Simak video materi Listrik Dinamis berikut ini yah!
Inilah contoh soal dan pembahasan jawaban listrik dinamis arus searah, materi fisika SMP Kelas 9 (IX),tercakup menentukan kuat arus dari muatan dan waktu, menentukan jumlah elektron yang mengalir, hambat jenis kawat, pemasangan ampermeter dan voltmeter pada suatu rangkaian listrik, hukum Ohm, Kirchoff, menentukan hambatan pengganti atau hambatan total untuk rangkaian seri, paralel dan campuran, menentukan daya dan energi listrik, serta menghitung tarif listrik. Soal No. 1 b) jumlah elektron Pembahasan n = Q/Qe dimana: n = jumlah elektronQe = muatan satu elektron (1,6 x 10−19 Coulomb) Q = muatan yang akan dihitung jumlah elektronnya sehingga:n = Q/Qe n = 240 / (1,6 x 10−19) n = 150 x 1019 n = 1,5 x 1021 buah elektron Nonton Video POJOK MATERI : Listrik Dinamis Part 1 Nonton Video POJOK MATERI : Listrik Dinamis Part 2 Soal No. 5 Sebuah kawat penghantar memiliki panjang L dan luas penampang A dan memiliki hambatan sebesar 120 Ω. Jika kawat dengan bahan yang sama memiliki panjang 2 L dan luas penampang 3 A, tentukan hambatan kawat kedua ini!Pembahasan Rumus untuk menghitung hambatan suatu kawat penghantar adalah:R = ρL/ A dimana R = hambatan kawat (Ω) L = panjang kawat (m) A = luas penampang kawat (m2) ρ = hambat jenis kawat Kawat yang berbahan sama memiliki hambat jenis yang sama, sehinggaR2 / R1 = (L2/A2) / (L1/A1) R2 = (L2/L1) x (A1/A2) x R1 R2 = (2L/L) x (A/3A) x 120 R2 = (2/1) x(1/3) R2 = (2/3) x 120 = 80 Ω Soal No. 2 Muatan sebesar 360 C mengalir dalam dua menit dalam suatu rangkaian. Tentukan Kuat arus rangkaian listrik tersebut! Pembahasan I = Q/t I = 360 coulomb / 120 sekonI = 3 Ampere Baca juga : Apa itu Listrik Dinamis dan Apa Saja Contoh dan Rumusnya Rumus pada Medan Listrik dan Hukum Coulomb Sumber Arus dan Sumber Energi Listrik Soal No. 3 Konversikan satuan berikut: a) 5 μ C = ........C b) 100 mC = .........C c) 5000 nC = .........C Pembahasan a) 5 μC = 5 x 10−6 = 0,000005 C b) 100 mC = 100 x 10−3 = 0,1 C c) 5000 nC = 5000 x 10−9 = 5 x 10−6 = 0,000005 C Soal No. 4 Konversikan satuan berikut : a) 5 kΩ = ....... Ω b) 0,3 kΩ = .....Ω c) 5 MΩ = .........ΩPembahasan a) 5 kΩ = 5 x 1000 = 5000 Ω b) 0,3 kΩ = 0,3 x 1000 = 300 Ω c) 5 MΩ = 5 x 1000000 = 5000000 ΩSoal No. 6 Sebuah kawat penghantar dengan panjang 10 meter memiliki hambatan sebesar 100 Ω Jika kawat dipotong menjadi 2 bagian yang sama panjang, tentukan hambatan yang dimiliki oleh masing-masing potongan kawat!Pembahasan Data dari soal:L1 = L L2 = 1/2 L A1 = A2 R1 = 100 Ω R2 / R1 = (L2/L1) x R1 (luas penampang dan hambat jenis kedua kawat adalah sama!!) R2 = ( 0,5 L / L) x 100 Ω: R2 = 50 Ω (Thanks to nasha atas masukannya,..) Soal No. 7 Ubah satuan berikut: a) 300 mA = .........A b) 12 mA = ..........A Pembahasan a) 300 mA = 300 : 1000 = 0,3 A b) 12 mA = 12 : 1000 = 0,012 ASoal No. 8 Diberikan sebuah rangkaian listrik arus searah terdiri dari tiga buah lampu, dua buah saklar dan sebuah sumber arus listrik. Manakah lampu-lampu yang menyala jika: a) saklar 1 tertutup, saklar 2 terbuka b) saklar 2 tertutup, saklar 1 terbuka c) saklar 1 tertutup, saklar 2 tertutup d) saklar 1 terbuka, saklar 2 terbuka Pembahasan Arus listrik akan mengalir jika terdapat beban dan rangkaian yang tertutup, sehingga: a) saklar 1 