SOAL DAN JAWABAN HUKUM KELISTRIKAN ARUS

SOAL DAN JAWABAN HUKUM KELISTRIKAN ARUS

1Perhatikan gambar!

Bila R1, = 6 Ω, R2 = R3 = 2 Ω, dan beda potensial 14 volt, maka besar kuat arus yang mengalir adalah…

A. 7 A

B. 6 A

C. 2 A

D. 1 A

Pembahasan

Diketahui :

Resistor 1 (R1) = 6 Ω

Resistor 2 (R2) = 2 Ω

Resistor 3 (R3) = 2 Ω

Beda potensial (V) = 14 Volt

Ditanya : Kuat arus yang mengalir

Jawab :

Hitung resistor penganti (R) :

R2 dan R3 terangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/R23 = 1/R2 + 1/R3 = 1/2 + 1/2 = 2/2

R23 = 2/2 = 1 Ω

R1 dan R23 terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R23 = 6 Ω + 1 Ω

R = 7 Ω

Hitung kuat arus (I) :

I = V / R = 14 / 7 = 2 Ampere

Jawaban yang benar adalah C.

2.Jika masing-masing penghambat nilainya sama dan dipasang pada beda potensial yang sama, maka rangkaian yang nilai kuat arusnya paling besar adalah…

Pembahasan

Misalkan nilai masing-masing resistor adalah R dan beda potensial adalah V.

Jawaban yang benar adalah B.

3.Perhatikan gambar!

Apabila saklar S2 dihubungkan, maka arah arus listrik yang benar ditunjukkan titik …

A. A – B – E – F

B. B – C – D – F

C. A – C – D – F

D. F – E – B – A

Pembahasan

Arus listrik bergerak dari titik yang berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial rendah. Apabila saklar s2 ditutup (saklar s2 berdekatan dengan titik A), maka arus listrik bergerak dari A ke B ke E ke F. Arus listrik tidak bergerak ke C dan D karena C dan D berada pada rangkaian terbuka.

Jawaban yang benar adalah A.

4.Perhatikan.gambar berikut!

Bila R1 = 4 ohm, R2 = 6 ohm, R3 = 2 ohm, dan V = 24 volt, maka besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah …

A. 0,5 ampere

B. 1 ampere

C. 2 ampere

D. 12 ampere

Pembahasan

Diketahui :

Resistor 1 (R1) = 4 Ohm

Resistor 2 (R2) = 6 Ohm

Resistor 3 (R3) = 2 Ohm

Tegangan listrik (V) = 24 Volt

Ditanya : Kuat arus yang mengalir pada rangkaian

Jawab :

R1, R2 dan R3 terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R2 + R3 = 4 + 6 + 2

R = 12 Ohm

Kuat listrik yang mengalir pada rangkaian :

I = V / R = 24 / 12 = 2 Ampere

Jawaban yang benar adalah C.

5. Perhatikan gambar! Lampu yang arus listriknya sama dengan arus yang melalui sumber ggl adalah …

A. L1

B. L2

C. L3

D. L4

Pembahasan

Hukum I Kirchoof menyatakan bahwa arus yang melewati percabangan akan terbagi. Sebagai contoh, jika kuat arus yang mengalir dari sumber ggl adalah 4 Ampere maka ketika memasuki dua cabang maka arus listrik ini terbagi dua, di mana masing-masing kawat mengalir arus listrik 2 Ampere. Arus 2 Ampere terbagi dua jika arus listrik tersebut masuk ke percabangan yang mempunyai dua cabang. Tetapi sesuai dengn gambar di atas, pada akhirnya arus listrik yang terbagi dua tersebut menyatu lagi.

Jadi berdasarkan gambar di atas, lampu yang arus listriknya sama dengan arus yang melalui sumber ggl adalah lampu dua (L2) yang terletak di dekat pojok kanan atas.

Jawaban yang benar adalah B.

6. Dari gambar rangkaian berikut, manakah yang akan mengalirkan arus listrik paling besar?

Pembahasan

Kuat arus listrik pada rangkaian A.

Resistor pengganti (R) :

R1 = 3 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 4 Ω, V = 12 Volt

R2 dan R3 terangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/R23 = 1/R2 + 1/R3 = 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R23 = 2/1 = 2 Ω

R1 dan R23 terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R23 = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Kuat arus listrik (I) :

I = V / R = 12 / 5 = 2,4 Ampere

Kuat arus listrik pada rangkaian B.

Resistor pengganti (R) :

R1 = 8 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 2 Ω, V = 36 Volt

R1, R2 dan R3 terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R2 + R3 = 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Kuat arus listrik (I) :

I = V / R = 36 / 12 = 3 Ampere

Kuat arus listrik pada rangkaian C.

Resistor pengganti (R) :

R1 = 4 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 6 Ω, V = 12 Volt

R2 dan R3 terangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/R23 = 1/R2 + 1/R3 = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R23 = 12/8 = 1,5 Ω

Kuat arus listrik (I) :

I = V / R = 12 / 1,5 = 8 Ampere

Kuat arus listrik pada rangkaian D.

