Soal No. 1Dalam waktu dua menit arus listrik sebesar 2 A mengalir sepanjang kawat penghantar. Tentukan:a) muatan yang berpindah b) jumlah elektron

PembahasanHubungan kuat arus listrik, muatan listrik dan waktu adalah:

I = Q / tQ = I x t

Dengan demikian :a) Q = I x tQ = 2 x 120Q = 240 Coulomb

b) menentukan jumlah elektron dalam muatann = Q/Qe

dimana:n = jumlah elektron

Qe = muatan satu elektron (1,6 x 10−19 Coulomb)Q = muatan yang akan dihitung jumlah elektronnya

sehingga:

n = Q/Qe

n = 240 / (1,6 x 10−19)n = 150 x 1019

n = 1,5 x 1021 buah elektron

Soal No. 5Sebuah kawat penghantar memiliki panjang L dan luas penampang A dan memiliki hambatan sebesar 120 Ω. Jika kawat dengan bahan yang sama memiliki panjang 2 L dan luas penampang 3 A, tentukan hambatan kawat kedua ini!

PembahasanRumus untuk menghitung hambatan suatu kawat penghantar adalah:

R = ρL/ A

dimana R = hambatan kawat (Ω)L = panjang kawat (m)A = luas penampang kawat (m2)ρ = hambat jenis kawat

Kawat yang berbahan sama memiliki hambat jenis yang sama, sehingga R2 / R1 = (L2/A2) / (L1/A1)

R2 = (L2/L1) x (A1/A2) x R1

R2 = (2L/L) x (A/3A) x 120 R2 = (2/1) x(1/3) R2 = (2/3) x 120 = 80 Ω

Soal No. 2Muatan sebesar 360 C mengalir dalam dua menit dalam suatu rangkaian. Tentukan Kuat arus rangkaian listrik tersebut!

PembahasanI = Q/t I = 360 coulomb / 120 sekonI = 3 Ampere

Soal No. 3Konversikan satuan berikut:a) 5 μ C = ........Cb) 100 mC = .........Cc) 5000 nC = .........C

Pembahasana) 5 μC = 5 x 10−6 = 0,000005 Cb) 100 mC = 100 x 10−3 = 0,1 Cc) 5000 nC = 5000 x 10−9 = 5 x 10−6 = 0,000005 C

Soal No. 4Konversikan satuan berikut :a) 5 kΩ = ....... Ωb) 0,3 kΩ = .....Ωc) 5 MΩ = .........Ω

Pembahasana) 5 kΩ = 5 x 1000 = 5000 Ωb) 0,3 kΩ = 0,3 x 1000 = 300 Ωc) 5 MΩ = 5 x 1000000 = 5000000 Ω

Soal No. 6Sebuah kawat penghantar dengan panjang 10 meter memiliki hambatan sebesar 100 Ω Jika kawat dipotong menjadi 2 bagian yang sama panjang, tentukan hambatan yang dimiliki oleh masing-masing potongan kawat!

PembahasanData dari soal:L1 = LL2 = 1/2 LA1 = A2

R1 = 100 Ω

R2 / R1 = (L2/L1) x R1

(luas penampang dan hambat jenis kedua kawat adalah sama!!)

R2 = ( 0,5 L / L) x 100 Ω:R2 = 50 Ω (Thanks to nasha atas masukannya,..)Soal No. 7Ubah satuan berikut:a) 300 mA = .........Ab) 12 mA = ..........A

Pembahasana) 300 mA = 300 : 1000 = 0,3 Ab) 12 mA = 12 : 1000 = 0,012 A

Soal No. 8Diberikan sebuah rangkaian listrik arus searah terdiri dari tiga buah lampu, dua buah saklar dan sebuah sumber arus listrik. Manakah lampu-lampu yang menyala jika:a) saklar 1 tertutup, saklar 2 terbukab) saklar 2 tertutup, saklar 1 terbukac) saklar 1 tertutup, saklar 2 tertutupd) saklar 1 terbuka, saklar 2 terbuka