tertutup, saklar 2 terbuka lampu 2 dan 3 menyala, lampu 1 mati b) saklar 2 tertutup, saklar 1 terbuka semua lampu akan mati c) saklar 1 tertutup, saklar 2 tertutup semua lampu menyala d) saklar 1 terbuka, saklar 2 terbuka semua lampu mati Soal No. 9 X dan Y adalah dua buah alat ukur listrik yang berbeda. Manakah posisi pemasangan voltmeter dan amperemeter jika yang diukur adalah tegangan pada lampu 3 dan kuat arus pada lampu 3? Pembahasan Voltmeter untuk mengukur tegangan antara dua titik, dalam hal ini adalah tegangan pada lampu 3, voltmeter harus dipasang secara paralel dengan beban yang hendak diukur, posisi yang benar adalah X. Amperemeter untuk mengukur kuat arus yang mengalir melalui suatu beban dalam hal ini adalah lampu 3, ampermeter harus dipasang secara seri dengan alat yang hendak diukur besar kuat arusnya, so, kabelnya dipotong dulu trus sambungin ke kaki Amperemeter, posisi yang benar adalah Y.Soal No. 10 Perhatikan gambar berikutTentukan hambatan pengganti antara titik A dan B jika R1, R2 dan R3 berturut-turut besarnya adalah 5 Ω, 10 Ω dan 15 Ω! Pembahasan Rangkaian diatas adalah tersusun seri, sehingga hambatan penggantinya adalah:Rt = R1 + R2 + R3 = 5 + 10 + 15 = 30 ΩSoal No. 11 Pada rangkaian berikut jika R1 = 9 Ω dan hambatan pengganti antara titik AB adalah 6 Ω tentukan besar hambatan R2 ! Pembahasan Rangkaian diatas adalah hambatan yang disusun secara paralal. Hambatan total untuk paralel adalah 1/ Rt = 1/R1 + 1/R2 1/ 6 = 1/9 + 1/R2 1/R2 = 1/6 − 1/9 1/R2 = 3/18 − 2/18 1/R2 = 1/18 R2 = 18 Ohm Soal No. 12 Dari rangkaian hambatan berikut R1 = 10 Ω R2 = 9 Ω R3 = 18 Ω Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B! Pembahasan Rangkaian campuran, selesaikan paralel antara R2 dan R3 terlebih dahulu 1/ Rp = 1/R2 + 1/R3 1/ Rp = 1/9 + 1/18 1/ Rp = 2/18 + 1/18 1/ Rp = 3/18 Rp = 18/3 = 6 Ω Hasil ini kemudian diserikan dengan R1 Rt = 10 + 6 = 16 Ω Berikut ini adalah sebuah rangkaian listrik sederhana yang terdiri sebuah baterai sebagai sumber tegangan listrik ε dan sebuah beban resistor R.
b) jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menit Pembahasan a) kuat arus yang mengalir Untuk rangkaian sederhana seperti di atas cukup gunakan: I = ε / R I = 12 / 3 I = 4 A b) jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menit Q = I x t Q = 4 A x 60 detik Q = 240 Coulomb Soal No. 14 Sebuah rangkaian terdiri dari sebuah sumber tegangan dan sebuah hambatan seperti ditunjukan gambar berikut! Tentukan: a) kuat arus I b) tegangan jepit ABPembahasan a) Berbeda dengan nomor 14, soal ini pada baterai terdapat hambatan dalam yaitu r, sehingga untuk mencari kuat arus rangkaian I = ε / R + r I = 12 / (8,5 + 0,5) I = 12 / 9 I = 4/3 Ampere b) Tegangan antara titik A dan B bisa ditemukan melalui 2 cara, yaitupertama VAB = I x R = (4/3) x 8,5 = 11,33 volt kedua VAB = ε − I x r = 12 − (4/3)x(0,5) = 11,33 volt Soal No. 15 Sebuah rangkaian listrik arus searah terdiri dari sebuah baterai 12 volt, dan tiga buah hambatan masing-masing: R1 = 40 Ω R2 = 60 Ω R3 = 6 Ω Tentukan: a) hambatan total pada rangkaian b) kuat arus rangkaian (I) c) kuat arus pada hambatan R1 d) kuat arus pada hambatan R2 e) apakah Itotal, I1 dan I2 memenuhi hukum kirchoff arus? Pembahasan a) seperti nomor 12, adik akan mendapatkan jawaban Rtotal= 30 Ω b) Kuat arus rangkaian I = 12 volt / 30 Ω I = 0,4 A c) kuat arus pada hambatan R1 I1 = Itotal x (R2 / (R1 + R2) I1 = 0,4 x (60 / (40 + 60) I1 = 0,4 x (60 / (100) = 0,24 A d) kuat arus pada hambatan R2 I2 = Itotal x (R1 / (R1 + R2) I2 = 0,4 x (40 / (40 + 60) I2 = 0,4 x (40 / (100) = 0,16 A e) apakah Itotal, I1 dan I2 memenuhi hukum kirchoff arus? Menurut hukum kirchoff arus, ΣImasuk = ΣIkeluar Jadi jumlah I1 dan I2 harus sama dengan Itotal = 0,4 A Itotal = I1 + I2 Itotal = 0,24 + 0,16 = 0,40 A, sesuai hasil perhitungan point b diatas. Soal No. 16 Sebuah lampu dipasang pada tegangan 220 volt dan menghasilkan kuat arus listrik sebesar 0,25 A. Tentukan : a) daya lampu b) energi yang digunakan lampu dalam 12 jam Pembahasan Rumus daya listrik: P = V x I a) daya lampu P = V x I = 220 x 0,25 = 55 watt b) energi dalam 12 jam = 12 x 60 x 60 detik = 43200 detik W = P x t = 55 x 43200 = 2376000 JouleSoal No. 17 Budi membeli lampu bertuliskan 220 volt, 100 watt, perkirakan hambatan yang dimiliki lampu tersebut!Pembahasan Mencari hambatan dari daya lampu yang diketahui:P = V2/ R R = V2/ P R = 2202 / 100 R = 484 Ω Soal No. 18 Pembahasan Hambatan lampu saat dipasang pada tegangan 220 volt maupun 110 adalah tetapR2 = R1 V22/ P2 = V12/ P1 P2 = (V1/V2)2 x P1 P2 = (110/220) 2 x 100 = 1/4 x 100 watt = 25 watt Soal No. 19 Pemanas air dengan spesifikasi 200 watt digunakan untuk memasak air bersuhu 30°C sebanyak 0,5 kg. Jika kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C tentukan berapa lama waktu yang diperlukan hingga air mencapai suhu 100°C !Pembahasan Energi listrik diubah menjadi kalor untuk memanaskan air Data soal: P = 200 watt Δ T = 100 − 30 = 70 °C m = 0,5 kg c = 4200 J/kg°C t = .......... P x t = m x c x ΔT 200 x t = 0,5 x 4200 x 70 t = 147000 / 200 t = 735 detik t = 735 / 60 menit = 12,25 menit Soal No. 20 Sebuah rumah memasang 5 lampu 20 watt dan menyala 12 jam sehari, 2 lampu 60 watt menyala 5 jam sehari, sebuah kulkas 125 watt menyala 24 jam sehari, pesawat TV 200 watt menyala 6 jam sehari dan sebuah setrika listrik 250 watt yang dipakai 2 jam sehari. Jika tarif listrik adalah Rp 750 / kwh, perkirakan biaya listrik rumah tersebut dalam satu hari, satu minggu (7 hari) dan satu bulan (30 hari)! Pembahasan Cara menghitung tarif listrik : Pola: (watt alat)x(jumlah alat)x(lama pemakaian) Lampu → 20 watt x 5 x 12 jam = 1200 wh Lampu → 60 watt x 2 x 5 jam = 600 wh Kulkas → 125 watt x 1 x 24 jam = 3000 wh TV 200 → watt x 1 x 6 jam = 1200 wh Setrika → 250 watt x `1 x 2 jam = 500 wh ---------------------------------------- + Energi dipakai dalam sehari = 6500 wh = 6,5 kwh Tarif listrik dalam satu hari = Rp 750 x 6,5 = Rp 4875 Tarif listrik dalam satu minggu = Rp 4875 x 7 = Rp 34125 Tarif listrik dalam satu bulan = Rp 4875 x 30 = 146250 Baca Juga : Karakteristik Rangkaian Listrik Seri Karakteristik Rangkaian Listrik Paralel Rumus Hukum Kirchoff I dan II Soal No. 21 Pembahasan Tentukan hambatan pengganti atau hambatan totalnya terlebih dulu:R1 dan R2 susunan seri, tinggal dijumlahkan saja R12 = 10 + 10 = 20 Ω R3 dan R4 susunan paralel, pakai seper-seper terus dibalik: 1/R34 = 1/8 + 1/8 = 2/8 R34 = 8/2 = 4 Ω R12 dan R34 lantas diseri lagi biar jadi Rtotal Rtotal = 20 + 4 = 24 Ω Terakhir menghitung arus rangkaian: I = V/R = 12/24 = 0,5 A |