Contoh soal dan Pembahasan Arus dan Hambatan Listrik

Selamat berjumpa kembali kawan-kawan, di bawah ini akan disajikan Contoh soal dan Pembahasan Arus dan Hambatan Listrik. Semoga Contoh soal dan Pembahasan Arus dan Hambatan Listrik ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1) Suatu hambatan listrik dialiri oleh arus sebesar 3 A. Jika beda potensial pada kedua ujung penghambat listrik adalah 9 Volt. Tentukan besar nilai Hambatan Listrik Tersebut?

Pembahasan:
Diketahui:
I = 3 A
V = 9 Volt
Ditanya : Hambatan Listrik (R) = …..?

Jawaban
Gunakan Hukum Ohm
V = I.R
R = V/I
R = (9 Volt) / (3 A)
R = 3 Ohm.
Jadi, besar hambatan listrik adalah 3 Ohm

Soal No. 2) Jika suatu Hambatan X di hubungkan pada sebuah sumber tegangan sebesar 15 Volt, maka arus yang terbaca oleh amperameter adalah 5 A. Sedangkan, jika suatu Hambatan Y dihubungkan pada sumber tegangan sebesar 20 Volt, maka arus yang terbaca adalah 2 A. Tentukan besar perbandingan Hambatan X : Y ?

Jawaban:
Diketahui:
Hambatan X :
Vx = 15 V
Ix = 3 A
Hambatan Y:
Vy = 20 V
Iy = 2 A
Ditanya : Hambatan X : Y = ….?

Mencari Besar Hambatan X
Rx = Vx / Ix
Rx = (15 V) / ( 3 A) = 5 Ohm

Mencari Besar Hambatan Y
Ry = Vy / Iy
Ry = (20 V) / (2 A) = 10 Ohm

Maka Besar Perbandingan Hambatan X : Y adalah
Rx : Ry = 5 : 10, atau
Rx : Ry = 1 : 2

Jadi besar perbandingan Hambatan X:Y adalah 1:2

Soal No. 3) Lilitan kawat mempunyai hambatan 25 Ohm pada suhu 35^oC, sedangkan pada suhu 50^oC hambatannya menjadi 25,17 Ohm. Berapakah koefisien hambatan suhu jenisnya?

Jawaban:

R = R₀(1 + α . ΔT)
25, 17 = 25(1 + α . 15)
1,0068 = 1 + 15α
0,0068 = 15α
α = 4,5 x 10^-4
Sehingga koefisien hambatan suhu jenisnya adalah 44,5 x 10^{-4 o}C
Soal No. 4) Sebuah kawat aluminium yang memiliki dengan luas penampang 2.10^-4 m^2 memiliki nilai hambatan sebesar 10^-4 Ohm. Jika hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. Tentukan berapa panjang kawat aluminium tersebut?

Jawaban:
Diketahui:
A = 2.10^-4 m^2
R = 10^-4 Ohm
ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm
Ditanya : Berapa Panjang Kawat Aluminium (L) = ….?

Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar

Jadi, panjang kawat aluminium tersebut adalah 70,92 cm

Soal No. 5) Hitung hambat jenis tembaga jika sepotong tembaga yang panjangnya 12,5 meter dan penampangnya 5 mm², hambatannya 0,0425 Ohm.

Jawaban:
Diketahui L = 12,5 m; A = 5 mm² = 5 x 10^-6 m² dan R = 0,0425 Ohm, maka hambat jenis kawat tembaga tersebut dapat kita peroleh dari
R = ρL/A atau
ρ = RA/L = (0,0425 Ω)(5 x 10^-6 m²)/(12,5 m) = 1,7 x 10^-8 Ωm

Soal No. 6) Sebuah tabung gas diberi beda potensial sehingga gas-gas di dalamnya terionisasi (terurai) menjadi ion-ion positif dan elektron-elektron. Tiap ion membawa 1 muatan positif. Jika dalam tabung itu mengalir tiap menit 1,5 x 10¹⁸ ion positif dan 4,2 x 10¹⁸ elektron. Tentukan besar dan arah arus listrik yang timbul!

Jawaban:
Aliran ion positif akan memberikan arus listrik yang arahnya ke kutub negatif. Sedangkan aliran elektron yang bergerak ke kutub positif yang juga memberikan arus listrik yang arahnya ke kutub negatif. Jadi, arus listrik yang timbul adalah penjumlahan dari aliran ion positif dan ion negatif.

Karena muatan satu ion positif 1,6 x 10^-19 C maka jumlah muatan yang mengalir  dalam 1 menit Q_ion = 1,5 x 10¹⁸ x 1,6 x 10^-19 = 0,24 C. Sedangkan jumlah total muatan elektron-elektron dalam tabung gas adalah Q_e = 4,2 x 10¹⁸ x 1,6 x 10^-19 = 0,672 C, maka kuat arus listrik yang timbul adalah
I = I_ion + I_elektron
= Q_ion/∆t + Q_e/∆t
I = (0,24 + 0,672)/60 = 0,0152 A