PembahasanArus listrik akan mengalir jika terdapat beban dan rangkaian yang tertutup, sehingga:a) saklar 1 tertutup, saklar 2 terbukalampu 2 dan 3 menyala, lampu 1 matib) saklar 2 tertutup, saklar 1 terbukasemua lampu akan matic) saklar 1 tertutup, saklar 2 tertutupsemua lampu menyalad) saklar 1 terbuka, saklar 2 terbukasemua lampu mati

Soal No. 9X dan Y adalah dua buah alat ukur listrik yang berbeda. Manakah posisi pemasangan voltmeter dan amperemeter jika yang diukur adalah tegangan pada lampu 3 dan kuat arus pada lampu 3?

PembahasanVoltmeter untuk mengukur tegangan antara dua titik, dalam hal ini adalah tegangan pada lampu 3, voltmeter harus dipasang secara paralel dengan beban yang hendak diukur, posisi yang benar adalah X.Amperemeter untuk mengukur kuat arus yang mengalir melalui suatu beban dalam hal ini adalah lampu 3, ampermeter harus dipasang secara seri dengan alat yang hendak diukur besar kuat arusnya, so, kabelnya dipotong dulu trus sambungin ke kaki Amperemeter, posisi yang benar adalah Y.

Soal No. 10Perhatikan gambar berikut

Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B jika R1, R2 dan R3 berturut-turut besarnya adalah 5 Ω, 10 Ω dan 15 Ω!

PembahasanRangkaian diatas adalah tersusun seri, sehingga hambatan penggantinya adalah:

Rt = R1 + R2 + R3

= 5 + 10 + 15 = 30 Ω

Soal No. 11Pada rangkaian berikut jika R1 = 9 Ω dan hambatan pengganti antara titik AB adalah 6 Ω tentukan besar hambatan R2 !

PembahasanRangkaian diatas adalah hambatan yang disusun secara paralal. Hambatan total untuk paralel adalah

1/ Rt = 1/R1 + 1/R2 1/ 6 = 1/9 + 1/R2

1/R2 = 1/6 − 1/91/R2 = 3/18 − 2/181/R2 = 1/18R2 = 18 Ohm

Soal No. 12Dari rangkaian hambatan berikut R1 = 10 ΩR2 = 9 ΩR3 = 18 ΩTentukan hambatan pengganti antara titik A dan B!

PembahasanRangkaian campuran, selesaikan paralel antara R2 dan R3 terlebih dahulu1/ Rp = 1/R2 + 1/R3

1/ Rp = 1/9 + 1/181/ Rp = 2/18 + 1/181/ Rp = 3/18 Rp = 18/3 = 6 Ω

Hasil ini kemudian diserikan dengan R1

Rt = 10 + 6 = 16 ΩSoal No. 13Berikut ini adalah sebuah rangkaian listrik sederhana yang terdiri sebuah baterai sebagai sumber tegangan listrik ε dan sebuah beban resistor R.

Jika ε adalah 12 volt dan R adalah 3 Ω tentukan:a) kuat arus yang mengalirb) jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menitPembahasana) kuat arus yang mengalir

Untuk rangkaian sederhana seperti di atas cukup gunakan:I = ε / RI = 12 / 3I = 4 A

b) jumlah muatan yang mengalir dalam 1 menit

Q = I x tQ = 4 A x 60 detikQ = 240 Coulomb

Soal No. 14Sebuah rangkaian terdiri dari sebuah sumber tegangan dan sebuah hambatan seperti ditunjukan gambar berikut!

