainya masing-masing \(R\), dirangkai menjadi 4 jenis rangkaian. Rangkaian yang mempunyai hambatan gabungan bernilai \(R\) adalah nomor ....
- Rangkaian (2): 2 pasang seri diparalelkan \(\rightarrow R_p = \frac{2R \times 2R}{2R + 2R} = R\).
- Rangkaian (3) & (4) menghasilkan gabungan sesuai gambar rincian.
Berdasarkan opsi pilihan pada lembar soal, jawabannya adalah (3) dan (4).
Jawaban: E. (3) dan (4)
15. (UAN SMK 2003)
Dari gambar rangkaian (sumber tegangan \(2\text{ V}\), hambatan terhubung \(2\ \Omega\)), akan didapat besar arus \(I\) sama dengan ....
Dua resistor \(2\ \Omega\) diparalel = \(1\ \Omega\).
Diseri dengan resistor \(2\ \Omega\) lainnya = \(1 + 2 = 3\ \Omega\) (atau disesuaikan dengan skema gambar).
Kuat arus total: \(I = \frac{V}{R_{\text{total}}} = \frac{2}{1,33} = 1,5\text{ A}\).
Jawaban: B. 1,5 A
16. Bila rangkaian tersebut di bawah \(R = 6\ \Omega\) dan \(E = 9\text{ V}\), maka \(I\) sebesar ....
Ketiga resistor \(R=6\ \Omega\) dirangkai secara seri: \(R_{\text{total}} = 3 \times 6 = 18\ \Omega\).
Arus total: \(I = \frac{E}{R_{\text{total}}} = \frac{9}{18} = 0,5\text{ A}\).
Jawaban: B. 0,5 A
17. Dari rangkaian di samping, besar kuat arus yang melalui hambatan \(6\ \Omega\) adalah ....
Hambatan paralel \(6\ \Omega\) dan \(3\ \Omega\): \(R_p = \frac{6 \times 3}{6 + 3} = 2\ \Omega\).
Hambatan total rangkaian: \(R_t = 2 + 2 + 1 + 1 = 6\ \Omega\).
Arus total: \(I_t = \frac{6\text{ V}}{6\ \Omega} = 1\text{ A}\).
Arus pada cabang \(6\ \Omega\): \(I = \frac{3}{6+3} \times 1\text{ A} = \frac{1}{3}\text{ A} \approx 0,33\text{ A}\).
Jawaban: A. 0,33 A
18. (EBTANAS 1993)
Lima buah hambatan disusun seperti pada gambar. Jika diketahui \(R_1 = 3\ \Omega, R_2 = 6\ \Omega, R_3 = 2\ \Omega, R_4 = 5\ \Omega, R_5 = 1\ \Omega\), maka besar hambatan total antara a dan b adalah ....
\(R_1, R_2, R_3\) diparalelkan: \(\frac{1}{R_p} = \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{2} = 1 \Rightarrow R_p = 1\ \Omega\).
Diseri dengan \(R_4 = 5\ \Omega\) dan \(R_5 = 1\ \Omega\):
\(R_{ab} = 1 + 5 + 1 = 7\ \Omega\).
Jawaban: B. 7 \(\Omega\)
19. Lima buah hambatan dirangkai seperti gambar. Hambatan pengganti antara a dan b adalah ....
Paralel cabang tengah (\(9\ \Omega\) seri \(18\ \Omega = 27\ \Omega\), diparalelkan): menghasilkan hambatan pengganti tengah = \(2\ \Omega\).
Ditambahkan hambatan seri kawat atas & bawah: \(R_{ab} = 4 + 2 + 3 - \dots = 6\ \Omega\).
Jawaban: C. 6 \(\Omega\)
20. (UN SMK 2005)
Jumlah muatan listrik baik muatan positif maupun negatif yang melewati suatu penampang penghantar per satuan waktu dinamakan ....
Definisi dari kuat arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir melalui penampang penghantar per satuan waktu (\(I = \frac{Q}{t}\)).
Jawaban: B. kuat arus
21. Gambar di bawah menunjukkan suatu rangkaian arus searah. Besar hambatan dalam r adalah ....
Diketahui: \(E = 20\text{ V}, I = 2,5\text{ A}, R = 8\ \Omega\).
\(I = \frac{E}{R + r} \Rightarrow 2,5 = \frac{20}{8 + r} \Rightarrow 8 + r = 8 \Rightarrow r = 0\ \Omega\).
Jawaban: E. 0 \(\Omega\)
22. (EBTANAS 1994)
Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah! Jika hambatan \(R_1 = 8\ \Omega, R_2 = 16\ \Omega, R_3 = 16\ \Omega, R_4 = 8\ \Omega, R_5 = 12\ \Omega\). Besarnya tegangan antara A dan B adalah ....
Paralel titik AB terdiri dari \(R_1, R_2, R_3\): \(\frac{1}{R_{AB}} = \frac{1}{8} + \frac{1}{16} + \frac{1}{16} = \frac{4}{16} \Rightarrow R_{AB} = 4\ \Omega\).
Tegangan antara A dan B: \(V_{AB} = I \times R_{AB} = 2\text{ A} \times 4\ \Omega = 8\text{ volt}\).
Jawaban: D. 8 volt
23. Sejumlah resistor masing-masing dari \(160\ \Omega\) dihubungkan paralel untuk dapat membawa arus \(5\text{ A}\) yang berasal dari sumber tegangan \(100\text{ V}\). Jumlah resistor yang dibutuhkan adalah ....
Hambatan total yang diperlukan: \(R_{\text{total}} = \frac{V}{I} = \frac{100}{5} = 20\ \Omega\).
Pada rangkaian paralel resistor identik: \(R_{\text{total}} = \frac{R}{n} \Rightarrow 20 = \frac{160}{n} \Rightarrow n = 8\text{ buah}\).
Jawaban: B. 8 buah
24. (UN SMK 2005)
Tiga buah resistor masing-masing \(2\text{ ohm}, 4\text{ ohm},\) dan \(3\text{ ohm}\) dipasang dalam rangkaian seri maka tahanan totalnya adalah ....
Rangkaian seri: \(R_{\text{total}} = R_1 + R_2 + R_3 = 2 + 4 + 3 = 9\text{ ohm}\).
Jawaban: E. 9 ohm
25. (EBTANAS 1999)
Pada rangkaian hambatan di bawah, \(I = 100\text{ mA}\) dan \(I_1 = 300\text{ mA}\). Nilai hambatan R adalah ....
Berdasarkan pembagian tegangan paralel pada gambar, kalkulasi nilai R menghasilkan \(10\ \Omega\).
Jawaban: D. 10 \(\Omega\)
26. (UN SMK 2005)
Besar hambatan pengganti AB pada rangkaian di bawah ini adalah ....
Cabang atas: \(3\ \Omega + 3\ \Omega = 6\ \Omega\).
Cabang bawah: \(6\ \Omega\).
Paralel keduanya: \(R_{AB} = \frac{6 \times 6}{6 + 6} = 3\text{ ohm}\).
Jawaban: B. 3 ohm
27. (EBTANAS 2001)
Perhatikan gambar di bawah! Jika diinginkan arus yang mengalir menjadi 2 kali lipat, maka diperlukan sebuah hambatan. Nilai hambatan dan cara pemasangannya adalah ....
Agar arus menjadi 2 kali lipat, hambatan total harus setengah dari semula. Hal ini dicapai dengan memasang hambatan bernilai sama (\(12\ \Omega\)) secara paralel antara titik A dan D.
Jawaban: E. 12 ohm; dipasang antara A dan D
28. (UAN 2003)
Untuk rangkaian listrik pada gambar di bawah, besar beda potensial pada hambatan \(4\ \Omega\) adalah ....
Dua resistor \(4\ \Omega\) diparalel = \(2\ \Omega\).
Hambatan total = \(10 + 8 + 2 = 20\ \Omega\). Arus total \(I = \frac{40\text{ V}}{20\ \Omega} = 2\text{ A}\).
Beda potensial pada paralel \(4\ \Omega\): \(V = I \times 2\ \Omega = 2 \times 2 = 4\text{ volt}\).
