Iklan Responsive

CONTOH SOAL RANGKAIAN DAN HAMBATAN LISTRIK BESERTA JAWABANNYA

Tutorial mata pelajaran fisika kali ini, kita akan membahas mengenai Hambatan Listrik yg disertai menggunakan contoh soal dan pembahasannya.

Sebelum kita memasuki pembahasan soal latihan, terlebih dahulu kita akan tahu : apa itu bertenaga arus, beda potensial, kendala listrik serta pula "Hubungan antara Kuat Arus, Beda Potensial serta Hambatan Listrik".

Apa itu Kuat Arus ?

Kuat arus menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satu dtk. Satuan kuat arus listrik adalah ampere (A) serta dilambangkan menggunakan alfabet (I).
Pada sebuah rangkaian listrik bila terdapat satu coulomb elektron yang melewati rangkaian tadi pada saat satu dtk, maka rangakaian tadi akan memiliki arus satu ampere.

Ketika setiap detiknya masih ada dua coulomb maka mempunyai akbar dua ampere, apabila setiap detiknya masih ada tiga coulomb maka arusnya memiliki besar 3 ampere. Jadi pada hal ini bisa diamati bahwa satu ampere itu sama dengn satu coulomb (1 ampere = 1 coulomb) untuk setiap satu satuan waktu (dtk).

Dengan demikian kita bisa merumuskan persamaan bertenaga arus menggunakan saat serta muatan yang secara matematis ditulis sebagai berikut :
I =
q/t

Dimana :
  • I adalah bertenaga arus listrik (Ampere)
  • q merupakan muatan listrik (Coulomb)
  • t adalah saat(sekon/s))

Apa itu Beda Potensial

Beda potensial adalah selisih tegangan yang terdapat diantara ujung-ujung penghantar yang teraliri arus listrik. Besarnya beda potensial yang masih ada dalam rangkaian listrik akan mempengaruhi kuat arus listrik yang mengalir.

Misalkan kita mempunyai potensial VA pada titik A serta mempunyai potensial VB di titik B, maka rumus beda potensial ke 2 titik tadi merupakan ( menurut titik A ke titik B) :
VAV = VB - VA

Hambatan Listrik

Hambatan listrik yg biasa dianggap menggunakan resistansi merupakan sesuatu yang bersifat menunda genre listrik. Apabila ditilik pengertian hambatan listrik yg dihubungkan menggunakan kuat arus serta beda potensial, maka hambatan listrik merupakan perbandingan antara tegangan listrik berdasarkan suatu komponen elektronika dengan arus listrik yang melewatinya, dimana satuan kendala listrik merupakan Ohm.

Secara matematis, interaksi antara kendala listrik dengan arus listrik serta beda potensial dapat dirumuskan dengan persamaan :
R =
V/I

Dimana :
  • I adalah bertenaga arus listrik (Ampere)
  • R adalah kendala listrik (ohm)
  • V merupakan beda potensial (volt)

1. Rangkaian Seri

Rangkaian Seri merupakan rangkaian listrik yang tersusun menurut kendala listrik yg pada susun sejajar atau seri misalnya yang ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :
Untuk menghitung jumlah hambatan total dalam rangkaian seri (misalnya gambar di atas), maka rumusnya merupakan :
Rtotal = R1 + R2 + R3 .....+ Rn

Misalkan kita memiliki 2 kendala R1 dan R2 disusun seri misalnya gambar di bawah ini :
Berdasarkan gambar rangkaian listrik diatas, maka kita dapat menyimpulkan bahwa :
I1 = I2 = Itotal (arusnya sama )
V1 + V2 = Vtotal
Rtotal = R1 + R2
Untuk mencari tegangan pada masing-masing kendala :
V1 =
R1/Rtotal
. VSumber
V2 =
R2/Rtotal
. VSumber

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian Seri merupakan rangkaian listrik yg tersusun dari hambatan listrik yg disusun dengan tidak sebaris, dimana input untuk setiap komponen semuanya merupakan dari sumber yang sama misalnya yang ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :
Persamaan matematis pada menghitung jumlah kendala total dalam rangkaian paralel (misalnya gambar pada atas), rumusnya merupakan :
1/Rtotal
=
1/R1
+
1/R2
+
1/R3
... +
1/Rn

Misalkan kita memiliki 2 kendala R1 dan R2 disusun paralel seperti gambar pada bawah ini :
Berdasarkan gambar rangkaian listrik (rangkaian paralel) diatas, maka kita bisa menyimpulkan bahwa :
I1 + I2 = Itotal
V1 = V2 = Vtotal (tegangannya sama )
1/Rtotal
=
1/R1
+
1/R2

Untuk mencari arus dalam masing-masing kendala :
I1 =
R2/R1 + R2
. ITotal
I2 =
R1/R1 + R2
. ITotal

3. Hambatan dalam Kawat Penghantar

Kawat penghantar yg dipakai pada dawai listrik mempunyai hambata, meskipun nilainya kecil. Hambatan dalam dawai ditentukan oleh:
a. Panjang dawai (l)
b. Luas penampang kawat (A)
c. Hambatan jenis kawat (ρ)
d. Perubahan suhu pada kawat (ΔT)
Secara matematis, persamaan hambatan listrik pada suatu kawat penghantar dapat ditulis menjadi persamaan :
R = ρ
l/A

Dimana :
  • ρ merupakan Hambatan jenis kawat (ohm meter)
  • R adalah kendala listrik (ohm)
  • l adalah panjang kawat (m)
  • A merupakan luas penampang kawat (m2)

Untuk mencari interaksi kendala listrik menggunakan perubahan suhu, persamaan matematisnya ditulis menjadi berikut :
R = R0(1 + α . ΔT)
Dimana :
  • R0 merupakan kendala listrik awal (ohm)
  • R adalah kendala listrik (ohm)
  • α merupakan koefisien suhu hambatan (oC)
  • ΔT merupakan perubahan suhu dalam dawai (oC)

Latihan Soal Hambatan Listrik

Soal No.1Berapakah hambatan sebuah dawai besi yg mempunyai panjang 0,5 cm, serta luas 1,tiga x 10-2 cm2. Jika kendala jenis dawai besi tadi 9,7 x 10-8 Ohmmeter?

Pembahasan
R = ρ
l/A

R = 9,7x10-8 .
0,5x10-2/1,3x10-6
= 0,037 Ohm

Soal No.2Lilitan dawai memiliki hambatan 25 Ohm dalam suhu 35oC, sedangkan pada suhu 50oC hambatannya sebagai 25,17 Ohm. Berapakah koefisien hambatan suhu jenisnya?

Pembahasan
R = R0(1 + α . ΔT)
25, 17 = 25(1 + α . 15)
1,0068 = 1 + 15α
0,0068 = 15α
α = 4,5 x 10-4
Sehingga koefisien hambatan suhu jenisnya merupakan 44,5 x 10-4oC

Soal No.3Dua butir hambatan masing-masing 6 Ohm dan 3 Ohm disusun seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt. Tentukan :
a. Hambatan total
b. Tegangan dalam masing-masing hambatan.

Pembahasan
a. Hambatan total
Rtotal = R1 + R2
Rtotal = 6 + 3 = 9 Ohm
Jadi hambatan totalnya 9 Ohm
b.tegangan dalam masing-masing kendala
V1 =
R1/Rtotal
. VSumber
V1 =
6/9
. 12 = 8 Volt
V2 =
R2/Rtotal
. VSumber
V2 =
3/9
. 12 = 4 Volt

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel