Contoh soal listrik arus searah beserta jawabannya

RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH 

1.   

Terdapat tiga buah pegas di susun seri dengan besar hambatan masing-masing 100 Ω, 200 Ω, dan 300 Ω. Tentukan besar hambatan penggantinya?
Penyelesaian: Diketahui: R1 = 100 Ω R2 = 200 Ω R3 = 300 Ω Ditanyakan: Rs = ….? Jawab

Rs = R1 + R2 + R3 = 100 + 200 + 300 = 600 Ω

2.    2.Arus sebesar 5 A mengalir pada kawat penghantar yang memiliki beda potensial 25volt. Hitung besar muatan yang mengalir tiap menit!

3.     Arus sebesar 9 A mengalir pada kawat penghantar yang memiliki beda potensial

35volt. Hitung besar muatan yang mengalir tiap menit!

4.    Alat yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan untuk DC maupun AC adalah ….

a. Osiloskop b. Termometer c. Voltmeter d. Multimeter

e. Amperemeter

Multimeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan untuk DC maupun AC. Sedangkan voltmeter hanya bias digunakan untuk mengukur besar tegangan saja, amperemeter hanya bias digunakan untuk mengukur besar kuat arus saja, thermometer digunakan untuk mengukur suhu tubuh dan osiloskop digunakan untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat.

5.    Lima buah hambatan masing – masing 3,75 Ω, 4,45 Ω, 9 Ω, 11,4 Ω, dan 7 Ω. Kelimanya

dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan baterai 25 volt. Hitung hambatan pengganti

Rs = R1 + R2 + R3 + R4 + R5

= 3,75 + 4,45 + 9 + 11,4 + 7

6.    Sebuah kawat konduktor BC pada jembatan wheatstone panjangnya 2 m dengan hambatan 300 ohm. Pada saat galvanometer menunjuk nol, panjangnya menjadi 90 cm. Hitung nilai hambatan Rx tersebut!

7.   

Sebuah galvanometer memiliki arus skala penuh 0,100 mA dan hambatan kumparan Rc = 50,0 ohm. Galvanometer ini digunakan bersamaan dengan sebuah resistor shunt untuk mendesain sebuah amperemeter yang memiliki simpangan skala penuh untuk kuat arus 0,100 mA. Tentukan resistor shunt!

Hambatan resistor shunt Rsh dapat dihitung jika hambatan kumparan Rc dan hasil bagi kuat arus skala penuh amperemeter dan galvanometer (n = I/IG).

d.0,0626 Pemecahan : Hitung dulu n®n = Kemudian hitung hambatan resistor shunt : = 0,0626 ohm

Jadi hambatan resistor shunt-nya adalah 0,0626 ohm.

8.    Sebuah galvanometer memiliki arus skala penuh 0,100 mA dan hambatan Rc = 50,0 ohm. Tentukan hambatan Rs yang harus,dipasang seri dengan kumparan galvanometer untuk menghasilkan sebuah voltmeter yang memiliki tegangan skala penuh 500 mV!
Hambatan resistor seri Rs dapat dihitung jika hambatan kumparan galvanometer RC dan hasil bagi tegangan skala penuh voltmeter V dan tegangan skala penuh galvanometer (VG = IG x Rc).

d.2320 Pemecahan : mula-mula hitung tegangan skala penuh galvanometer (0,100 mA = 1 x 10-4 A). VG = IG x RC = (0,100 mA) x (50,0 ohm) =5,00 x 10-3 V = 5.00 mV Kemudian hitung (n). N = Hambatan resistor shunt : Rs = (n-1)Rc = (100-1) x 50,0 ohm = 4950 ohm

Jadi hambatan resistor shunt-nya adalah 4950 ohm.

1. Sebutkan asas asas yang terdapat pada arus searah ?

Terdapat dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif ( + ) dan muatan negative ( - )

Muatan positif ada pada inti atom, sedangkan muatan negative ada pada electron

     Electron dapat berpindah dari satu atom ke atom lain, sedangkan inti tidak dapat pindah

     Atom-atom penghantar (konduktor) memiliki electron-elektron bebas yang sangat mudah berpindah dari satu tempat ke tempat lain di dalam penghantar itu.