Resistor pengganti (R) :

R1 = 3 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 3 Ω, R4 = 3 Ω, R5 = 6 Ω, V = 24 Volt

R2, R3 dan R4 terangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/R234 = 1/R23 + 1/R4 = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R234 = 6/3 = 2 Ω

Resistor R1 dan resistor R234 terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R234 = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Jadi hambatan total adalah 6 Ohm.

B. Besar arus listrik pada rangkaian (I)

Rumus yang menyatakan hubungan antara tegangan, kuat arus dan hambatan adalah :

V = I R

Keterangan rumus : V = Tegangan listrik, I = kuat arus listrik, R = hambatan listrik

Gunakan rumus ini untuk menghitung kuat arus listrik :

I = V / R = 12 Volt / 6 Ohm = 2 Ampere

C. Arus I1

Kuat arus listrik yang melewati resistor R1 = kuat arus listrik yang melewati rangkaian = 2 Ampere.

D. Arus I2

Sebelum menghitung kuat arus listrik yang melewati resistor R2, terlebih dahulu cermati penjelasan berikut.

Resistor R23 dan resistor R4 terangkai paralel. Resistor penggantinya berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya adalah R234 = 2 Ohm.

Kuat arus listrik yang melewati resistor R234 = kuat arus listrik yang melewati resistor R1 = 2 Ampere.

Beda potensial antara kedua ujung resistor R234 adalah :

V = I R234 = (2 A)(2 Ohm) = 4 Volt

Beda potensial antara kedua ujung resistor R234 = beda potensial antara kedua ujung resistor R4 = beda potensial antara kedua ujung resistor R23 = 4 Volt.

Resistor pengganti R23 berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya adalah 6 Ohm.

Jadi kuat arus listrik yang melewati resistor pengganti R23 adalah :

I = V / R = 4 Volt / 6 Ohm = 2/3 Ampere

Kuat arus listrik yang melewati resistor R23 = kuat arus listrik yang melewati resistor R2 = kuat arus listrik yang melewati resistor R3 = 2/3 Ampere.

8. Perhatikan rangkaian listrik di samping ini! Jika R1 = R2 = 10 Ω dan R3 = R4 = 8 Ω. Berapakah besarnya kuat arus (I) yang mengalir ?

A. 0,5 A

B. 2 A

C. 36 A

D. 288 A

Pembahasan

Diketahui :

Resistor R1 = Resistor R2 = 10 Ω

Resistor R3 = Resistor R4 = 8 Ω

Tegangan listrik (V) = 12 Volt

Ditanya : Kuat arus listrik (I) yang mengalir

Jawab :

Resistor pengganti (R).

Resistor R3 dan resistor R4 terangkai paralel, resistor penggantinya adalah :

1/R34 = 1/R3 + 1/R4 = 1/8 + 1/8 = 2/8

R34 = 8/2 = 4 Ω

Resistor R1, R2 dan R34 terangkai seri, resistor penggantinya adalah :

R = R1 + R2 + R34 = 10 Ω + 10 Ω + 4 Ω = 24 Ω

Kuat arus listrik :

I = V / R = 12 Volt / 24 Ohm = 0,5 Volt/Ohm = 0,5 Ampere

Jawaban yang benar adalah A.

9.Perhatikan gambar rangkaian listrik tertutup di samping ini! Jika hambatan dalam baterai diabaikan, maka kuat arus (I) yang mengalir dalam rangkaian adalah…..

Pembahasan

Diketahui :

Resistor R1 = 3 Ohm

Resistor R2 = 3 Ohm

Resistor R3 = 6 Ohm

Tegangan listrik (V) = 6 Volt

Ditanya : Kuat arus listrik (I)

Jawab :

Hitung resistor pengganti :

Resistor R1 dan R2 tersusun seri. Resistor penggantinya adalah :

R12 = R1 + R2 = 3 Ohm + 3 Ohm = 6 Ohm

Resistor R12 dan resistor 3 tersusun paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/R = 1/R12 + 1/R3 = 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 Ohm

Kuat arus listrik :

I = V / R = 6 / 3 = 2 Ampere

Jawaban yang benar adalah C.

10. Perhatikan gambar rangkaian tertutup di bawah ini! Besar kuat arus listrik total dalam rangkaian tersebut adalah…..

Pembahasan

Diketahui :

Resistor R1 = 6 Ohm

Resistor R2 = 4 Ohm

Tegangan listrik (V) = 6 Volt

Hambatan dalam (r) = 0,6 Ohm

Ditanya : Kuat arus listrik total dalam rangkaian

Jawab :

Resistor R1 dan resistor R2 terangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :

1/RP = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/4 = 4/24 + 6/24 = 10/24

RP = 24/10 = 2,4 Ohm

Resistor RP dan hambatan dalam (r) terangkai seri. Hambatan penggantinya adalah :

R = RP + r = 2,4 Ohm + 0,6 Ohm = 3,0 Ohm

Kuat arus listrik total dalam rangkaian adalah :

I = V / R = 6 Volt / 3 Ohm = 2 Ampere