Beranda - OSN Fisika SMP - Pembahasan soal fisika – Rangkaian listrik hambatan listrik 1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.52Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut. Besar arus listrik yang mengalir pada hambatan 8 Ohm adalah…. A. 1,8 Ampere B. 1,2 AmpereC. 0,8 AmpereD. 0,6 Ampere PembahasanDiketahui : Resistor 1 (R1) = 12 Ω Resistor 2 (R2) = 8 ΩResistor 3 (R3) = 10 ΩTegangan listrik (V) = 12 Volt Ditanya : Kuat arus melalui R1 Jawab : Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah arus listrik pada rangkaian di atas sama dengan arah putaran jarum jam. Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai : Resistor pengganti :Resistor R1 dan resistor R2 tersusun seri. Resistor pengganti adalah :R12 = R1 + R2 = 12 + 8 = 20 ΩResistor R12 dan resistor R3 tersusun paralel. Resistor pengganti adalah :1/R = 1/R12 + 1/R3 = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20 R = 20/3 Ω Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai :I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 Ampere Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai adalah 1,8 Ampere Ampere. Kuat arus listrik yang melalui resistor 8 Ω R3 = 10 Ω Kuat arus listrik yang melalui resistor 10 Ω I12 = Vab / R12 = 12 Volt / 20 Ω = 0,6 Ampere Hukum I Kirchhoff menyatakan bahwa kuat arus listrik yang masuk pada suatu cabang sama dengan kuat arus listrik yang keluar dari cabang tersebut. Berdasarkan hukum I Kirchhoff disimpulkan bahwa kuat arus listrik yang melewati resistor 20 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 12 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 8 Ω = 0,6 Ampere. 2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.51 R23 = 6/3 Ω = 2 Ω Resistor 4 Ω dan resistor 2 Ω tersusun seri. Resistor pengganti adalah : Kuat arus listrik yang keluar dari sumber tegangan : Beda potensial antara titik a dan b :V = I R = (1 Ampere)(2 Ohm) = 2 voltBeda potensial antara titik a dan b = beda potensial antara ujung-ujung resistor 2 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 3 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 6 Ω = 2 volt. Jawaban yang benar adalah B. Hambatan listrik3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.57Tiga buah hambatan listrik, jika disusun paralel nilai hambatannya 12/11 Ohm, jika disusun seri besarnya menjadi 12 Ohm, maka besar hambatan tersebut masing-masing….A. 1 Ohm, 2 Ohm, 3 OhmB. 2 Ohm, 4 Ohm, 6 OhmC. 1 Ohm, 3 Ohm, 5 OhmD. 3 Ohm, 4 Ohm, 5 OhmPembahasanApabila hambatan listrik disusun seri maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus : R = R1 + R2 + R3 12 = R1 + R2 + R3Pilihan yang mungkin adalah jawaban B dan D. Jika hambatan listrik disusun paralel maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Jika menggunakan jawaban B maka :1/R = 1/2 + 1/4 + 1/61/R = 6/12 + 3/12 + 2/121/R = 11/12R = 12/11Jawaban yang benar adalah B. Hambatan jenis4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.56 Resistivitas tungsten (ρ1) = 5,5 x 10-8 Ohm meter Resistivitas timah (ρ2) = 22 x 10-8 Ohm meterPanjang kawat tungsten (L1) = 5 meterPanjang kawat timah (L2) = 5 meterDiameter tungsten (D1) = 2 mmJari-jari tungsten (R1) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10-3 meterDitanya : Diameter timah (D2)Jawab :Luas permukaan kawat tungsten : A1 = π r2 = π (10-3)2 = π 10-6 Nilai hambat kawat tungsten dan kawat timah sama.R1 = R2ρ1 L1 / A1 = ρ2 L2 / A2(5,5 x 10-8)(5) / π 10-6 = (22 x 10-8)(5) / π r25,5 / 10-6 = 22 / r25,5 r2 = 22 x 10-6r2 = (22 x 10-6 ) / 5,5r2 = 4 x 10-6 r = 2 x 10-3 meterr = 2 milimeter Jawaban yang benar adalah A. 1. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut. Besar arus listrik yang mengalir pada hambatan 8 Ohm adalah…. D. 0,6 Ampere PembahasanDiketahui : Resistor 1 (R1) = 12 Ω Resistor 2 (R2) = 8 Ω Resistor 3 (R3) = 10 ΩTegangan listrik (V) = 12 Volt Ditanya : Kuat arus melalui R1 Jawab : Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah arus listrik pada rangkaian di atas sama dengan arah putaran jarum jam. Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai : Resistor pengganti : Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai :I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 Ampere Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai adalah 1,8 Ampere Ampere. Kuat arus listrik yang melalui resistor 8 Ω R12 = 20 Ω R3 = 10 Ω Kuat arus listrik yang melalui resistor 10 Ω I12 = Vab / R12 = 12 Volt / 20 Ω = 0,6 Ampere Hukum I Kirchhoff menyatakan bahwa kuat arus listrik yang masuk pada suatu cabang sama dengan kuat arus listrik yang keluar dari cabang tersebut. Berdasarkan hukum I Kirchhoff disimpulkan bahwa kuat arus listrik yang melewati resistor 20 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 12 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 8 Ω = 0,6 Ampere. 2. R23 = 6/3 Ω = 2 Ω Resistor 4 Ω dan resistor 2 Ω tersusun seri. Resistor pengganti adalah : Kuat arus listrik yang keluar dari sumber tegangan : Resistor 4 Ω dan resistor 2 Ω tersusun seri sehingga menurut hukum I Kirchooff, kuat arus listrik yang melewati resistor 4 Ω kuat arus listrik yang melewati resistor 2 Ω = 1 Ampere. Beda potensial antara titik a dan b :V = I R = (1 Ampere)(2 Ohm) = 2 voltBeda potensial antara titik a dan b = beda potensial antara ujung-ujung resistor 2 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 3 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 6 Ω = 2 volt. Jawaban yang benar adalah B. Hambatan listrik3. Tiga buah hambatan listrik, jika disusun paralel nilai hambatannya 12/11 Ohm, jika disusun seri besarnya menjadi 12 Ohm, maka besar hambatan tersebut masing-masing….A. 1 Ohm, 2 Ohm, 3 OhmB. 2 Ohm, 4 Ohm, 6 OhmC. 1 Ohm, 3 Ohm, 5 OhmD. 3 Ohm, 4 Ohm, 5 OhmPembahasanApabila hambatan listrik disusun seri maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus : R = R1 + R2 + R3 12 = R1 + R2 + R3Pilihan yang mungkin adalah jawaban B dan D. Jika hambatan listrik disusun paralel maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Jika menggunakan jawaban B maka :1/R = 1/2 + 1/4 + 1/61/R = 6/12 + 3/12 + 2/121/R = 11/12R = 12/11Jawaban yang benar adalah B. Hambatan jenis4.Resistivitas tungsten dan timah berturut-turut adalah 5,5 x 10-8 Ohm meter dan 22 x 10-8 Ohm meter. Kawat tungsten dan kawat timah mempunyai panjang masing-masing 5 meter. Jika kedua kawat memiliki nilai hambat sama dan diameter tungsten adalah 2 mm maka diameter kawat timah adalah…. mmA. 2B. 4C. √2D. ½ √2PembahasanDiketahui : Resistivitas tungsten (ρ1) = 5,5 x 10-8 Ohm meter Resistivitas timah (ρ2) = 22 x 10-8 Ohm meter Panjang kawat tungsten (L1) = 5 meter Panjang kawat timah (L2) = 5 meter Diameter tungsten (D1) = 2 mm Jari-jari tungsten (R1) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10-3 meter Ditanya : Diameter timah (D2)Jawab :Luas permukaan kawat tungsten : A1 = π r2 = π (10-3)2 = π 10-6 Nilai hambat kawat tungsten dan kawat timah sama. Jawaban yang benar adalah A. Sumber soal: Soal OSN Fisika SMP Sarjana Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Guru Fisika di SMAN 2 Nubatukan Lewoleba, Kabupaten Lembata, Provinsi Nusa Tenggara Timur. |