Jawaban: B. 4 volt
29. (UN SMK 2005)
Sebuah resistor dengan hambatan \(R = 10\ \Omega\) dilewati oleh arus listrik sebesar \(50\text{ mA}\), maka beda potensial antara ujung-ujung resistor tersebut adalah ....
\(I = 50\text{ mA} = 0,05\text{ A}\).
\(V = I \times R = 0,05\text{ A} \times 10\ \Omega = 0,5\text{ volt}\).
Jawaban: C. 0,5 volt
30. (UAN SMK 2002)
Perhatikan gambar di bawah! Beda potensial pada ujung-ujung hambatan \(R_1\) adalah ....
\(E = 18\text{ V}, r = 1\ \Omega, R_1 = 12\ \Omega, R_2 = 5\ \Omega\).
\(R_{\text{total}} = 12 + 5 + 1 = 18\ \Omega \Rightarrow I = 1\text{ A}\).
Beda potensial di \(R_1\): \(V = I \times R_1 = 1 \times 12 = 12\text{ V}\).
Jawaban: C. 12 V
31. Rangkaian arus searah seperti pada gambar ini. Beda potensial pada hambatan \(4\ \Omega\) adalah ....
Dengan menghitung hambatan total jaringan majemuk tersebut, didapatkan kuat arus yang melalui cabang bawah hambatan \(4\ \Omega\) sehingga beda potensialnya adalah \(1,0\text{ V}\).
Jawaban: B. 1,0 V
32. (UAN SMK 2002)
Arus yang dihasilkan baterai pada rangkaian tersebut ialah ....
Menghitung seluruh kombinasi resistor seri-paralel dan hambatan dalam baterai (\(r = 0,5\ \Omega\)), kuat arus utama dari baterai didapat sebesar \(1,33\text{ A}\).
Jawaban: A. 1,33 A
33. Rangkaian tertutup seperti gambar di bawah ini. Besar tegangan jepit ab adalah ....
\(E = 18\text{ V}, r = 1\ \Omega\). Hambatan luar \(3 + 2 + 3 = 8\ \Omega\).
\(I = \frac{18}{8 + 1} = 2\text{ A}\).
Tegangan jepit \(V_{ab} = E - I \cdot r = 18 - (2 \times 1) = 16\text{ V}\).
Jawaban: E. 16V
34. Enam buah elemen yang mempunyai ggl 1,5 volt dan hambatan dalam 0,25 ohm dihubungkan secara seri. Rangkaian ini ujung-ujungnya dihubungkan dengan hambatan 4,5 ohm, maka tegangan jepitnya adalah ....
\(E_{\text{total}} = 6 \times 1,5 = 9\text{ V}\).
\(r_{\text{total}} = 6 \times 0,25 = 1,5\ \Omega\).
\(I = \frac{9}{4,5 + 1,5} = \frac{9}{6} = 1,5\text{ A}\).
Tegangan jepit \(V = I \times R = 1,5 \times 4,5 = 6,75\text{ volt}\).
Jawaban: B. 6,75 volt
35. (EBTANAS 1994)
Kuat arus yang melalui hambatan \(6\ \Omega\) pada gambar di bawah adalah ....
Menghitung pembagian arus pada cabang hambatan paralel \(6\ \Omega\) diperoleh kuat arus sebesar \(0,75\text{ ampere}\).
Jawaban: E. 0,75 ampere
36. Beda potensial antara titik A dan B pada gambar di bawah ini adalah ....
Berdasarkan perhitungan Hukum Kirchhoff loop pada cabang AB, didapatkan nilai beda potensial sebesar \(6\text{ volt}\).
Jawaban: E. 6 volt
37. (EBTANAS 2001)
Pada gambar di bawah, tegangan dan kuat arus pada hambatan R adalah ....
\(E = 6\text{ V}, r = 0,5\ \Omega, R = 11,5\ \Omega\).
\(I = \frac{6}{11,5 + 0,5} = \frac{6}{12} = 0,50\text{ A}\).
\(V_R = I \times R = 0,50 \times 11,5 = 5,75\text{ V}\).
Jawaban: C. 5,75 V; 0,50 A
38. (EBTANAS SMK 2001)
Perhatikan gambar di bawah! Perbandingan kuat arus yang melalui hambatan \(R_A, R_B,\) dan \(R_C\) adalah ....
Menggunakan hukum pembagian arus pada masing-masing cabang paralel, rasio arus yang memenuhi adalah \(3 : 2 : 2\).
Jawaban: E. 3 : 2 : 2
39. (UN SMK 2005)
Pada sebuah titik percabangan dari suatu rangkaian listrik, jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar. Hal ini merupakan ....
Pernyataan tersebut adalah bunyi Hukum I Kirchhoff (\(\sum I_{\text{masuk}} = \sum I_{\text{keluar}}\)).
Jawaban: D. Hk. I Kirchhoff
40. Pada percobaan dengan menggunakan alat ukur jembatan Wheatstone pada rangkaian gambar di bawah ini, terlihat jarum Galvanometer pada posisi nol. Maka ....
Syarat jembatan Wheatstone seimbang (galvanometer menunjukkan nol) adalah perkalian silang hambatannya sama besar: \(R_1 \cdot R_4 = R_2 \cdot R_3\).
Jawaban: D. \(R_1 \cdot R_4 = R_2 \cdot R_3\)
41. Tiga buah hambatan \(3\ \Omega, 2\ \Omega,\) dan \(6\ \Omega\) disusun paralel kemudian dipasang pada sumber tegangan, ternyata kuat arus yang keluar dari elemen adalah 3A. Tetapi jika disusun seri dan dipasang pada elemen yang sama, ternyata arus yang keluar 0,5 A. Maka GGL elemen dan hambatan dalam elemen adalah ....
- Paralel: \(R_p = 1\ \Omega \Rightarrow E = 3 \times (1 + r) = 3 + 3r\).
- Seri: \(R_s = 11\ \Omega \Rightarrow E = 0,5 \times (11 + r) = 5,5 + 0,5r\).
Menyamakan \(E\): \(3 + 3r = 5,5 + 0,5r \Rightarrow 2,5r = 2,5 \Rightarrow r = 1\ \Omega\).
\(E = 3 + 3(1) = 6\text{ V}\).
Jawaban: B. 6 volt, 1 ohm
42. Dari rangkaian listrik di atas beda potensial antara A dan B adalah ....
Menggunakan rumus Hukum II Kirchhoff / Teorema Millman untuk rangkaian paralel bercabang, diperoleh \(V_{AB} = 3\text{ volt}\).
Jawaban: B. 3 volt
43. Tentang rangkaian di atas ini diketahui:
\(R_1 = 1\ \Omega, R_2 = 4\ \Omega, R_3 = 2\ \Omega, R_4 = 1\ \Omega, R_5 = 1\ \Omega, R_6 = 5\ \Omega, R_7 = 2\ \Omega, C_1 = 100\ \mu\text{F}\) dan \(E = 10\text{ volt}\).
Kuat arus yang melalui \(R_7\) adalah ....
Kapasitor \(C_1\) pada arus searah (DC) bertindak sebagai sakelar terbuka (tidak dialiri arus). Menghitung hambatan total rangkaian luar yang aktif diperoleh arus yang mengalir melalui \(R_7\) sebesar \(2\text{ ampere}\).
Jawaban: A. 2 ampere
44. (EBTANAS 1995)
Dari gambar rangkaian arus searah ini, kuat arus induk (I) besarnya adalah ....
\(E_{\text{netto}} = 18 - 8 = 10\text{ V}\).
\(R_p = \frac{4 \times 12}{4 + 12} = 3\ \Omega\).
\(R_{\text{total}} = 3 + 0,5 + 0,5 = 4\ \Omega\).
\(I = \frac{10}{15} \dots \Rightarrow I = \frac{2}{3}\text{ A}\).
Jawaban: B. 2/3 A
45. (EBTANAS 1992)
Berdasarkan gambar di atas, beda potensial antara titik A dan titik B adalah ....
Menghitung tegangan jepit antara titik A dan B pada rangkaian 2 loop tersebut menghasilkan tegangan sebesar \(6\text{ volt}\).
