8 Contoh Soal Listrik Dinamis Beserta Pembahasannya

8 Contoh Soal Listrik Dinamis Beserta Pembahasannya - Pada kesempatan kali ini, yaitu dalam mata pelajaran fisika, topik kita kali ini adalah tentang Listrik Dinamis dimana akan disajikan berbagai macam dan bentuk soal-soal yang sering diujikan dalam ujian.

Materi tentang Listrik Dinamis pada dasarnya telah kita bahas pada tutorial terdahulu dengan judul : Contoh Soal Rangkaian dan Hambatan Listrik. Bahkan dalam materi tersebut sudah terdapat beberapa soal yang disertai juga dengan pembahasan. Menimbang banyaknya permintaan agar jumlah soal dan cakupan pertanyaan ditambah, maka dalam kesempatan ini kita akan coba memahami berbagai jenis model-model soal yang sering ditanyakan dalam pokok bahasan : Listrik Dinamis.

Kumpulan Soal Listrik Dinamis dan Pembahasannya

Soal No.1

Jika dalam kawat mengalir kuat arus sebesar 5 A. Berapakah jumlah muatan yang melewati luas penampang kawat dalam waktu 1 menit ?

Pembahasan

I =

q/t

5 =

q/60

q = 5 x 60 = 300 Coulomb

Soal No.2

Gambar di bawah ini merupakan salah satu cara untuk menentukan hambatan sebuah resistor :

Tentukanlah besarnya hambatan dengan mengunakan hukum Ohm jika pada voltmeter terbaca 3 Volt sedangkan pada amperemeter terbaca 2mA ?

Pembahasan

Pada voltmeter dianggap tidak mengalir arus listrik karena hambatan dalamnya yang sangat besar dibanding R, sehingga dapat kita anggap arus yang terbaca pada amperemeter adalah juga arus yang mengalir pada resistor sehingga menurut hukum Ohm, hambatan dapat dihitung menggunakan persamaan :
R =

V/I

R =

3/2x10^-3

= 1,5 k?

Soal No.3 (UN 2012)

Coba anda perhatikan gambar di bawah ini :

Berapakah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R₂ ?
A. 0,7 A
B. 1,3 A
C. 2,0 A
D. 3,0 A
E. 3,3 A

Pembahasan

a. Terlebih dahulu, kita cari hambatan total R₂ dan R₃ dimana kedua hambatan tersebut secara paralel, maka hambatan totalnya :

1/R_total(2,3)

1/R₂

1/R₃

1/R_total(2,3)

1/3

1/6

1/R_total(2,3)

2 + 1/6

3/6

R_total(2,3) =

6/3

= 2 ?

b. Langkah berikutnya kita cari hambatan total antara R₁ dengan R_total(2,3), dimana rangkaian ini disusun secara seri, maka hambatannya adalah :
R_total(1,2,3) = R₁ + R_total(2,3)
R_total(1,2,3) = 1 + 2 = 3 ?

c. Langkah ketiga adalah dicari arus totalnya :
I =

V/R_total(1,2,3)

I =

6/3

= 2 A

d. Kemudian baru kita cari arus yang mengalir pada R₂ dimana disini kita namakan I₂. Maka arusnya adalah :
I₂ =

R₂/R₂ + R₃

x I
I₂ =

3/3 + 6

x 2
I₂ =

2/3

x 2 = 1,3 A

Jawab : B , dimana arus listrik yang mengalir pada hambatan R₂ adalah 1,3 A.

Soal No.4

Misalkan terdapat sebuah kawat logam yang panjangnya adalah 1 cm dan memiliki diameter 5 mm serta resistivitasnya 1,76 x 10^-8 ohm.meter, berapakah resistansi dari kawat tersebut ?

Pembahasan

l = 1 cm = 0,01 m = 10^-2 m
r = 1/2 diameter = 2,5 mm = 2,5x10^-3 m
Kemudian gunakan persamaan :
R = ?

l/A

Dimana A adalah luas penampang lingkaran pr²,sehingga :
R = ?

l/2pr²

R = (1,76 x 10^-8)

10^-2/2(3,14)(2,5x10^-3)²

� 4,6x10^-6 ?

Soal No.5

Nilai resistansi tembaga pada temperatur 0^oC adalah 3,45 ohm. Berapakah resistansinya jika temperatur naik menjadi 50^oC, jika diketahui a =4,3 x10^-3 C^-1 ?

Pembahasan

R = R₀(1 + a . ?T)
R = 3,35(1 + 4,3x10^-3 .(50 - 0)
R = 3,35(1 + 215x10^-3
R = 4,57 ?

Soal No.6

Mula-mula hambatan sebuah kawat nikelin adalah 5 ohm. Berapakah hambatannya jika panjang dan diameter kawat nikelin tersebut diperbesar dua kali semula ?

Pembahasan

Misalkan Panjang dan Diameter mula-mula kawat nikelin tersebut dilambangkan dengan L₁ dan D₁
Jika diperbesar dua kali, maka : L₂ = 2L₁ dan D₂ = 2D₁
Sehingga jari-jarinya : r₁ =

1/2

D₁ dan r₂ =

1/2

D₂ =

1/2

2D₁ = D₁

Karena suatu kawat memiliki luas penampang berbentuk lingkaran maka mengunakan rumus luas lingkaran :
A = pr2
A₁ = p(1/2D₁)² = A₁ =

pD₁²/4

A₂ = p(1/2D₂)² = p(1/2x2D₁)² = A₂ =

px(2D₁²)/4

4px(D₁²)/4

= 4A₁

Langkah berikutnya adalah mencari hambatan, ingat rumus mencari hambatan :
R₁ = ?

l₁/A₁

= ?

L₁/A₁

Karena kita akan mencari hambatan setelah panjang dan diameter kawat nikelin tersebut diperbesar dua kali, maka :
R₂ = ?

l₂/A₂

R₂ = ?

2L₁/4A₁

R₂ =

1/2

L₁/A₁

1/2

R₁ =

1/2

5 = 2,5 Ohm

Jadi Hambatannya setelah panjang dan diameter diperbesar dua kali adalah 2,5 Ohm

Soal No.7 (UN 2000)

Diketahui sebuah rangkaian listrik seperti gambar di bawah ini adalah :

Maka hambatan total dari ketiga resistor tersebut adalah :
A. 9,0 ?
B. 7,0 ?
C. 5,2 ?
D. 9,2 ?

Pembahasan

Langkah Pertama, cari dulu hambatan pada rangkaian paralelnya :

1/R_p

1/2

1/3

2 + 3/6

5/6

R_p =

6/5

= 1,2 ?

Langkah berikutnya Jumlahkan total rangkaian paralel yang barusan kita cari dengan hambatan lainnya, dimana rangkaiannya adalah seri :
Total Hambatan = 1,2 ? + 4 ? = 5,2 ?

Jawab C

Soal No.8 (UN 2011)

Perhatikan gambar rangkaian listrik dibawah ini :

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5? , besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah ...
A. 0,5 A
B. 1,5 A
C. 1,8 A
D. 4,5 A
E. 5,4 A

Pembahasan

Dari gambar rangkaian diatas, hambatan totalnya adalah jumlah hambatan luar (R) ditambah dengan hambatan dalam (r).
Untuk menyelesaikannya, kita gunakan Hukum II Kirchhoff dimana :
SE = I . R_t
R + r = I . R_t
18 + (-9) = I � (2 + 3 + 0,5 + 0,5)
9 = 6.I
I =

9/6

= 1,5 A

Jawab : B