Muatan listrik dapat bergerak (mengalir) jika ada beberapa potensial (tegangan)

2.  Pengertian elemen daniel ?

Elemen Daniel merupakan elemen basah hasil pengembangan elemen volta. Di dalam elemen Daniel terdapat depolarisator, yaitu berupa larutan CuSO4. Dengan adanya depolarisator ini, polarisasi anoda dapat dicegah sehingga arus listrik dapat mengalir lebih lama.

Sebelumnya, kita telah membahas 10 soal listrik arus searah (bagian 2). Kita akan lanjutkan 10 soal listrik arus searah (bagian 3). Berikut soal dan pembahasannya.

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Listrik Arus Searah (DC) (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

21. Perhatikan rangkaian listrik di bawah ini !

Besar kuat arus I1 adalah . . .

   a. 0,25 A

   b. 0,30 A

   c. 0,33 A

   d. 0,37 A

   e. 0,40 A

Pembahasan :

Jawaban A.

22. Perhatikan gambar rangkaian tertutup di bawah ini.

Jika R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω , dan R3 = 6 Ω , maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah . . .

   a. 1,2 A

   b. 1,0 A

   c. 0,6 A

   d. 0,5 A

   e. 0,2 A

Pembahasan :

Jawaban D.

23. Perhatikan gambar rangkaian berikut !

Kuat arus listrik yang mengalir melewati R2 adalah . . .

   a. 0,3 A

   b. 0,5 A

   c. 0,01 A

   d. 0,1 A

   e. 1,1 A

Pembahasan :

Jawaban A.

24. Lampu listrik dengan spesifikasi 220 V dan 50 W dihubungkan seri dengan sebuah hambatan listrik 1000 Ω, kemudian dipasang pada tegangan 110V. Kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian adalah . . .

   a. 56 mA

   b. 84 mA

   c. 112 mA

   d. 224 mA

   e. 548 mA

Pembahasan :

*Hambatan lampu

P = V2/R

R= V2/P

R = 2202/50

R = 968

*Arus yang mengalir

V = I.R

I = V/R

I = Vbaterai / (Rlampu + R)

I = 110/ (968 + 1000)

I = 110/1968

I = 0,056 A = 56 mA

Jawaban A.

25. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini !

A, B, C, D, dan E adalah lampu pijar. Jika lampu B dilepas, lampu yang menyala lebih terang adalah. . .

   a. Lampu A dan C

   b. Lampu A dan D

   c. Lampu C dan D

   d. Lampu C dan E

   e. Lampu D dan E

Pembahasan :

Misal, hambatan semua bernilai 1 Ω, tegangannya adalah 7 V. Maka, arus totalnya adalah 3.

Tegangan pada ABC adalah V = 3.(1/3) = 1

Tegangan pada D dan E adalah V = 3.1 = 3

Jika B dilepas, maka arus total menjadi 2,8

Tegangan pada A dan C adalah V = 2,8.(1/2) = 1,4

Tegangan pada D dan E adalah V = 2,8(1) = 2,8

Tegangan lampu yang diparalel menjadi lebih besar dari sebelumnya. Sehingga, lampu A dan C menyala lebih terang. Sedangkan, lampu D dan E menjadi lebih redup.

Jawaban A.

26. Generator listrik di rumah sakit menghasilkan arus searah dengan tegangan 100 V. Jika 5 buah lampu masing-masing 100 W ; 100 V disusun paralel dan dihubungkan ke generator listrik tersebut, maka arus yang harus dialirkan sumber adalah . . .

   a. 1 A

   b. 5 A

   c. 10 A

   d. 50 A

   e. 100 A

Pembahasan :

*Hambatan lampu

P = V2/R

R= V2/P

R = 1002/100

R = 100

*Hambatan lampu 100 ohm yang diparalel

Rparalel = 20

*Arus yang mengalir

V = I.R

I = V/R

I = Vgenerator / (Rlampu)

I = 100/ (20)

I = 5 A

Jawaban B.