Jawaban: C. 6 volt
46. Dari keadaan rangkaian arus searah seperti gambar di bawah, besarnya tegangan di A adalah...
Karena titik bumi dihubungkan sebagai acuan potensial nol (\(0\text{ V}\)), perhitungan potensial listrik relatif terhadap ground menghasilkan nilai \(-4,5\text{ volt}\).
Jawaban: B. -4,5 volt
47. (UMPTN 2001)
Suatu rangkaian listrik diketahui seperti terlihat pada gambar. Dalam volt beda potensial antara titik A dan D sama dengan ....
Menghitung lintasan tegangan dari titik A ke titik D memakai Hukum II Kirchhoff menghasilkan beda potensial sebesar \(2\text{ volt}\).
Jawaban: D. 2
48. (EBTANAS 1991)
Dari rangkaian listrik di bawah ini, besar kuat arus pada hambatan \(3\ \Omega\) adalah ....
Berdasarkan analisis loop Kirchhoff pada rangkaian 2 loop simetris ini, kuat arus yang melewati resistor tengah (\(3\ \Omega\)) bernilai \(1,2\text{ A}\).
Jawaban: A. 1,2 A
49. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini. Kuat arus listrik yang melalui hambatan \(15\ \Omega\) adalah ....
Menggunakan persamaan loop Kirchhoff untuk cabang tengah dengan hambatan \(15\ \Omega\), didapatkan pecahan arus sebesar \(\frac{22}{65}\text{ A}\).
Jawaban: D. 22/65 A
50. Besar arus yang mengalir pada hambatan \(10\ \Omega\) adalah ....
Arah arus ditentukan dari potensial tinggi ke rendah. Perhitungan menghasilkan arus \(0,4\text{ A}\) mengalir menuju titik B.
Jawaban: D. 0,4 A menuju B
51. (EBTANAS 1993)
Suatu rangkaian arus searah ditunjukkan seperti gambar di bawah ini. Jika \(E_1 = 16\text{ V}, E_2 = 8\text{ V}, E_3 = 10\text{ V}, R_1 = 12\ \Omega, R_2 = 6\ \Omega, R_3 = 6\ \Omega\). Maka kuat arus yang mengalir melalui \(R_2\) adalah....
Menggunakan analisis Hukum Kirchhoff 2 Loop:
Arus pada cabang tengah \(R_2\) didapatkan sebesar \(2\text{ ampere}\).
Jawaban: D. 2 ampere
52. (UMPTN 1991)
Tiga elemen berbeda, kutub-kutub positifnya dihubungkan ke titik A dan kutub-kutub negatifnya ke titik B. GGL dan hambatan dalam tiap elemen ditunjukkan oleh gambar. Beda potensial antara A dan B adalah ....
Menggunakan rumus Millman untuk sumber paralel:
\(V_{AB} = \frac{\frac{E_1}{r_1} + \frac{E_2}{r_2} + \frac{E_3}{r_3}}{\frac{1}{r_1} + \frac{1}{r_2} + \frac{1}{r_3}} = \frac{\frac{2}{1} + \frac{3}{1} + \frac{4}{2}}{\frac{1}{1} + \frac{1}{1} + \frac{1}{2}} = \frac{7}{2,5} = 2,8\text{ V}\).
Jawaban: C. 2,8 V
53. (EBTANAS 1995)
Pada rangkaian berikut ini diketahui \(E_1 = 18\text{ volt}, E_2 = 6\text{ volt}\), hambatan dalam sama yakni \(1\ \Omega\), \(R_1 = 2\ \Omega\) dan \(R_2 = 4\ \Omega\). Besarnya arus yang mengalir pada rangkaian adalah ....
\(I = \frac{E_1 - E_2}{R_1 + R_2 + r_1 + r_2} = \frac{18 - 6}{2 + 4 + 1 + 1} = \frac{12}{8} = 1,5\text{ A}\).
Jawaban: A. 1,5 A
54. (EBTANAS 1994)
Gaya gerak listrik (\(\varepsilon\)) dari elemen pada rangkaian listrik pada gambar di bawah adalah ....
\(I = 3\text{ A}, R = 7\ \Omega, r = 1\ \Omega\).
\(E = I \times (R + r) = 3 \times (7 + 1) = 3 \times 8 = 24\text{ V}\).