Tentukan:a) kuat arus Ib) tegangan jepit AB

Pembahasana) Berbeda dengan nomor 14, soal ini pada baterai terdapat hambatan dalam yaitu r, sehingga untuk mencari kuat arus rangkaian

I = ε / R + rI = 12 / (8,5 + 0,5)I = 12 / 9I = 4/3 Ampere

b) Tegangan antara titik A dan B bisa ditemukan melalui 2 cara, yaitupertama VAB = I x R = (4/3) x 8,5 = 11,33 voltkedua VAB = ε − I x r = 12 − (4/3)x(0,5) = 11,33 volt

Soal No. 15Sebuah rangkaian listrik arus searah terdiri dari sebuah baterai 12 volt, dan tiga buah hambatan masing-masing:R1 = 40 Ω R2 = 60 Ω R3 = 6 Ω

Tentukan:a) hambatan total pada rangkaianb) kuat arus rangkaian (I)c) kuat arus pada hambatan R1

d) kuat arus pada hambatan R2

e) apakah Itotal, I1 dan I2 memenuhi hukum kirchoff arus?

Pembahasana) seperti nomor 12, adik akan mendapatkan jawaban Rtotal= 30 Ωb) Kuat arus rangkaianI = 12 volt / 30 ΩI = 0,4 Ac) kuat arus pada hambatan R1

I1 = Itotal x (R2 / (R1 + R2)

I1 = 0,4 x (60 / (40 + 60)I1 = 0,4 x (60 / (100) = 0,24 Ad) kuat arus pada hambatan R2 I2 = Itotal x (R

1 / (R1 + R2) I2 = 0,4 x (40 / (40 + 60)I2 = 0,4 x (40 / (100) = 0,16 A e) apakah Itotal, I1 dan I2 memenuhi hukum kirchoff arus?Menurut hukum kirchoff arus,ΣImasuk = ΣIkeluar

Jadi jumlah I1 dan I2 harus sama dengan Itotal = 0,4 AItotal = I1 + I2 Itotal = 0,24 + 0,16 = 0,40 A, sesuai hasil perhitungan point b diatas.

Soal No. 16Sebuah lampu dipasang pada tegangan 220 volt dan menghasilkan kuat arus listrik sebesar 0,25 A. Tentukan :a) daya lampub) energi yang digunakan lampu dalam 12 jam

PembahasanRumus daya listrik:P = V x Ia) daya lampuP = V x I = 220 x 0,25 = 55 watt

b) energi dalam 12 jam = 12 x 60 x 60 detik = 43200 detikW = P x t = 55 x 43200 = 2376000 Joule

Soal No. 17Budi membeli lampu bertuliskan 220 volt, 100 watt, perkirakan hambatan yang dimiliki lampu tersebut!

PembahasanMencari hambatan dari daya lampu yang diketahui:P = V2/ RR = V2/ PR = 2202 / 100R = 484 Ω

Soal No. 18Anto membeli lampu dengan spesifikasi 220 volt, 100 watt. Jika lampu dipasang Anto pada tegangan 110 volt, berapakah daya lampu saat menyala?

PembahasanHambatan lampu saat dipasang pada tegangan 220 volt maupun 110 adalah tetapR2 = R1

V22/ P2 = V12/ P1P2 = (V1/V2)2 x P1P2 = (110/220) 2 x 100 = 1/4 x 100 watt = 25 watt

Soal No. 19Pemanas air dengan spesifikasi 200 watt digunakan untuk memasak air bersuhu 30°C sebanyak 0,5 kg. Jika kalor jenis air adalah 4200 J/kg°C tentukan berapa lama waktu yang diperlukan hingga air mencapai suhu 100°C !

PembahasanEnergi listrik diubah menjadi kalor untuk memanaskan air

Data soal:P = 200 wattΔ T = 100 − 30 = 70 °Cm = 0,5 kgc = 4200 J/kg°Ct = ..........

P x t = m x c x ΔT200 x t = 0,5 x 4200 x 70t = 147000 / 200 t = 735 detikt = 735 / 60 menit = 12,25 menit

Soal No. 20Sebuah rumah memasang 5 lampu 20 watt dan menyala 12 jam sehari, 2 lampu 60 watt menyala 5 jam sehari, sebuah kulkas 125 watt menyala 24 jam sehari, pesawat TV 200 watt menyala 6 jam sehari dan sebuah setrika listrik 250 watt yang dipakai 2 jam sehari. Jika tarif listrik adalah Rp 750 / kwh, perkirakan biaya listrik rumah tersebut dalam satu hari, satu minggu (7 hari) dan satu bulan (30 hari)!

