Jumat, 20 April 2018

BAB 8 SOAL Hubungan Antara Tegangan, Hambatan, dan Kuat Arus Pada Rangkaian Listrik Arus Searah


1. Suatu galvanometer yang berhambatan dalam 0,5 Ω hanya dapat dialiri arus listrik maksimum sebesar 2 A. Jika galvanometer tersebut hendak dipakai mengukur arus listrik maksimal 10 A, maka galvanometer harus dihubungkan ….
A. seri dengan hambatan 0,125 Ω
B. paralel dengan hambatan 0,125 Ω C. seri dengan hambatan 0,250 Ω
D. paralel dengan hambatan 0,250 Ω
E. seri dengan hambatan 0,500 Ω
Pembahasan
32a
Tanpa hambatan tambahan, galvanometer hanya bisa mendeteksi arus maksimal 2 A. Lebih dari itu, galvanometer bisa rusak!
32
Supaya arus yang melewati galvanometer > 2 A, maka hambatan total harus dikurangi (nilainya diperkecil) dengan cara merangkai paralel galvanometer dengan hambatan tertentu. Hambatan ini disebut hambatan shunt.
32b
Tegangan pada galvanometer:
{{V}_{AB}}={{I}_{1}}R=2\left( 0,5 \right)=1~\text{V}
Tegangan pada Rshunt :
{{V}_{AB}}={{I}_{2}}{{R}_{shunt}}
1=8{{R}_{Shunt}}
{{R}_{shunt}}=\frac{1}{8}=0,125~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }


2. Suatu galvanometer dengan hambatan dalam 2 kΩ hendak digunakan untuk mengukur tegangan sampai dengan 100 volt. Jika tegangan maksimum yang dapat diterapkan di kutub-kutub galvanometer adalah 5 volt, maka galvanometer tersebut harus dihubungkan….
A. seri dengan hambatan 38 kΩ
B. paralel dengan hambatan 38 kΩ
C. seri dengan hambatan 3,8 kΩ
D. paralel dengan hambatan 3,8 kΩ
E. seri dengan hambatan 0,38 kΩ
Pembahasan
33a
Supaya tegangan yang dapat diukur galvanometer mencapai 100 V, maka hambatan total harus ditambah (nilainya diperbesar) dengan cara merangkai seri galvanometer dengan hambatan shunt. Tegangan pada Rshunt sebesar:
100=5+V
V=95~V
Arus yang mengalir pada galvanometer:
I=\frac{5}{2000}=\frac{1}{400}~A
Besarnya Rshunt :
R=\frac{95}{1/400}=38.000~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }


R=\frac{V}{{{I}_{2}}}=\frac{10}{9/500}=555,55\approx 560~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ } 

3. Suatu voltmeter dengan hambatan dalam 5 kΩ dan amperemeter dengan hambatan dalam 2 Ω dipakai untuk menentukan nilai R seperti pada gambar!
31
Jika bacaan voltmeter dan amperemeter berturut-turut adalah 10 volt dan 20 mA, maka nilai R adalah ….
A. 600 Ω
B. 560 Ω
C. 498 Ω
D. 450 Ω
E. 324 Ω
Pembahasan

31a
Cukup perhatikan rangkaian sebelah kanan.
V=I{{R}_{s}}
10=\frac{20}{1000}\left( 2+R \right)
R=498~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

3. Suatu galvanometer yang berhambatan dalam 0,5 Ω hanya dapat dialiri arus listrik maksimum sebesar 2 A. Jika galvanometer tersebut hendak dipakai mengukur arus listrik maksimal 10 A, maka galvanometer harus dihubungkan ….
A. seri dengan hambatan 0,125 Ω
B. paralel dengan hambatan 0,125 Ω
C. seri dengan hambatan 0,250 Ω
D. paralel dengan hambatan 0,250 Ω
E. seri dengan hambatan 0,500 Ω
Pembahasan

32a
Tanpa hambatan tambahan, galvanometer hanya bisa mendeteksi arus maksimal 2 A. Lebih dari itu, galvanometer bisa rusak!
32
Supaya arus yang melewati galvanometer > 2 A, maka hambatan total harus dikurangi (nilainya diperkecil) dengan cara merangkai paralel galvanometer dengan hambatan tertentu. Hambatan ini disebut hambatan shunt.
32b
Tegangan pada galvanometer:
{{V}_{AB}}={{I}_{1}}R=2\left( 0,5 \right)=1~\text{V}
Tegangan pada Rshunt :
{{V}_{AB}}={{I}_{2}}{{R}_{shunt}}
1=8{{R}_{Shunt}}
{{R}_{shunt}}=\frac{1}{8}=0,125~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

4. Suatu galvanometer dengan hambatan dalam 2 kΩ hendak digunakan untuk mengukur tegangan sampai dengan 100 volt. Jika tegangan maksimum yang dapat diterapkan di kutub-kutub galvanometer adalah 5 volt, maka galvanometer tersebut harus dihubungkan….
 Pembahasan

