Soal dan Pembahasan Bab 8 Listrik Dinamis – Fisika SMA 1

Soal dan Pembahasan Bab 8 Listrik Dinamis - Fisika SMA 1

 

#Soal 1

Daya listrik 2 MW ditransmisikan sampai jarak tertentu melalui kabel berhambatan 0,01 ohm. Hitung daya listrik yang hilang oleh transmisi tersebut jika
a. menggunakan tegangan 200 volt;
b. menggunakan tegangan 400 kilovolt.

Pembahasan
P = 2 MW = 2 × 10^6 watt; R = 0,01 ohm

Jadi, energi yang hilang di perjalanan setiap detiknya 10^6 watt. Nilai ini sangat besar karena setengah dayanya akan hilang.

Jadi, energi yang hilang di perjalanan setiap detiknya hanya 0,25 watt.

 

#Soal 2

Pada rangkaian listrik mengalir arus listrik 0,5 A selama 1 menit. Berapakah muatan yang melewati suatu titik dalam rangkaian tersebut? Tentukan pula jumlah elektron yang mengalir dalam waktu tersebut.

Pembahasan
I = 0,5 A; t = 1 menit = 60 sekon
Besar muatan listrik dapat ditentukan dengan persamaan
I = q/t
q
= I.t
= (0,5)(60) = 30 C
Jumlah elektron (
n) yang mengalir adalah besar muatan tersebut dibagi dengan muatan satu elektron. Besar muatan 1 e = sehingga jumlah elektron yang mengalir dalam rangkaian tersebut adalah

 

#Soal 3

Sebuah aki 12 V menghasilkan kuat arus listrik 2,5 mA dalam suatu rangkaian. Jika dalam rangkaian tersebut terdapat sebuah resistor, hitunglah besar hambatan resistor.

Pembahasan
V = 12 volt; I = 2,5 mA =
Berdasarkan hukum Ohm,
V = IR atau  sehingga

 

#Soal 4

Sebuah kawat memiliki panjang 2 m dengan jari-jari 1,2 mm. Hambatan jenis kawat tersebut adalah . Tentukan hambatan listrik kawat tersebut.

Pembahasan
Diketahui: l = 2 m; r = 1,2 mm =  m; ρ =
Luas penampang kawat tersebut adalah

Untuk menentukan hambatan listrik, R dapat digunakan rumus

 

#Soal 5

Tiga buah resistor memiliki hambatan sebagai berikut: R1 = 3 Ω; R2 = 6 Ω; dan R3 = 9 Ω. Tentukan tegangan listrik pada masing-masing resistor jika dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 24 volt.

Pembahasan
Hambatan total pada rangkaian yang disusun seri tersebut adalah
Rt = R1 + R2 + R3
Rt = 3 Ω + 6 Ω + 9 Ω
= 18 Ω
Arus listrik yang melewati rangkaian tersebut adalah
V = IR
I
= V/R
=24 volt / 8 Ω
I = 1,33 A
Karena disusun seri maka besar arus yang melewati masing-masing resistor adalah sama sehingga besar tegangan listrik pada masing-masing resistor adalah
V1 = I.R
1= (1,33)(3)
= 4 volt
V2 = I.R
2= (1,33)(6)
= 8 volt
V3= I.R
3= (1,33)(9)
= 12 volt

 

#Soal 6

Pada soal nomor 5, tetapi rangkaian disusun paralel. Tentukan arus yang melewati masing-masing resistor dan arus totalnya.

Pembahasan
Untuk rangkaian yang dipasang paralel, besar tegangan masing-masing resistor sama dengan tegangan sumber. Besar arus pada masing-masing resistor adalah

Arus total yang melewati rangkaian tersebut adalah
I = I
1 + I2 + I3
I = 8 + 4 + 2,67 = 14,67 A

Kita cek untuk arus total sebagai berikut.

Hambatan total dalam rangkaian tersebut adalah 18/11 sehingga arus totalnya adalah

 

#Soal 7

Sebuah keluarga menyewa listrik PLN sebesar 500 W dengan tegangan 110 V. Jika untuk penerangan, keluarga itu menggunakan lampu 100 W, 220 V maka tentukan jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang.

Pembahasan
Diketahui sumber listrik PLN dengan daya, P = 500 W dan V = 110 volt.
Sebuah lampu dengan daya,
P = 100 W dan V = 220 volt.
Kita tentukan besar hambatan lampu, yaitu


Untuk mengetahui jumlah maksimum lampu yang dapat dipasang pada keluarga tersebut kita tentukan hambatan total yang dapat digunakan dalam PLN, yaitu

Dengan mengetahui hambatan total dari PLN, tidak mungkin lampu disusun secara seri. Dengan demikian, kita tentukan dengan memasang lampu tersebut secara paralel sebagai berikut.

 

#Soal 8

Sebuah setrika listrik 250 watt, 220 volt, dipakai selama 1,5 jam. Tentukan energi listrik yang diperlukan.

Pembahasan
P = 250 watt; V = 220 volt; dan t = 1,5 jam = 1,5 × 3.600 = 5.400 detik.
Energi listrik dapat ditentukan dengan persamaan
W = Pxt
W
= 250 × 5.400
= 1.350.000 joule

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

Tiga Serangkai