27. Alat pemanas yang menggunaka listrik, hambatan 12 Ω dan khusus dipakai pada beda potensial 120 V. Jika alat pemanas tersebut dipakai untuk memanaskan air sebanyak 40 kg sehingga temperaturnya naik dari 200C menjadi 800C dan 1 kalori = 4,2 joule, maka waktu yang dibutuhkan adalah . . .

   a. 3,6 jam

   b. 2,3 jam

   c. 15 menit

   d. 12 menit

   e. 10 menit

Pembahasan :

*Daya pemanas

P = V2/R

P = 1202/12

P = 1200 J/s

Energi masuk ke pemanas sebesar 1200 J tiap detik. Kita perlu tau energi yang dibutuhkan untuk memanaskan air 40 kg agar suhunya berubah 600C.

*Kalor air

Q = m.c.Δt

Q = 40.4180.(80-20)

Q = 10032000 J

*Waktu yang dibutuhkan

t = Q/P

t = 10032000/1200 = 8360 s = 2,3 jam

Jawaban B.

28. Dua lampu masing-masing 60 W ; 120 V dan 40 W ; 120 V. Jika kedua lampu tersebut dihubungkan secara seri pada tegangan 120 V, maka jumlah daya kedua lampu . . .

   a. 100 W

   b. 50 W

   c. 24 W

   d. 20 W

   e. 18 W

Pembahasan :

*Hambatan lampu 1

P = V2/R

R= V2/P

R = 1202/60

R1 = 240

*Hambatan lampu 2

P = V2/R

R= V2/P

R = 1202/40

R2 = 360

*Hambatan total lampu seri

Rtotal = R1 + R2

Rtotal = 240 + 360

Rtotal = 600

*Daya kedua lampu

P = V2/R

P = 1202/600 = 24 W

Jawaban C.

29. Mesin carnot bekerja pada antara suhu 270C dan 2270C digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 220 V. Jika setiap detik mesin carnot itu menyerap 5500 J, maka kuat arus keluaran maksimum generator adalah . . .

   a 2,75 A

   b. 10 A

   c. 15 A

   d. 22 A

   e. 25 A

Pembahasan :

T1 = 227 + (273) = 500 K

T2 = 27 + (273) = 300 K

ΔT = 227-27 = 200 (sudah dalam kelvin, sama saja)

Q1 = 5500 J

*Usaha yang dilakukan mesin carnot, karena tiap detik maka t = 1 s

W = VIt

W = (220).(I).(1)

W = 220I

*Efisiensi mesin carnot

n = (1-(T2/T1))

n = (1-(300/500)) = 0,4

*Usaha yang dilakukan mesin carnot dengan persamaan lain

W = Q1.n

W = 5500.(0,4) = 2200 J

*Saling subtitusi persamaan usaha

W = W

220.I = 2200

I = 10 A

Jawaban B.

30. Perhatikan percobaan berikut ini !

Panjang kawat AC adalah 80 cm dan R = 120 Ω. Jarum galvanometer akan menunjukkan angka nol pada saat kontak dengan D yang panjangnya 60 cm dari A. Besar hambatan Rx adalah . . .

40 Ω

50 Ω

15 Ω

35 Ω

45 Ω

Pembahasan :

*Hambatan AD

RAD = ρL/A

RAD = ρ(0,6)/A

*Hambatan  DC

RDC = ρL/A

RDC = ρ(0,2)/A

*Persamaan jembatan wheatstone

R . RDC = Rx . RAD

120 . ρ(0,2)/A = Rx . ρ(0,6)/A

120 . (0,2) = Rx . (0,6)

24 = 0,6Rx

Rx = 40 Ω

Jawaban A.

 Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Listrik Statis (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

Itulah, 10 soal dan pembahasan terkait listrik arus searah DC (bagian 3) yang mencakup alat listrik, hambatan, hukum kirchoff, dan jembatan wheatstone. Kita akan membahas soal lainnya. Silahkan klik baca selanjutnya