Soal Essay dan Jawaban Fisika Rangkaian Listrik Dinamis

Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Soal Essay dan Jawaban Fisika Rangkaian Listrik Dinamis. Mudah-mudahan Soal Essay dan Jawaban Fisika Rangkaian Listrik Dinamis ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1). Diketahui kuat arus yang melalui R4 adalah 7,2 Ampere.

Tentukan nilai tegangan sumber V

Jawaban:
Mencari kuat arus yang melalui hambatan R1 dengan prinsip pembagian arus rangkaian paralel :

Soal No. 2). Rangkaian listrik berikut terdiri 3 buah hambatan dan satu buah baterai 24 Volt yang memiliki hambatan dalam 1 Ω. Lihat gambar dibawah dan tentukan:

a) Kuat arus rangkaian
b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3
c) Beda potensial antara titik A dan B
d) Beda potensial antara titik B dan C
e) Beda potensial antara titik C dan D
f) Beda potensial antara titik A dan C
g) Beda potensial antara titik B dan D
h) Beda potensial antara titik A dan D
i) Beda potensial antara ujung -ujung baterai
j) Daya pada hambatan R1
k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit
l) Daya rangkaian
m) Energi rangkaian dalam 5 menit

Jawaban:

a) Kuat arus rangkaian

b) Kuat arus pada R1 , R2 dan R3
Kuat arus yang melewati hambatan-hambatan yang dirangkai seri adalah sama.

c) Beda potensial antara titik A dan B

d) Beda potensial antara titik B dan C

e) Beda potensial antara titik C dan D

f) Beda potensial antara titik A dan C

g) Beda potensial antara titik B dan D

h) Beda potensial antara titik A dan D

i) Beda potensial antara ujung-ujung baterai

j) Daya pada hambatan R1

k) Energi listrik yang diserap hambatan R1 dalam 5 menit

W = I2Rt = (2,4)2(2) (5×60) = 3456 joule

l) Daya rangkaian

P = I2R = (2,4)2(10) = 57,6 watt

m) Energi rangkaian dalam 5 menit

Soal No. 3). Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut

Tentukan :
a) Hambatan pengganti
b) Kuat arus rangkaian
c) Kuat arus yang melalui R4
d) Kuat arus yang melalui R1
e) Kuat arus yang melalui R2
f) Kuat arus yang melalui R3
g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R4
h) Beda potensial ujung-ujung R1
i) Beda potensial ujung-ujung R2
j) Daya yang diserap R1

Jawaban:
a) Hambatan pengganti

b) Kuat arus rangkaian

c) Kuat arus yang melalui R4 sama dengan kuat arus rangkaian

d) Kuat arus yang melalui R1

e) Kuat arus yang melalui R2

f) Kuat arus yang melalui R3

g) Beda potensial ujung-ujung hambatan R4

V4 = I4R4 = (1,2)(10) = 12 volt

h) Beda potensial ujung-ujung R1

V1 = I1R1 = (0,6)(20) = 12 volt

i) Beda potensial ujung-ujung R2 sama dengan beda potensial pada ujung R1 karena dirangkai parallel

j) Daya yang diserap R1

Soal No. 4). Dua buah baterai dengan ggl masing-masing 3 volt dan hambatan dalam 0,5 Ω disusun seri.

Hambatan luar R = 1,5 Ω dirangkai seperti gambar. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian!

Jawaban:
Dua buah bateri disusun seri. Ggl total dari bateri dan hambatan dalam penggantinya:
E = 3 v + 3 v = 6 volt
r = 0,5 Ω + 0,5 Ω = 1 Ω

Rangkaian ekivalennya seperti berikut.

Kuat arus yang mengalir pada rangkaian:
I = 6 : (1 +1,5)
I = 6 : 2,5 = 2,4 A

Soal No. 5). Air dapat dimasak menggunakan pemanas air dengan spesifikasi 250 watt. Air yang akan dimasak memiliki berat 1 kg dengan suhu 35°C. Apabila air memiliki besar kalor jenis 4200 J/kg°C. Maka hitunglah waktu yang dibutuhkan sampai suhu air mencapai 110°C?

Diketahui : P = 250 watt; m = 1 kg; ΔT = 110 – 35 = 75°C; c = 4200 J/kg°C
Ditanyakan : t = ?

Jawaban
P x t = m x c x ΔT
250 x t = 1 x 4200 x 75
250t = 315000
t = 315000/250
t = 1260 detik
t = 1260/60 menit
t = 21 menit
Jadi waktu yang dibutuhkan sampai suhu air mencapai 110°C ialah 21 menit.