PembahasanCara menghitung tarif listrik :Pola:(watt alat)x(jumlah alat)x(lama pemakaian)

Lampu → 20 watt x 5 x 12 jam = 1200 whLampu → 60 watt x 2 x 5 jam = 600 whKulkas → 125 watt x 1 x 24 jam = 3000 whTV 200 → watt x 1 x 6 jam = 1200 whSetrika → 250 watt x `1 x 2 jam = 500 wh---------------------------------------- +Energi dipakai dalam sehari = 6500 wh = 6,5 kwhTarif listrik dalam satu hari = Rp 750 x 6,5 = Rp 4875Tarif listrik dalam satu minggu = Rp 4875 x 7 = Rp 34125Tarif listrik dalam satu bulan = Rp 4875 x 30 = 146250

Soal No. 21 Perhatikan gambar rangkaian listrik di samping ini!Jika R1 = R2 = 10 Ω R3 = R4 = 8 Ω

Berapakah besarnya kuat arus (I) yang mengalir?A. 0,5 AB. 2 AC. 36 AD. 288 A(Dari Soal UN IPA 2008/2009)

PembahasanTentukan hambatan pengganti atau hambatan totalnya terlebih dulu:R1 dan R2 susunan seri, tinggal dijumlahkan sajaR12 = 10 + 10 = 20 Ω

R3 dan R4 susunan paralel, pakai seper-seper terus dibalik:1/R34 = 1/8 + 1/8 = 2/8

R34 = 8/2 = 4 Ω

R12 dan R34 lantas diseri lagi biar jadi Rtotal

Rtotal = 20 + 4 = 24 Ω

Terakhir menghitung arus rangkaian:I = V/R = 12/24 = 0,5 A

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/55-listrik-dinamis-kelas-9-smp-part-2#ixzz2fjp2g54R

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/244-listrik-dinamis-kelas-9-smp-part-1#ixzz2fjop7qXx

Energi dan Daya Listrik DinamisCategory: Fisika X SMA Written by fisikastudycenter

Contoh soal dan pembahasan ulangan harian energi dan daya listrik, fisika SMA kelas X semester 2. Perhatikan dan pelajari contoh-contoh berikut!

Soal No.1Sebuah lampu memiliki spesifikasi 18 watt, 150 Volt. Lampu dipasang pada tegangan 150 volt. Tentukan:a) Energi yang digunakan lampu selama pemakaian 12 jamb) Hambatan lampuc) Kuat arus yang mengalir pada lampu

PembahasanData lampu:Daya P = 18 wattTegangan V = 150 volttWaktu t = 12 jam = 12 x 3600 sekon = 43200 s

a) Energi yang digunakan lampu selama pemakaian 12 jamDari rumus energi listrik jika telah diketahui dayanya (P) dan waktu (t)W = PtW = 18 watt x 432000 s = 777600 joule = 777,6 kilojoule 

b) Hambatan lampuDari spesifikasi pada lampu dan rumus hambatan hubungannya dengan daya listrik:

 Sehingga hambatan lampu adalah 

 

c) Kuat arus yang mengalir pada lampu:I = V/RI = 150/1250I = 0,12 ampere

Soal No.2Budi memiliki sebuah lampu dengan spesifikasi 27,5 watt, 110 volt. Ia ingin memasang lampu tersebut pada tegangan 210 volt. Agar lampu menyala normal sesuai spesifikasi yang tertera pada lampu, tentukan besar hambatan listrik yang harus ditambahkan pada rangkaian!

PembahasanLampu menyala normal artinya daya lampunya tetap 27,5 watt dan tegangan pada lampu juga tetap 110 volt. Rangkaian harus ditambah dengan sebuah hambatan untuk menyerap kelebihan tegangan yang disediakan. 