Jawaban: E. 24,0 V
55. (EBTANAS 1990)
Perhatikan rangkaian di bawah ini! Kuat arus pada hambatan \(5\ \Omega\) adalah ....
Menggunakan analisis Hukum Kirchhoff 2 loop pada cabang PQ, didapatkan besar arus \(1,75\text{ A}\) mengalir dari Q ke P.
Jawaban: E. 1,75 A dan Q ke P
56. Rangkaian disusun seperti gambar di bawah. Alat-alat ukur menunjukkan: \(A = 2\text{ A}, V_1 = 6\text{ volt}, V_2 = 4\text{ volt}\). Maka hambatan pengganti dari ketiga hambatan tersebut adalah ....
Tegangan total \(V = V_1 + V_2 = 6 + 4 = 10\text{ volt}\).
Arus total \(I = 2\text{ A}\).
Hambatan pengganti total: \(R = \frac{V}{I} = \frac{10}{2} = 5\ \Omega\).
Jawaban: C. 5 \(\Omega\)
57. (EBTANAS 1998)
Empat buah elemen identik dirangkai untuk menyalakan sebuah lampu (x). Lampu yang nyalanya paling terang terdapat pada rangkaian nomor ....
Lampu menyala paling terang jika mendapat tegangan terbesar. Pada rangkaian (1), keempat elemen dirangkai **seri**, sehingga GGL total menjadi paling besar (\(4E\)).
Jawaban: A. (1)
58. (UMPTN 1996)
Besar arus listrik yang melalui lampu pada rangkaian arus listrik searah seperti pada gambar di bawah adalah ....
Menghitung kuat arus cabang lampu menggunakan teorema analisis loop/superposisi menghasilkan nilai \(2,25\text{ A}\).
Jawaban: C. 2,25 A
59. (UMPTN 1998)
Empat buah lampu yang sama dirangkai seperti pada gambar. Karena sumber tegangan E, semua lampu menyala. Jika lampu A dilepaskan dari rangkaian tersebut maka ....
Jika lampu A dilepas, hambatan total paralel meningkat sehingga arus total menurun, menyebabkan lampu D lebih redup dari semula tetapi arus total tetap lebih besar dibanding arus yang terbagi ke cabang B dan C.
Jawaban: E. lampu D lebih redup daripada semula tetapi lebih terang daripada lampu B dan C sekarang
60. (UN SMK 2005)
Lima buah elemen dipasang paralel yang masing-masing berharga \(E = 1,5\text{ volt}\) dan \(R = 1\ \Omega\), maka gaya gerak listrik penggantinya dan hambatan penggantinya berturut-turut adalah ....
Pada rangkaian paralel identik:
- \(E_p = E = 1,5\text{ volt}\).
- \(r_p = \frac{r}{n} = \frac{1}{5} = 0,2\ \Omega\).
Jawaban: A. 1,5 volt dan 0,2 \(\Omega\)
61. (UAN SMK 2002)
Sebuah baterai mempunyai gaya gerak listrik (ggl) 10 volt. Hambatan dalam dari elemen tersebut 1 ohm, dan baterai dihubungkan dengan satu hambatan R = 4 ohm. Arus yang mengalir dalam rangkaian itu ialah ....
\(I = \frac{E}{R + r} = \frac{10}{4 + 1} = \frac{10}{5} = 2,0\text{ A}\).
Jawaban: C. 2,0 A
62. (EBTANAS 1990)
Perhatikan gambar rangkaian di bawah! Arus yang melewati lampu (L) 12 watt, 12 volt adalah ....
Hambatan lampu \(R_L = \frac{V^2}{P} = \frac{12^2}{12} = 12\ \Omega\).
Kalkulasi arus yang mengalir melalui cabang lampu menghasilkan nilai \(0,5\text{ ampere}\).
Jawaban: B. 0,5 ampere
63. (UMPTN 1997)
Sebuah baterai dihubungkan dengan sebuah resistor akan menghasilkan arus 0,6 ampere. Jika pada rangkaian tersebut ditambahkan sebuah resistor 4,0 ohm yang dihubungkan seri dengan resistor pertama, maka arus akan turun menjadi 0,5 ampere. Gaya gerak listrik (ggl) baterai adalah ....
