Pembahasan Soal Fluida Dinamis
Solusi Soal Listrik Dinamis
1. Soal
Air mengalir masuk melalui A pada suhu $T=15^{\circ}C$. Kuat aliran tersebut adalah $50\;g/s$ . Jika R= 10 ohm, arus listrik (tetap) yang melaluinya adalah 10 ampere, dan 1 kalori = 4,2 joule maka suhu t air yang meninggalkan B adalah? (UMPTN 2000)
(A) $15^{\circ}C$
(B) $19,76^{\circ}C$
Pembahasan
Energi Listrik menjadi Energi Kalor
\begin{aligned} W&=Q\\ I^{2}Rt&=mc\Delta T\\ \Delta T&=\frac{I^{2}Rt}{mc}\\ T_{2}-T_{1}&=\frac{I^{2}Rt}{mc}\\ T_{2}&=\frac{I^{2}Rt}{mc}+T_{1}\\ T_{2}&=\frac{10^{2}.10.1}{5\times 10^{-3}.4200}+15\\ T_{2}&=19,76^{\circ}C\end{aligned}
2. Soal
Agar sebuah bola lampu listrik 25 volt, 100 watt dapat bekerja dengan layak ketika dihubungkan dengan sumber DC 125 volt, maka diperlukan tambahan hambatan listrik.
(A) 25 ohm secara seri(B) 25 ohm secara paralel
(C) 20 ohm secara paralel
(D) 25 ohm secara seri
(E) 20 ohm secara seri dan 25 ohm secara paralel
Pembahasan
$P=VI$
$I=\frac{P}{V}$
\begin{aligned}R_{lampu}&=\frac{V^{2}}{P}\\ R_{lampu}&=\frac{25^{2}}{100}\\ R_{lampu}&=6,25\;ohm\end{aligned}
Arus yang mengalir pada rangkaian adalah 4 A
Jika dihubungkan dengan sumber tegangan 125 Volt.
Arus yang mengalir pada rangkaian adalah 4 A
Jika dihubungkan dengan sumber tegangan 125 Volt.
\begin{aligned}V&=IR\\ R_{total}&=\frac{V}{I}\\ (R+R_{lampu})&=\frac{125}{4}\\ R+6,25&=31,25\\ R&=25\;ohm\end{aligned}
Jawaban A
3. Soal
Pada rangkaian percabangan berikut:
B. - 20 V, 27 V, -4 V
C. -20 V, 15 V, -4 V
D. -20 V, 27 V, 4 V
E. 20 V, -27 V -4 V
Pembahasan
Titik AP
Jawaban A
3. Soal
Pada rangkaian percabangan berikut:
Potensial pada titik A dan pada titik E berturut - turut adalah 20 V dan 30 V, potensial listrik pada titik B, C dan D secara berurutan adalah?
A. 20 V, 27 V, 4 VB. - 20 V, 27 V, -4 V
C. -20 V, 15 V, -4 V
D. -20 V, 27 V, 4 V
E. 20 V, -27 V -4 V
Pembahasan
Titik AP
\begin{aligned}V_{AP}&=16\;volt\\ V_{A}-V_{P}&=16\\ 20-V_{P}&=16\\ V_{P}&=4\;volt\end{aligned}
Titik EQ
Titik EQ
\begin{aligned}V_{EQ}&=18\;volt\\ V_{E}-V_{Q}&=18\;volt\\ 30 - V_{Q}&=18\\ V_{Q}&=12\;volt\end{aligned}
Karena titik Q memiliki potensial lebih tinggi dari titik P, maka arus listrik mengalir dari Q ke P
Titik QP
Karena titik Q memiliki potensial lebih tinggi dari titik P, maka arus listrik mengalir dari Q ke P
Titik QP
\begin{aligned}V_{QP}&=I_{QP}R\\ V_{Q}-V_{P}&=I_{QP}R\\ 12-4&=I_{QP}\times 2\\ I_{QP}&=4\;A\end{aligned}
Titik QD
Titik QD
\begin{aligned}V_{QD}&=I_{QD}R\\ V_{Q}-V_{D}=I_{QD}R\\ 12-V_{D}&=2(8)\\ 12-V_{D}&=16\\ V_{D}&=-4\;volt\end{aligned}
Titik PB
Titik PB
\begin{aligned}V_{PB}&=I_{PB}R\\ V_{P}-V_{B}&=I_{PB}R\\ 4-V_{B}&=8(3)\\ 4-V_{B}&=24\\ V_{B}&=-20\;volt\end{aligned}