33a
Supaya tegangan yang dapat diukur galvanometer mencapai 100 V, maka hambatan total harus ditambah (nilainya diperbesar) dengan cara merangkai seri galvanometer dengan hambatan shunt. Tegangan pada Rshunt sebesar:
100=5+V
V=95~V
Arus yang mengalir pada galvanometer:
I=\frac{5}{2000}=\frac{1}{400}~A
Besarnya Rshunt :
R=\frac{95}{1/400}=38.000~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }

5. Perhatikan rangkaian berikut ini!
rangkaian-sederhana
Tentukan.
  1. Energi listrik yang diberikan baterai
  2. Energi termal yang muncul pada resistor 4 ohm dan 2 ohm selama 2 menit.
 Pembahasan
Diketahui:
V = 12 V
R1 = 4 Ω
R2 = 2 Ω
t = 2 menit = 2 x 60 s = 120 s
Ditanyakan:
  1. W = ….?
  2. W untuk 4 Ω dan 2 Ω
Jawab:
Energi listrik yang diberikan baterai dan energi termal yang muncul pada resistor dapat kita hitung jika kuat arus (I) yang melalui baterai dan resistor diketahui. Kuat arus (I) dapat kita hitung dengan menggunakan hukum ohm. Kita hitung dulu kuat arus I dengan hukum ohm.
I=\frac{tegangan}{hambatan total}=\frac{12}{4+2}=2A 1. Energi Iistrik yang diberikan baterai dihitung dengan persamaan.
W = V I t
W = (12 V) (2 A) (120 s)
= 2.880 J

6.. Di dalam suatu rangkaian tertutup, sebuah hambatan sebesar 3 Ω di rangkai dengan sumber tegangan 9 V. Tentukan besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut!
Penyelesaian
Diketahui:
R = 3 Ω
V = 9 V
Ditanyakan: I = ….?
Jawab:
I=\frac{V}{R}=\frac{9}{3}=3A
Jadi besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup tersebut adalah 3 A.

7. Pada ujung-ujung sebuah resistor diberi beda potensial 1,5 volt. Saat diukur kuat arusnya ternyata sebesar 0,2 A. Jika beda potensial ujung-ujung resistor diubah menjadi 4,5 volt maka berapakah kuat arus yang terukur?
Penyelesaian
Diketahui:
V1 = 1,5 volt
I1 = 0,2 A
V2 = 4,5 volt
Ditanyakan: I2 = …..?
Jawab:
R=\frac{V}{I}=\frac{1,5}{0,2}=7,5\Omega
Dari keadaan pertama dapat diperoleh nilai hambatan R sebesar:
7,5\Omega
Dari nilai R ini dapat ditentukan I2 sebagai berikut.
I=\frac{V}{R}=\frac{4,5}{7,5}=0,6A
Jadi kuat arus yang terukur adalah 0,6 A.
8.. Sebuah amperemeter dan voltmeter dipakai untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan rangkaian sebagai berikut! (Voltmeter dan amperemeter ideal)
29
Jika voltmeter menunjukkan bacaan 12 volt sedangkan ampermeter menunjukkan bacaan 20 miliampere maka nilai R adalah ….
A. 600 Ω
B. 300 Ω
C. 150 Ω
D. 70 Ω
E. 50 Ω

Pembahasan
R=\frac{V}{I}=\frac{12}{20\times {{10}^{-3}}}=600~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }


9. Suatu voltmeter dengan hambatan dalam 5 kΩ dan amperemeter dengan hambatan dalam 2 Ω dipakai untuk menentukan nilai R seperti pada gambar!
29
Jika bacaan voltmeter dan amperemeter berturut-turut adalah 10 volt dan 20 mA, maka nilai R adalah ….
A. 700 Ω
B. 560 Ω
C. 270 Ω
D. 240 Ω
E. 160 Ω

30
I={{I}_{1}}+{{I}_{2}}
\frac{20}{1000}=\frac{10}{5000}+{{I}_{2}}
{{I}_{2}}=\frac{9}{500}~\text{A}
Hambatan R:
 R=\frac{V}{{{I}_{2}}}=\frac{10}{9/500}=555,55\approx 560~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }


10. Suatu galvanometer dengan hambatan dalam 2 kΩ hendak digunakan untuk mengukur tegangan sampai dengan 100 volt. Jika tegangan maksimum yang dapat diterapkan di kutub-kutub galvanometer adalah 5 volt, maka galvanometer tersebut harus dihubungkan….
A. seri dengan hambatan 38 kΩ
B. paralel dengan hambatan 38 kΩ
C. seri dengan hambatan 3,8 kΩ
D. paralel dengan hambatan 3,8 kΩ
E. seri dengan hambatan 0,38 kΩ
Pembahasan
33a
Supaya tegangan yang dapat diukur galvanometer mencapai 100 V, maka hambatan total harus ditambah (nilainya diperbesar) dengan cara merangkai seri galvanometer dengan hambatan shunt. Tegangan pada Rshunt sebesar:
100=5+V
V=95~V
Arus yang mengalir pada galvanometer:
I=\frac{5}{2000}=\frac{1}{400}~A
Besarnya Rshunt :
R=\frac{95}{1/400}=38.000~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ }


R=\frac{V}{{{I}_{2}}}=\frac{10}{9/500}=555,55\approx 560~\text{ }\!\!\Omega\!\!\text{ } 

Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)