Soal No. 6). Perhatikan gambar dibawah ini!
Tentukan aliran arus listrik yang terdapat pada hambatan R2?
Pembahasan.
Diketahui : R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 9 Ω; V = 8 V
Ditanyakan : I2 = ?
Jawaban
Contoh soal listrik dinamis kelas 12 ini dapat diselesaikan dengan mencari jumlah total hambatannya terlebih dahulu. Untuk melakukannya dapat menggunakan langkah langkah seperti di bawah ini:
1/Rp = 1/R2 + 1/R3
         = 1/3 + 1/9
         = 3/9 + 1/9
         = 4/9
   Rp = 9/4 Ω
Hambatan Total (Rt) = R1 + Rp
                                  = 1 + 9/4
                                  = 13/4 Ω
Langkah berikutnya yaitu mencari arus totalnya dengan hukum Ohm seperti di bawah ini:
I = V/Rt
  = 8/(13/4)
  = 32/13 A
Langkah terakhir yaitu menghitung arus yang mengalir pada R2 dengan rumus seperti berikut:
I2 = R3 / (R2 + R3) x I
    = 9 / (3 + 9) x 32/13
    = 9 / 13 x 32/13
    = 1,7 A
Jadi pada hambatan R2 terdapat arus listrik yang mengalir sebesar 1,7 A.
Soal No. 7). Besar masing masing resistor yang berjumlah 3 buah dalam rangkaian seri yaitu 4 Ω, 5 Ω dan 7 Ω. Kemudian terdapat sebuah baterai yang dihubungkan pada kedua ujungnya dengan besar GGL 6 Volt dan hambatan dalamnya 3/4 Ω. Hitunglah tegangan jepit pada rangkaian tersebut?
Pembahasan.
Diketahui : R1 = 4 Ω; R2 = 5 Ω; R3 = 7 Ω; V = 6 V; R = 3/4 Ω
Ditanyakan : V jepit = ?
Jawaban
Contoh soal listrik dinamis kelas 12 ini dapat diselesaikan dengan langkah langkah seperti di bawah ini:
R total = R1 + R2 + R3 + R
            = 4 + 5 + 7 + 3/4
            = 16,75 Ω
I = V / R
  = 6 / 16,75
  = 0,35 A
V jepit = I x R jepit
           = 0,35 x (4 + 5 + 7)
           = 5,6 Volt
Jadi tegangan jepit pada rangkaian tersebut ialah 5,6 Volt.
Soal No. 9). Pemasangan tiga buah hambatan terjadi secara pararel dengan besar 8 Ω, 6 Ω dan 14 Ω, dimana terdapat tegangan listrik pula yang menghubungkannya. Tentukan perbandingan aliran arus listrik pada setiap hambatannya?
Pembahasan
Diketahui : R1 = 8 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 14 Ω
Ditanyakan : Perbandingan arus = ?
Jawaban
Besar tegangan pada rangkaian pararel ini pada umumnya sama. Maka:
     V1 =    V2  = V3

I1 x 8 = I2 x 6 = I3 x 14
I1 : I2 : I3 = 8 : 6 : 14
= 4 : 3 : 7

Jadi perbandingan aliran arus listrik pada setiap hambatannya ialah 4 : 3 : 7.

Contoh Soal Essay dan Jawaban Listrik

Hallo kawan-kawan, admin akan memberikan contoh soal essay dan jawaban tentang arus listrik bolak balik. Mudah-mudahan contoh soal essay dan jawaban tentang arus listrik bolak balik ini memberikan manfaat yang banyak.

Yang dimaksud dengan listrik Arus bolak-balik adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan listrik arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu.

Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Soal No. 1). Sebuah generator menghasilkan tegangan sinusoidal dengan persamaan V = 200 sin 200t. Berapa nilai dari:
Vmax
Frekuensi tegangan

Pembahasan
Diketahui
V = 200 sin 200t

Jawaban
Persamaan umum tegangan AC
V = Vmax sin ωt
Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa tegangan maksimumatau Vmax bernilai 200V
ω = 200
2 pi f = 200
f = 100/pi
f = 31.81 Hz
Jadi frekuensi gelombang tersebut bernilai 31.81 Hz

2. Jika tegangan maksimum sumber arus bolak-balik = 220 V, maka besar kuat arus maksimum yang mengalir pada rangkaian adalah….

Pembahasan
Diketahui
R = 60 Ω
XL = 240 Ω
XC = 40 Ω
Vmax = 220 V

Jawaban:
Z = sqrt (602+(240-40)2)
Z = sqrt (602+2002)
Z = 208.81 Ω
Im = Vm/Z
Im = 220 / 208.81
Im = 1.1 A
Jadi nilai arus yang mengalir pada rangkaian adalah 1.1 A

Soal No. 3). Sebuah dinamo sepeda terdiri atas 1000 lilitan. Dinamo dihubungkan dengan roda sedemikian sehingga putaran roda sama dengan putaran poros kumparan. Ketika roda berputar dengan 30 putaran per menit, ternyata tegangan yang dihasilkan adalah 10 V. Jika luas penampang kumparan pada dinamo 20 cm2, maka kuat medan magnet yang digunakan pada dinamo tersebut adalah……

Jawaban:
D1 : N = 1000
Vef = 10 V → Vmaks = 10√2 V = 14,1 V
A = 20 cm2 = 2 x 10-3 m2
ω = 30 rpm = 2π rad/s
D2 : B…?
D3 :

 

 

 

 

 

Soal No. 4). Suatu rangkaian seri R, L, dan C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik. Apabila induktansi 1/25π2 H dan kapasitas kapasitor 25 μF, maka resonansi rangkaian terjadi pada frekuensi …..

Jawaban:
D1 : L = 1/25π2 H
C = 25 Μf
D2 : f…?
D3 :