Titik CQ
Titik CQ
\begin{aligned}I_{CQ}+I_{EQ}&=I_{PQ}+I_{QP}\\ I_{CQ}+3&=2+4\\ I_{CQ}&=3\;A\end{aligned}
Potensial C
Potensial C
\begin{aligned}V_{CQ}&=I_{CQ}R\\ V_{C}-V_{Q}&=I_{CQ}R\\ V_{C}-12&=3(5)\\ V_{C}-12&=15\\ V_{C}&=27\;volt\end{aligned}
Jawaban B
4. Soal
B. $0,1\; \Omega$ secara paralel
C. $0,1\; \Omega$ secara seri dan paralel
D. $0,1\; \Omega$ secara seri
E. $0,1\; \Omega$ secara paralel
Pembahasan
Untuk meningkatkan pembacaan amperemeter diperlukan hambatan paralel (cabang)
Hambatan amperemeter 0,9 ohmJawaban B
4. Soal
Sebuah amperemeter mempunyai hambatan dalam $0,9\; \Omega$ dan batas ukur maksimum $100\; mA$. Agar amperemeter dapat digunakan untuk mengukur arus 1 A maka pada amperemeter perlu dipasang resistor? (SPMB 2006)
A. $0,1\; \Omega$ secara seriB. $0,1\; \Omega$ secara paralel
C. $0,1\; \Omega$ secara seri dan paralel
D. $0,1\; \Omega$ secara seri
E. $0,1\; \Omega$ secara paralel
Pembahasan
Untuk meningkatkan pembacaan amperemeter diperlukan hambatan paralel (cabang)
Batas ukur lama 100 mA= 0,1 A
Batas ukur baru 1 A
\begin{aligned} n&=\frac{I_{baru}}{I_{lama}}\\ n&=\frac{1}{0,1}\\ v&=10\end{aligned}
maka hambatan cabang
\begin{aligned}R_{cabang}&=\frac{R_{A}}{n-1}\\ R_{cabang}&=\frac{0,9}{10-1}\\ R_{cabang}&=0,1\; \Omega\end{aligned}
Jawaban B
5. Soal
B. hambatan muka sebesar 5000 ohm
C. hambatan cabang sebesar 9950 ohm
D. hambatan cabang sebesar 5000 ohm
E. hambatan muka dan hamabatan cabang masing - masing sebesar 2500 ohm
Pembahasan
Untuk meningkatkan pembacaan galvanometer mirip dengan voltmeter perlu ditambahkan hambatan seri/muka (shunt)
hambatan galvanometer 50 ohm
5. Soal
Sebuah galvanometer yang hambatannya 50 ohm akan mengalami simpangan maksimum jika dilalui arus 0,01 A. Agar dapat digunakan untuk mengukur tegangan hingga 100 V, maka harus dipasang (UMPTN 1990)
A. hambatan muka sebesar 9950 ohmB. hambatan muka sebesar 5000 ohm
C. hambatan cabang sebesar 9950 ohm
D. hambatan cabang sebesar 5000 ohm
E. hambatan muka dan hamabatan cabang masing - masing sebesar 2500 ohm
Pembahasan
Untuk meningkatkan pembacaan galvanometer mirip dengan voltmeter perlu ditambahkan hambatan seri/muka (shunt)
hambatan galvanometer 50 ohm
$V_{lama}=IR=0,01\times 50=0,5\; volt$
$V_{baru}=100\;volt$
maka
\begin{aligned}n&=\frac{V_{baru}}{V_{lama}}\\ n&=\frac{100}{0,5}&=200\end{aligned}
Hambatan seri
Hambatan seri
\begin{aligned}R_{Seri}&=R_{V}(n-1)\\ R_{seri}&=50(200-1)\\ R_{seri}&=9950\;ohm\end{aligned}
Jawaban A
6. Soal
B. 30 watt
C. 24 watt
D. 18 watt
E. 12 watt
Pembahasan
Jika ada dua buah lampu di tinjau dari daya (P) disusun seri maka P total:
Jawaban A
6. Soal
Di sebuah rumah terpasang dua buah bola lampu masing - masing tertulis 60 watt, 120 volt, dan 40 watt, 120 volt. Jika kedua bola lampu tersebut dihubungkan seri pada tegangan 120 volt. Berapakah jumlah daya pada kedua bola lampu tersebut? (SNMPTN 2011)
A. 36 wattB. 30 watt
C. 24 watt
D. 18 watt
E. 12 watt
Pembahasan
Jika ada dua buah lampu di tinjau dari daya (P) disusun seri maka P total:
\begin{aligned}P_{total}&=\frac{P_{1}\times P_{2}}{P_{1}+P_{2}}\\ P_{total}&=\frac{60\times 40}{60+40}\\ P_{total}&=\frac{2400}{100}\\ P_{total}&=24\;watt\end{aligned}
Jawaban C7. Soal
Dua alat pemanas listrik apabila dipergunakan secara sendiri - sendiri akan membutuhkan waktu masing - masing 15 dan 10 menit untuk mendidihkan air satu panci. Apabila keduanya dihubungkan secara seri, dengan sumber ggl yang tetap sama seperti semula, maka air satu panci akan mendidih dalam waktu .... menit (UMPTN 1993)
A. 15B. 20
C. 25
D. 30
E. 45
Pembahasan
Energi listrik = energi kalor
\begin{aligned}W&=Q\\ \frac{V^{2}}{R}t&=mc\Delta T\\ R&=\frac{V^{2}t}{mc\Delta T}\end{aligned}
R sebanding dengan tSemakin besar nilai R maka semakin lama waktu untuk mendidih. karena arus yang mengalir lebih kecil.
Untuk hambatan susunan seri
maka:
$t_{s}=t_{1}+t_{2}$
$t_{s}=15+10$
$t_{s}=25\;menit$
Jawaban C8. Soal
Sebuah pemanas listrik yang hmabatannya $5\; \Omega$ menggunakan sumber tegangan 50 V. Pemanas digunakan untuk memanaskan 1 liter air $0^{\circ}C$ hingga $50^{\circ}C$. Jika 70 % kalor yang dihasilkan pemanas diambil air, maka waktu yang diperlukan adalah (UMPTN 2000)
A. 5 menitB. 10 menit
C. 15 menit
D. 20 menit
E. 25 menit
Pembahasan
Diketahui
R = 5
V = 50 V
m = 1 liter air = 1 kg air
$\Delta T=50^{\circ}C$
$\eta$ = 70% = 0,7Karena efisiensi pemanas listrik tidak 100 % maka:
\begin{aligned}Q&=\eta W\\ mc\Delta T&=\eta \frac{V^{2}}{R}t\\ 1\times 4200\times 50&=0,7\times \frac{50^{2}}{5}\times t\\ t&=600\;s\\ t&=10\; menit\end{aligned}
Jawaban B9. Soal
Perhatikan gambar!
Seorang siswa membuat alat ukur suhu dengan menggunakan sensor yang memiliki nilai hambatan berubah terhadap suhu. Sensor tersebut bertuliskan $5^{\circ}C/V$ dan dipasang pada rangkaian jembatan wheatstone dengan nilai $R_{1}=2R_{2},\; R_{s}(variabel\; resistor)=0\; \Omega\; - \; 100\; \Omega$ , serta sumber tegangan 15 V. Jika tegangan titi ab 0 V dan nilai $R_{s}=\;10\;\ \Omega$, maka suhu yang terukur adalah? (SIMAK UI 2011)
A. $25\;^{\circ}C$ B. $50\;^{\circ}C$
C. $75\;^{\circ}C$
D. $100\;^{\circ}C$
E. $125\;^{\circ}C$
Pembahasan
maka:
\begin{aligned}R_{1}\times R_{sensor}&=R_{2}\times R_{s}\\\ (2R_{2})\times R_{sensor}&=R_{2}\times 10\\ R_{sensor}&=5\;\Omega\end{aligned}
Nilai tegangan sensor
\begin{aligned} \frac{V_{sensor}}{V_{tota}}&=\frac{IR_{sensor}}{I(R_{s}+R_{sensor})}\\ \frac{V_{sensor}}{V_{total}}&=\frac{R_{sensor}}{R_{s}+R_{sensor}}\\ \frac{V_{sensor}}{15}&=\frac{5}{10+5}\\ V_{sensor}&=5\;volt\end{aligned}
kenaikan suhu $5^{\circ}C$ tiap 1 volt, maka kenaikan suhunya Nilai tegangan sensor
\begin{aligned} \frac{V_{sensor}}{V_{tota}}&=\frac{IR_{sensor}}{I(R_{s}+R_{sensor})}\\ \frac{V_{sensor}}{V_{total}}&=\frac{R_{sensor}}{R_{s}+R_{sensor}}\\ \frac{V_{sensor}}{15}&=\frac{5}{10+5}\\ V_{sensor}&=5\;volt\end{aligned}
Jawaban A
Ketika sebuah gulungan kawat pemanas diberi beda potensial 100 V ternyata dapat menaikkan suhu 1 kg air sebesar $10\;^{\circ}C$ dalam waktu 100 sekon. Besar kenaikan suhu 2 kg air yang dipanskan dengan gulungan kawat tadi bila diberi beda potensial 200 V dalam 50 sekon adalah? (UM UGM 2016)
A. $5\;^{\circ}C$ B. $10\;^{\circ}C$
C. $15\;^{\circ}C$
D. $20\;^{\circ}C$
E. $25\;^{\circ}C$
Pembahasan
Keadaan 1
$V_{1}=100\;volt$
$m_{1}=1\;kg$
$\Delta T_{1}=10^{\circ}C$
$t_{1}=100\;s$
Keadaan 2
$V_{2}=200\;volt$
$m_{2}=2\;kg$
$t_{2}=50\;s$
\begin{aligned}W&=Q\\ \frac{V^{2}}{R}t&=mc\Delta T\\ \frac{\frac{V_{1}^{2}}{R_{1}}t_{1}}{\frac{V_{2}^{2}}{R_{2}}t_{2}}&=\frac{m_{1}c_{1}\Delta T_{1}}{m_{2}c_{2}\Delta T_{2}}\\ \frac{V_{1}^{2}t_{1}}{V_{2}^{2}t_{2}}&=\frac{m_{1}\Delta T_{1}}{m_{2}\Delta T_{2}}\\ \frac{(100)^{2}(100)}{(200)^{2}(50)}&=\frac{(1)(10)}{(2)\Delta T_{2}}\\ \Delta T_{2}&=10^{\circ}C\end{aligned}
11. Soal
Tiga elemen berbeda kutub - kutub positifnya dihubungkan ke titik a dan kutub - kutub negatifnya ke titik b. GGL dan hambatan dalam tiap elemen ditunjukkan oleh gambar. Beda potensial antara titik a dan b adalah (UMPTN 1991)
B. $1,2; V$
C. $2,8; V$
D. $3,0; V$
E. $9,0; V$
Pembahasan
Rumus
$I=\frac{V}{R}$
$I_{1}=\frac{V_{1}}{R_{1}}=\frac{2}{1}=2\;A$
$I_{2}=\frac{V_{2}}{R_{2}}=\frac{3}{1}=3\;A$
$I_{1}=\frac{V_{1}}{R_{1}}=\frac{2}{1}=2\;A$
$I_{2}=\frac{V_{2}}{R_{2}}=\frac{3}{1}=3\;A$
$I_{3}=\frac{V_{3}}{R_{3}}=\frac{4}{2}=2\;A$
maka $I_{total}$
$I_{total}=2+3+2=7\;A$
Hambatan total
Hambatan total
\begin{aligned}\frac{1}{R_{tot}}&=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+\frac{1}{R_{3}}\\ \frac{1}{R-{tot}}&=\frac{1}{1}+\frac{1}{1}+\frac{1}{2}\\ \frac{1}{R_{tot}}&=\frac{2+2+1}{2}\\ \frac{1}{R_{tot}}&=\frac{5}{2}\\ R_{tot}&=\frac{2}{5}\Omega\end{aligned}
maka
maka
$V_{ab}=I_{tot}R_{tot}=7\frac{2}{5}=2,8\;volt$
Jawaban C
12. Soal
Jawaban C
12. Soal
Simbol $E,\; P,\; V4$ dan $t$ masing - masing adalah simbol untuk energi listrik, daya listrik,tegangan listrik, dan waktu, sedangkan $R$ merupakan simbol hambatan dari sebuah setrika. Jika setrika bertuliskan 220 V/300 W, maka perumusan daya untuk setrika tersebut yang paling tepat adalah ..... (SIMAK UI 2012)
1) $\displaystyle P=\frac{E}{t}$
2) $P=I^{2}R$
3) $P=IV$
4) $\displaystyle P=\frac{V^{2}}{R}$
Pembahasan
E = energi listrik
P = daya listrik
V= tegangan listrik
t = waktu
R = hambatan listrik
I = arus listrik
Rumus daya (P)
\begin{aligned}P&=\frac{E}{t}\\ P&=\frac{VIt}{t}\\P&=VI\\ P&=I^{2}R\\ P&=\frac{V^{2}}{R}\end{aligned}
Jawaban E
13. Soal
Besar $\varepsilon$ pada gambar di atas agar arus listrik yang mengalir di $R_{3}$ sebesar 1,8 A adalah (SIMAK UI 2012)
A. 3,8 V
B. 4,0 V
C. 8,6 V
D. 14,3 V
E. 24 V
Pembahasan
13. Soal
Besar $\varepsilon$ pada gambar di atas agar arus listrik yang mengalir di $R_{3}$ sebesar 1,8 A adalah (SIMAK UI 2012)
A. 3,8 V
B. 4,0 V
C. 8,6 V
D. 14,3 V
E. 24 V
Diketahui
$E_{1}=24\;V$
$E_{1}=\varepsilon $
$R_{1}=3\;\Omega$
$R_{2}=2\;\Omega$
$R_{3}=7\;\Omega$
maka:\begin{aligned}I_{3}&=\frac{(E_{1}-E_{3})R_{2}+(E_{2}-E_{3})R_{1}}{R_{1}R_{2}+R_{1}R_{3}+R_{2}R_{3}}\\ 1,8&=\frac{(24-0)2+(\varepsilon-0)3}{3.2+3.7+2.7}\\ 1,8&=\frac{48+3\varepsilon}{6+21+14}\\ 73,8&=48+3\varepsilon\\ \varepsilon&=8,6\;volt\end{aligned}
Jawaban C
14. Soal
B. 3,0 volt
C. 2,5 volt
D. 2,0 volt
E. 1,5 volt
Pembahasan
Diketahui
mencari nilai Ra, Rb, dan Rc. Hambatan delta bertransformasi menjadi star
Arus listrik melewati ABCG
Jawaban C
14. Soal
Sebuah sel surya memiliki efisiensi $\eta$. Luas panelnya adalah $40\;cm^{2}$ dan panel tersebut menerima sinar matahari dengan intensitas $10^{3}\;W/m^{2}$. Sel tersebut menghasilkan arus 0,4 A dengan tegangan 2 V. Berapakah efisiensi $\eta$? (UTUL UGM 2019)
A. 25%
B. 20 %
C. 15 %
D. 10 %
E. 5 %
Pembahasan
Diketahui
$V = 2\; volt$
$i = 0,4 \;A$
$A = 40\;cm^{2}$
$I = 10^{3}\;Watt/m^{2}$
Efisiensi $\eta$?
Diketahui
$V = 2\; volt$
$i = 0,4 \;A$
$A = 40\;cm^{2}$
$I = 10^{3}\;Watt/m^{2}$
Efisiensi $\eta$?
\begin{aligned}P_{listrik}&=\eta P_{foton}\\ V.i&=\eta IA\\ 2(0,4)&=\eta 10^{3}.40\times 10^{-4}\\ \eta&=\frac{0,8}{4}\\ \eta&=\frac{1}{5}\\ \eta&=0,2\end{aligned}
Jawaban B
15. Soal
Jawaban B
15. Soal
Perhatikan penunjukan jarum amperemeter pada gambar berikut! (UN 2019)
Kuat arus yang terukur adalah . . . .
A. 60 A
B. 6 A
C. 5 A
D. 3 A
E. 0,3 A
Pembahasan
Diketahui
Alat Ukur Listrik- Amperemeter
Skala ditunjuk = 60
Skala maximum = 100
batas ukur 5 A
Skala ditunjuk = 60
Skala maximum = 100
batas ukur 5 A
\begin{aligned}I&=\frac{skala\; ditunjuk}{skala\;maximum}\times batas\; ukur\\ I&=\frac{60}{100}\times 5\\ I&=3\;Ampere\end{aligned}
Jawaban D
16. Soal
$I_{ab}=I_{bc}=I_{cd}=2\;A$Jawaban D
16. Soal
Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini!
Besar tegangan jepit pada titik AB adalah . . . . (UN 2019)
A. 2 V
B. 4 V
C. 6 V
D. 8 V
E. 10 V
Pembahasan
Diketahui
Gambar
Hukum 2 Kirchoff
1 loop, arah loop searah jarum jam
\begin{aligned} \Sigma E+\Sigma IR&=0\\ -8+(-8)+(-8)+(2+4+3+3)I&=0\\ 12I&=24\\ I&=2\;A\end{aligned}
Maka :
1 loop, arah loop searah jarum jam
Maka :
\begin{aligned}V_{AB}&=\Sigma E+\Sigma IR\\ V_{AB}&=-8+(2)(3)\\ V_{AB}&=-2\;volt\end{aligned}
nilai V dari AB adalah 2 volt dari B menuju A
Jawaban A
nilai V dari AB adalah 2 volt dari B menuju A
Jawaban A
17. Soal
Susunan hambatan seri maka nilai arus listrik sama
Pada gambar berikut, bila potensial listrik pada titik c adalah 4 V, maka potensial listrik pada titik a, b, dan d berturut turut adalah?
A. -20 V, -10 V dan 14 V
B. 30 V, 20 V dan -4 V
C. 32 V, 22 V dan -4 V
D. 30 V, 16 V dan 4 V
E. 20 V, 16 V dan 8 V
Pembahasan
Diketahui
Nilai tegangan listrik
$V_{ab}=I_{ab}R_{ab}=2\times 5=10\;volt$
$V_{bc}=I_{bc}R_{bc}=2\times 8=16\;volt$
$V_{cd}=I_{cd}R_{cd}=2\times 4=8\;volt$
karena arus listrik mengalir dari a ke d maka $V_{a}>V_{d}$
Titik cd
\begin{aligned}V_{cd}=V_{c}-V_{d}\\ 8=4-V_{d}\\ V_{d}&=-4\;volt\end{aligned}
Titik bc
\begin{aligned}V_{bc}=V_{b}-V_{c}\\ 16=V_{b}-4\\ V_{b}&=20\;volt\end{aligned}
TItik ab
\begin{aligned}V_{ab}=V_{a}-V_{b}\\ 10=V_{a}-20\\ V_{a}&=30\;volt\end{aligned}
Jawaban B
18. Soal
A. $50\;k\Omega$
Untuk mengukur hambatan (R) digunakan suatu rangkaian disamping. Baterai $varepsilon$ dengan ggl 16 voltyang hambatan dalamnya diabaikan dihubungkan secara seri dengan hambatan R an voltmeter V yang hambatannya $R_{v}=40\;k\Omega$. Jika pembacaan voltmeter 4 volt, besar hambatan yang dicari adalah?
A. $50\;k\Omega$
B. $70\;k\Omega$
C. $100\;k\Omega$
D. $120\;k\Omega$
E. $140\;k\Omega$
Pembahasan
Diketahui :
$V_{total}=\varepsilon=16\;volt$
$V_{voltmeter}=4\;volt$
$R_{v}=40\;k\Omega$
Pada voltmeter
\begin{aligned}I&=\frac{V_{v}}{R_{v}}\\ I&=\frac{4}{10.000}\\ I&=4\times 10^{-4}A\end{aligned}
karena voltmeter dan hambatan seri maka nilai arus listrik sama dan tegangan hasil jumlah
\begin{aligned}V_{total}&=V_{R}+V_{v}\\ \varepsilon&=V_{R}+V_{v}\\ 16&=4+V_{v}\\ V_{R}&=12\;volt\end{aligned}
Maka nilai hambatan R adalah
\begin{aligned} R&=\frac{V_{R}}{I}\\ R&=\frac{12}{10^{-4}}\\ R&=120.000\;\Omega\\ R&=120\;k\Omega\end{aligned}
Jawaban D
19. Soal
Dua buah sumber tegangan, dua buah hambatan identik, dan sebuah amperemeter ideal disusun menjadi rangkaian sederhana seperti ditunjukkan pada gambar (a). Sumber tegangan $\varepsilon_{1}$ adalah sumber tegangan yang tegangannya dapat di ubah - ubah, sedangakan sumber tegangan $\varepsilon_{2}$ tetap. Grafik antara arus yang terbaca pada amperemeter dan besar tegangan $\varepsilon_{1}$ ditunjukan oleh gambar (b). Jika tegangan pada sumber $\varepsilon_{1} = 0$, beda tegangan antara titik b dan e pada rangkaiannya adalah? (UTBK 2019)
A. 3,5 voltB. 3,0 volt
C. 2,5 volt
D. 2,0 volt
E. 1,5 volt
Pembahasan
Diketahui
Grafik (V,I)
\begin{aligned}R_{tot}&=\frac{\Delta \varepsilon_{1}}{\Delta I}\\ R_{tot}&=\frac{3-0,5}{(10-5)\times 10^{-3}}\\ R_{tot}&=\frac{2,5}{5\times 10^{-3}}\\ R_{tot}&=500\;ohm\end{aligned}
Nilai $V_{AB}= . . . .?$
Diambil $\varepsilon_{1}=3\;volt$ dan $I_{tot}=10\times 10^{-3}A$
maka:
Diambil $\varepsilon_{1}=3\;volt$ dan $I_{tot}=10\times 10^{-3}A$
maka:
\begin{aligned} \Sigma E+\Sigma IR&=0\\ -\varepsilon_{2}-\varepsilon_{1}+IR&=0\\ -\varepsilon_{2}-3+10\times 10^{-3}(500)&=0\\ -\varepsilon_{2}-3+5&=0\\ \varepsilon&=2\;volt\end{aligned}
Tegangan antara titik A dan B jika tegangan pada sumber $\varepsilon_{1}=0$
Tegangan antara titik A dan B jika tegangan pada sumber $\varepsilon_{1}=0$
\begin{aligned}V_{AB}&=\Sigma E+\Sigma IR\\ V_{AB}&=\varepsilon_{1}+\varepsilon_{2}\\ V_{AB}&=0+2\\ V_{AB}&=2\;volt\end{aligned}
Jawaban D
20. Soal
Jawaban D
20. Soal
Jumlah hambatan total pada rangkaian di bawah ini adalah?
A. 8 ohm
B. 6 ohm
C. 4 ohm
D. 2 ohm
E. 1 ohm
PembahasanDiketahui
mencari nilai Ra, Rb, dan Rc. Hambatan delta bertransformasi menjadi star
$\displaystyle R_{a}=\frac{7\times 8}{7+5+8}=2,8\;\Omega$
$\displaystyle R_{b}=\frac{7\times 5}{7+5+8}=1,75\;\Omega$
$\displaystyle R_{c}=\frac{8\times 5}{7+5+8}=2,0\;\Omega$
maka:
Hambatan 1,75 ohm dan 2,25 ohm diseri menjadi:
$R=1,75+2,25=4\;ohm$
Hambatan 2 ohm dan 2 ohm diseri menjadi:
$R=2+2=4\;ohm$
Kemudian 4 ohm dan 4 ohm diparalel menjadi:
$R_{p}=\frac{R}{n}=\frac{4}{2}=2\;ohm$
karena 1,2 ohm, 2,8 ohm dan 2 ohm seri maka:
$R_{AB}=1,2+2,8+2=6\;ohm$
Jawaban B
21. Soal
Jika setiap resistor dalam rangkaian di bawah ini mempunyai hambatan 12 ohm, maka hambatan pengganti antara ujung A dan G adalah?
A. 5 ohm
B. 10 ohm
C. 15 ohm
D. 20 ohm
E. 25 ohm
Pembahasan
Diketahui
Diketahui
R = 12 ohm
\begin{aligned} I&=3I_{1}\\ I_{1}&=\frac{1}{3}I\\ I_{1}&=2I_{2}\\ I_{2}&=\frac{1}{2}I_{1}\\ I_{2}I_{1}\\ I_{2}&=\frac{1}{2}\left(\frac{1}{3}I\right)\\ I_{2}&=\frac{1}{6}I\end{aligned}
Maka :
\begin{aligned} V_{AG}&=I_{AG}.R_{AG}\\ V_{AG}R_{AG}&=\Sigma E+\Sigma IR\\ I_{AG}R_{AG}&=I_{1}R+I_{2}R+I_{1}R\\ IR_{AG}&=\frac{1}{3}IR+\frac{1}{6}IR+\frac{1}{3}IR\\ IR_{AG}&=\frac{5}{6}IR\\ R_{AG}&=\frac{5}{6}R\\ R_{AG}&=\frac{5}{6}(12)\\ R_{AG}&=10\;ohm\end{aligned}
Jawaban B
21. Soal
Sebuah galvanometer G memiliki hambatan internal 100 ohm dan mengalami defleksi skala maksimum ketika dilewati arus 100 mA. Galvanometer itu akan diubah menjadi amperemeter multi skala dengan merangkai galvanometer ke resistor $Rx$ dan $Ry$ seperti gambar di bawah. Besar resistensi $Rx$ dan $Ry$ berturut turut adalah?
A. 20 ohm dan 5 ohm
B. 18,75 ohm dan 6,25 ohm
C. 6,25 ohm dan 18,75 ohm
D. 5 ohm dan 20 ohm
E. 6,5 ohm dan 18,5 ohm
Pembahasan
Paralel
\begin{aligned} V_{(G+R_{y})}&=V_{x}\\ I_{(G+R_{y})}R_{(G+R_{y}}&=I_{x}R_{x}\\ 0,1.(R_{G}+R_{y})&=1,9R_{x}\\ 0,1.(100+R_{y})&=1,9R_{x}\\ 100+R_{y}&=19R_{x}\\ 100&=19R_{x}-R_{y}\end{aligned}
Paralel
\begin{aligned}V_{G}&=V_{(R_{x}+R_{y})}\\ I_{G}R-{G}&=I_{xy}(R_{x}+R_{y})\\ 0,1 .100&=0,4(R_{x}+R_{y})\\ 25&=R_{x}+R_{y}\end{aligned}
Dari persamaan 1 dan 2 di eliminasi diperoleh
$R_{x}=6,25\; ohm$
$R_{y}=18,75\; ohm$
$R_{x}=6,25\; ohm$
$R_{y}=18,75\; ohm$
Jawaban C
22. Soal
Sebuah lampu berada di daerah dengan suhu udara $-5^{\circ}C$ sehingga hambatan dalam lampu sebesar $100 \; \Omega$. Lampu tersebut memiliki spesifikasi 50 W/100 V dan koefisien hambatan jenisnya sebesar $0,0050/^{\circ}C$. Jika lampu menyala dalam kondisi normal, suhu filamen haruslah bernilai?
A. 95 $^{\circ}C$
B. 195 $^{\circ}C$
C. 295 $^{\circ}C$
D. 395 $^{\circ}C$
E. 495 $^{\circ}C$
Pembahasan
Diketahui:
$T_{1}=-5^{\circ}C$
$R_{o}=100 \; \Omega$
$P=50\; Watt$
$V=100\; volt$
$\alpha=0,0050/^{\circ}C$
Ditanya $T_{2}=. . . . ? $
$P=\frac {V^{2}}{R_{t}}$
$R_{t}=\frac {V^{2}}{P}$
$R_{t}=\frac {100^{2}}{50}$
$R_{t}=200\; \Omega$
Nilai hambatan pada saat lampu menyala $R_{t}=200\; \Omega$
\begin{aligned} R_{t}&=R_{o}(1+\alpha \Delta T)\\ 200&=100(1+0,005 .\Delta T)\\ 2&=1+0,005.\Delta T)\\ 1&=0,005.\Delta T)\\ \Delta T&=\frac{1}{0,005}\\ T_{2}-T_{1}&=200\\ T_{2}-(-5)&=200\\ T_{2}&=195\; ^{\circ}C \end{aligned}
Jawaban B
23. Soal
Tinjau suatu rangkain listrik sebagaimana ditunjukkan pada gambar. Hitunglah arus listrik $I_{3}$ dalam hambatan 2 ohm. (UM UGM 2016)
A. 0,91 A
B. 0,61 A
C. 0,091 A
D. 0,061 A
E. 0 A
Pembahasan
$E_{1}=12\;volt$ dan $R_{1}=4\; \Omega$
$E_{2}=-8\;volt$ dan $R_{2}=6\; \Omega$
$E_{3}=0\;volt$ dan $R_{3}=2\; \Omega$
nilai $I_{3}= . . . . ?$
\begin{aligned} I_{3}&=\frac{(E_{1}-E_{3})R_{2}+(E_{2}-E_{3})R_{1}}{R_{1}R_{2}+R_{1}R_{3}+R_{2}R_{3}}\\ I_{3}&=\frac{(12-0)6+(-8-0)4}{4.6+4.2+6.2}\\ I_{3}&=\frac{40}{44}\\ I_{3}&= 0,91 \end{aligned}
Jawaban A
24. Soal
Tinjau suatu rangkaian listrik sebagaimana diberikan pada gambar. Jika nilai tiap hambatan adalah sama sebesar $R=\;1\;\Omega$, hitunglah arus listrik yang mengalir pada baterai. (UM UGM 2016)
A. $\frac{96}{17}$
B. $\frac{96}{16}$
C. $\frac{96}{15}$
D. $\frac{96}{14}$
E. $\frac{96}{13}$
Tags:
Zat dan Kalor
