Friday, 11 November 2016

Pembahasan Fisika UN: Listrik Dinamis

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Listrik Dinamis.

Soal Listrik Dinamis UN 2012

Perhatikan gambar berikut!

Rangkaian listrik dengan susunan hambatan seri dan paralel, arus listrik yang mengalir pada R2

Arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah ….
A.   0,7 A
B.   1,3 A
C.   2,0 A
D.   3,0 A
E.   3,3 A



Pembahasan

Untuk menentukan arus listrik yang mengalir pada R2, kita tentukan terlebih dahulu arus totalnya (arus sebelum percabangan). Sedangkan untuk menentukan arus total, harus dicari dulu hambatan totalnya.

Hambatan R2 dan R3 tersusun paralel sehingga hambatan paralelnya (Rp) adalah
Penghitungan hambatan pengganti susunan paralel
Rp = 6/3
     = 2
Sedangkan hambatan R1 dan Rp tersusun seri sehingga hambatan totalnya (Rt) adalah
Rt = R1 + Rp
    = 1 + 2
    = 3
Arus totalnya rangkaian di atas dapat dicari dengan menggunakan hukum Ohm.
Penentuan arus total dengan menggunakan hukum Ohm
    = 2
Misalkan arus yang mengalir pada R2 kita sebut I2 maka arus yang mengalir pada hambatan tersebut dapat ditentukan dengan rumus
Arus yang mengalir pada R2
      = 1,33
      ≡ 1,3
Jadi, arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah 1,3 A (B).

Soal Listrik Dinamis UN 2013

Perhatikan gambar rangkaian tertutup di bawah ini!

Rangkaian listrik tertutup dengan 2 sumber tegangan yang berlawanan

Apabila R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, dan R3 = 6 Ω, maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah ....
A.   1,2 ampere
B.   1,0 ampere
C.   0,6 ampere
D.   0,5 ampere
E.   0,2 ampere

Pembahasan

Rangkaian listrik di atas tersusun dari 2 sumber tegangan sehingga harus diselesaikan dengan hukum II Kirchhoff.

Hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah tegangan pada sebuah loop adalah nol.
ΣV = 0
Hukum II Kirchhoff di atas juga berarti bahwa jumlah ggl listrik (E) dalam rangkaian tersebut sama dengan perkalian arus terhadap hambatan totalnya.

ΣE=I . Rt
E1 + E2=I (R1 + R2 + R3)
9 + (−3)=I × (2 + 4 + 6)
6=12I
I=6/12

=0,5

Jadi, kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 0,5 ampere (D).

Soal Listrik Dinamis UN 2011

Perhatikan rangkaian listrik di bawah ini!

Rangkaian listrik dengan 2 sumber arus yang berlawanan, arus yang mengalir

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω, besar kuat arus listrik yang melalui rangkaian tersebut adalah ….
A.   0,5 A
B.   1,5 A
C.   1,8 A
D.   4,5 A
E.   5,4 A




Pembahasan

Pada rangkaian listrik di atas, hambatan totalnya merupakan jumlah seluruh hambatan, baik hambatan luar (R) maupun hambatan dalam (r).

Hukum II Kirchhoff yang berlaku untuk rangkaian di atas adalah

ΣE=I . Rt
18 + (−9)=I × (2 + 3 + 0,5 + 0,5)
9=6I
I=9/6
=1,5

Jadi, besar kuat arus listrik yang melalui rangkaian tersebut adalah 1,5 A (B).

Soal Listrik Dinamis UN 2014

Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut!

Rangkaian listrik dengan 2 sumber tegangan

Kuat arus listrik total yang mengalir pada rangkaian adalah ....
A.   3,6 A
B.   2,8 A
C.   2,4 A
D.   2,2 A
E.   1,2 A

Pembahasan

Tingkat kesulitan soal di atas hanya terletak pada penentuan hambatan total. Mari kita tentukan terlebih dahulu hambatan total rangkaian tersebut.

Dua hambatan 3 Ω tersusun seri. Sebut saja hambatan penggantinya adalah Rs.
Rs = 3 Ω + 3 Ω
     = 6 Ω
Sedangkan hambatan pengganti Rs tersusun paralel dengan hambatan 6 Ω. Karena keduanya bernilai sama maka hambatan paralelnya (Rp) dapat dirumuskan
Rp = R/2
     = 6/2 Ω
     = 3 Ω
Hambatan pengganti Rp ini tersusun seri dengan hambatan 2 Ω. Sehingga hambatan total (Rp) rangkaian tersebut adalah
Rt = Rp + 2 Ω
     = 3 Ω + 2 Ω
     = 5 Ω
Dengan demikian, arus total yang mengalir pada rangkaian, sesuai dengan hukum II Kirchhoff adalah

ΣE=I . Rt
12 + (−6)=I × 5
6=5I
I=6/5

=1,2

Jadi, kuat arus listrik total yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 1,2 A (E).

Soal Listrik Dinamis UN 2015

Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Rangkaian listrik dengan dua sumber tegangan yang searah

Tegangan jepit antara titik A dan E adalah ....
A.   1 volt
B.   2 volt
C.   4 volt
D.   6 volt
E.   8 volt

Pembahasan

Semua komponen pada rangkaian di atas tersusun seri sehingga arus yang mengalir pada setiap komponen adalah sama.

Kuat arus pada rangkaian tersebut dapat ditentukan dengan hukum II Kirchhoff.

ΣE=I . Rt
9 + 3=I × (3 + 1 + 2)
12=6I
I=12/6

=2

Dengan demikian beda potensial antara titik A dan E adalah
VAE = I . RAE
       = 2 × 1
       = 2
Jadi, tegangan jepit antara titik A dan E adalah 2 volt (B).

Pembahasan soal Listrik Dinamis yang lain bisa dibaca di:
Pembahasan Fisika UN 2014 No. 30
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 29
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 32

Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Induksi Magnet.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.



No comments:

Post a Comment

Maaf, komentar yang tidak berhubungan dengan konten, banyak mengandung singkatan kata, atau mengandung link aktif, tidak kami tayangkan.

Komentar Anda akan kami moderasi sebelum kami tayangkan. Centang 'Notify me' agar Anda mendapat pemberitahuan lewat email bahwa komentar Anda sudah ditayangkan