Hitung dulu kuat arus yang mengalir pada lampu adalah: 

 

Rangkaiannya kira-kira seperti ini 

 

Tegangan yang tadinya 210 volt dari sumber listrik, dipakai oleh hambatan pada lampu yaitu RL sebesar 110 volt, sehingga sisanya adalah (210 − 110) = 100 volt, tegangan ini digunakan oleh hambatan yang ditambahkan yaitu Rs. Sehingga besarnya hambatan Rs adalah 

 

Soal No. 3Dua buah lampu identik dengan ukuran 2 watt, 1,5 volt dirangkai dengan sebuah baterai 1,5 volt seperti gambar berikut! 

 

a) Daya total kedua lampub) Energi yang diserap lampu dalam 1 menit!

PembahasanCara PertamaHambatan yang dimiliki masing-masing lampu adalah R = V2/P = 1,52 / 2 = 1,125 Ω. Pada rangkaian di atas lampu dipasang secara paralel, berikut rangkaian ekivalennya 

 

Hambatan total kedua lampu yang disusun paralel 

 

Sehingga hambatan total berikut dayanya: 

Energi untuk 1 menit (60 detik)W = Pt W = 4(60) = 240 joule

Cara KeduaDua daya total dua lampu identik pada tegangan yang sesuai: 

 

Sehingga P = 2 W + 2 w = 4 WW = Pt = 4(60) = 240 joule

Rumus Daya total diatas dapatnya dari sini, hambatan masing-masing lampu R1 dan R2 

Hasil paralelnya dan dayanya: 

 

Soal No. 4Dua buah lampu dari 2 watt, 1,5 volt dirangkai dengan sebuah baterai 1,5 volt seperti gambar berikut. 

 

Tentukan daya total dari kedua lampu tersebut!

PembahasanRangkaian ekivalennya seperti gambar berikut. 

 

Daya total pada rangkaian 

 

Dapat rumusnya dari sini 

 

Soal No. 5Solder listrik digunakan pada tegangan 200

volt mengalirkan arus listrik sebesar 0,25 A. Tentukan energi yang digunakan solder listrik dalam 5 menit!

PembahasanW = VitW = 200 (0,25) (5×60) = 15 000 joule

Soal No.6Sebuah alat pemanas air dengan daya P dipasang pada tegangan V memerlukan waktu 10 menit untuk menaikkan suhu air dari 10° menjadi 50°. Jika dua buah pemanas yang sama disusun seri, tentukan waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu air pada jumlah dan selisih suhu yang sama!

PembahasanSusunan Seri, daya total seperti contoh di atas akan menjadi 1/2 P, sehingga waktu yang diperlukan menjadi dua kali lebih lamat = t1 + t2

t = 10 menit + 10 menit = 20 menit

Soal No.7Sebuah alat pemanas air dengan daya P dipasang pada tegangan V memerlukan waktu 10 menit untuk menaikkan suhu air dari 10°C menjadi 50°C. Jika dua buah pemanas yang sama disusun paralel, tentukan waktu yang diperlukan untuk menaikkan suhu air pada jumlah dan selisih suhu yang sama!

PembahasanSusunan Paralel, daya total seperti contoh di atas menjadi dua kali semula atau 2P, sehingga waktu yang diperlukan menjadi setengahnya sajat = 5 menit

Soal No.8Pemanas air dari 210 watt, digunakan untuk memanaskan 2 liter air. Jika massa jenis air 1000 kg/m3 dan kalor jenis air 4200 J/kg°C, perkirakan lama waktu yang diperlukan untuk kenaikan suhu air sebesar 36°C!

PembahasanMassa air yang dipanaskanm = ρ Vm = 1000 kg/m3 x (2 x 10−3 m3 )= 2 kg

Waktu yang diperlukanPt = mcΔT(210)t = 2(4200)(36)t = 1440 sekon = 1440 / 60 = 24 menit

(updating)

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/313-energi-dan-daya-listrik-dinamis#ixzz2fjqE3C30