Pembahasan Soal Listrik DInamis

PATAS UN
KUPAS TUNTAS UN


Teman-teman beranda yang cinta belajar, mulai kali ini akan dikupas tuntas (patas) soal-soal yang biasanya muncul di Ujian Nasional IPA jenjang SMP. Diusahakan soal-soal yang dibahas sesuai dengan SKL Ujian Nasional Tahun 2011/2012. 
Bagi teman-teman yang memerlukan silakan lanjutkan memabaca. 
Semoga bermanfaat, selamat belajar......




Soal Listrik Dinamis


1) Contoh soal rangkaian hambatan :

Berdasarkan gambar di atas tentukan hambatan total penggantinya!


Pembahasan :
Penyelesaian hambatan pengganti atau hambatan total dari suatu rangkaian campuran dilakukan secara bertahap dengan memperhatikan jenis rangkaian penyusunnya.Untuk rangkaian di atas, tahapan penyelesaiannya dapat digambarkan sebagai berikut :

Bagian rangkaian yang diberi tanda lingkaran merah dikerjakan lebih dahulu kemudian bagian yang dilingkaran kuning :


1) R1 dan R2 merupakan rangkaian seri sehingga :
Rs = R1 + R2
Rs = (2 + 1) Ohm
Rs = 3 Ohm


2) R5 dan R6 merupakan rangkaian paralel
Untuk rangkaian 2 hambatan paralel, hambatan totanya dapat ditentukan dengan menggunakan : hasil perkalian dibagi hasil penjumlahannya
Rp1 = (R5 x R6)/ (R5 + R6)
Rp1 = (8 x 8) / (8 + 8)
Rp1 = (64/16) Ohm
Rp1 = 4 Ohm


3) R3 paralel dengan Rs
Rp2 = (Rs x R3)/ (Rs + R3)
Rp2 = (3 x 6)/ (3 + 6)
Rp2 = (18/9) Ohm
Rp2 = 2 Ohm


Setelah tahap 1), 2) dan 3) maka rangkaian akan menjadi lebih sederhana yakni rangkaian seri 3 hambatan Rp2, R4 dan Rp1, sehingga penyelesaian akhirnya menjadi :
Rs (t) = Rp2 + R4 + Rp1
Rs (t) = 2 Ohm + 4 Ohm + 4 Ohm
Rs (t) = 10 Ohm


Jadi hambatan total penggantinya adalah 10 Ohm

2) Contoh soal Penerapan Hukum Kirchoff :


Perhatikan gambar berikut :

Hitunglah besar I1, I2 dan I3 !


Pembahasan :
Soal semacam ini dapat diselesaikan dengan menggunakan perbandingan kuat arus pada setiap cabang. 
I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3


Namun sebelumnya perlu dipahami tentang : 
1) Hukum Kirchoff menyatakan bahwa : "jumlah kuat arus yang masuk titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut"
I masuk = I keluar
I = I1 + I2 + I3
2) Hukum Ohm yang menyatakan bahwa : "besar kuat arus pada suatu penghantar berbanding lurus dengan nilai beda potensial dan berbanding terbalik dengan nilai hambatan"
I = V/R ==> I ~ 1/R


Coba dilanjutkan cara perbandingan kuat arus di atas :
I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3 
I1 : I2 : I3 = 1/3 : 1/6 : 1/12
I1 : I2 : I3 = 1/1 : 1/2 : 1/4 ===> dikalikan bilangan 4
I1 : I2 : I3 = 4 : 2 : 1  


dari nilai perbandingan di atas dapat diketahui bahwa :
I2 = 1/2 I1
I3 = 1/4 I1
jika disubstitusikan pada persamaan Hukum Kirchoff :
I = I1 + I2 + I3 
I = I1 + 1/2 I1 + 1/4 I1
I = 7/4 I1
diketahui I = 1,4 A, maka :
I1 = 4/7 (1,4 A) = 0,8 A
I2 = 1/2 I1 = 1/2 (0,8 A) = 0,4 A
I3 = 1/4 I1 = 1/4 (0,8A) = 0,2 A


Jadi kuat arus pada rangkaian :

I1 =  0,8 A
I2 =  0,4 A
I3 =  0,2 A


Alternatif lain untuk menyelesaikan soal semacam ini dapat langsung melihat nilai perbandingan kuat arusnya :
I1 : I2 : I3 = 4 : 2 : 1  
jumlah nilai perbandingan = 7
dengan demikian :
I1 = 4/7 I ==> I1 = 4/7 (1,4 A) = 0,8 A
I2 = 2/7 I ==> I1 = 2/7 (1,4 A) = 0,4 A
I3 = 1/7 I ==> I1 = 1/7 (1,4 A) = 0,2 A


Lihat, hasil sama tetapi cara berbeda, sama-sama benar. Cara mana yang dipakai, sangat dipersilakan pada teman-teman semua mana yang mudah dipahami dan diingat.
Semoga membantu....


3) Contoh lain penerapan Hukum Kirchoff :

Jika hambatan R1 = 12 Ohm, R2 = 4 Ohm dan R3 = 3 Ohm, sedangkan kuat arus I1 = 0,5 A berapakah besar kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian?


Pembahasan :
Pada permasalahan semacam ini perlu dipahami bahwa perbandingan kuat arus dalam rangkaian bercabang nilainya sama dengan perbandingan kebalikan hambatan pada masing-masing cabang.
I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3


dengan demikian untuk soal di atas berlaku :
I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3
I1 : I2 : I3 = 1/12 : 1/4 : 1/3
I1 : I2 : I3 = 1 : 3 : 4


berdasarkan nilai perbandingan di atas, maka :
I1 : I2 = 1 : 3                                            I1 : I3 = 1 : 4
    I2 = 3 I1                                                   I3 = 4 I1
karena diketahui I1 = 0,5 A, maka :
I2 = 3 (0,5 A)                    I3 = 4 (0,5 A)
I2 = 1,5 A                         I3 = 2 A


Kuat arus total rangkaian dihitung dengan persamaan Hukum Kirchoff pada rangkaian bercabang :
jumlah I(masuk) = jumlah I(keluar)
I = I1 + I2 + I3
I = 0,5 A + 1,5 A + 2 A
I = 4 A


Jadi kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian adalah 4 A


Demikian pembahasan soal-soal yang berhubungan dengan Listrik Dinamis. Tunggu pembahasan berikutnya, selamat belajar dan semoga bermanfaat. 


Anda boleh bertanya atau mengusulkan materi soal yang perlu dibahas yang berhubungan dengan Fisika Kelistrikan, silakan isi di bagian komentar di bawah. Terimakasih.