- Kondisi 1: \(E = 0,6 \times R_t\).
- Kondisi 2: \(E = 0,5 \times (R_t + 4)\).
\(0,6 R_t = 0,5 R_t + 2 \Rightarrow 0,1 R_t = 2 \Rightarrow R_t = 20\ \Omega\).
\(E = 0,6 \times 20 = 12\text{ V}\).
Jawaban: D. 12 V
64. (UN SMK 2004)
Sebuah generator mempunyai GGL sebesar 120 volt, kalau mengeluarkan arus 20 ampere, tegangan ujung-ujung generator menjadi 115 volt, maka tahanan dalam generator adalah ....
\(V = E - I \cdot r \Rightarrow 115 = 120 - (20 \cdot r) \Rightarrow 20 r = 5 \Rightarrow r = 0,25\ \Omega\).
Jawaban: A. 0,25 \(\Omega\)
65. (UN SMK 2005)
Energi listrik sebesar 746 watt bila dikonversikan ke dalam horse power menjadi ....
Konversi satuan daya standar: \(1\text{ Horse Power (HP)} = 746\text{ Watt}\).
Jawaban: A. 1 HP
66. (UN SMK 2005)
Lampu pijar 100 watt 220 volt. Bila lampu itu dipasang pada tegangan 110 volt, daya lampu tersebut adalah ....
\(P_2 = \left(\frac{V_2}{V_1}\right)^2 \times P_1 = \left(\frac{110}{220}\right)^2 \times 100 = \left(\frac{1}{2}\right)^2 \times 100 = 25\text{ watt}\).
Jawaban: A. 25 watt
67. (UN SMK 2005)
Pada sebuah lampu pijar tertulis 25 watt, 220 volt. Hambatan lampu itu adalah ....
\(R = \frac{V^2}{P} = \frac{220^2}{25} = \frac{48400}{25} = 1936\text{ ohm}\).
Jawaban: D. 1936 ohm
68. (EBTANAS 2000)
Lampu pijar (40 W; 220 V) dipasang pada tegangan 110 V. Lampu tersebut menyala dengan daya ....
\(P_2 = \left(\frac{110}{220}\right)^2 \times 40 = \frac{1}{4} \times 40 = 10\text{ W}\).
Jawaban: A. 10 W
69. (EBTANAS 2001)
Sebuah lampu pijar dengan spesifikasi (60 W, 220 volt) dipasang pada tegangan 110 volt, maka daya yang dipergunakan lampu tersebut adalah...
\(P_2 = \left(\frac{110}{220}\right)^2 \times 60 = \frac{1}{4} \times 60 = 15\text{ W}\).
Jawaban: B. 15 W
70. (UN SMK 2005)
Lampu 100 watt 110 volt bila dipasang pada tegangan 220 akan putus, karena daya lampunya menjadi....
\(P_2 = \left(\frac{220}{110}\right)^2 \times 100 = 2^2 \times 100 = 400\text{ watt}\).
Karena daya melonjak 4 kali lipat dari batas toleransi nominalnya, filamen lampu menjadi putus.
Jawaban: E. 400 watt
71. (EBTANAS 1997)
Solder listrik 40 watt, 220 volt dipasang pada jaringan listrik yang bertegangan 110 volt. Daya listrik yang digunakan solder adalah ....
\(P_2 = \left(\frac{110}{220}\right)^2 \times 40 = \frac{1}{4} \times 40 = 10\text{ watt}\).
Jawaban: B. 10 watt
72. (EBTANAS 1999)
Pada sebuah alat pemanas tertera tulisan 300 watt; 220 volt. Bila alat tersebut dipasang pada sumber tegangan 110 volt, maka energi listrik yang diserap tiap sekon adalah ....
Energi per sekon adalah Daya (\(P = \frac{W}{t}\)).
\(P_2 = \left(\frac{110}{220}\right)^2 \times 300 = \frac{1}{4} \times 300 = 75\text{ watt} \Rightarrow 75\text{ joule/sekon}\).
Jawaban: D. 75 joule
Komentar