Contoh Soal Kendala Rangkaian Listrik Dan Penyelesaiannya

Soal Rangkaian Listrik - Setelah mempelajari materi fisika wacana rangkaian listrik, dibutuhkan anda sanggup mengetahui kapan harus memakai rumus rangkaian seri atau paralel pada sebuah soal. Selain itu, anda sanggup memahami dengan baik penyebab yang mempengaruhi kendala pada sebuah kawat serta kekerabatan kendala listrik dengan perubahan suhu.

Sebelum kita masuk ke latihan soal kendala rangkaian listrik, kita akan memahami beberap konsep wacana kendala listrik. Karena dalam tutorial ini, kita hanya fokus pada kendala listrik. Maka disini kita tidak akan mengulas lagi wacana berpengaruh arus listrik, beda potensial dsb.

Apa itu Hambatan Listrik ?

Hambatan listrik sering juga diistilahkan dengan sebutan resistansi. Dari sisi nama, kendala listrik bermakna sesuatu untuk menahan anutan listrik. Aliran listrik disini yakni arus listrik.

Lalu bagaimana cara menahana anutan lisrtrik ?

Sebuah komponen listrik menahan laju anutan listrik dengan cara membagi tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.

Dengan demikian kita sanggup rumuskan kendala listrik menjadi :

R =

V / I

Keterangan:

• I yakni berpengaruh arus listrik (Ampere)
• R yakni kendala listrik (ohm)
• V yakni beda potensial (volt)

Berdasarkan kekerabatan antar elemen, rangkaian listrik dibagi menjadi dua :

• Rangkaian Seri
• Rangkaian Paralel

Rangkaian Seri

Rangkaian seri yakni rangkaian beberapa kendala dimana hanya satu pasang ujung antara dua kendala yang saling terhubung pada titik yang sama. Susuna lampu yang disusun secara seri tersebut sanggup digambarkan dalam bentuk rangkaian sebagai berikut :
Dari gambar rangkaian seri tersebut, kita dapatkan beberapa persamaan :

V_AB = V₁ + V₂ + V₃
V_AB = IR₁ + IR₂ + IR₃
dengan,
V_AB = IR_total
IR_total = IR₁ + IR₂ + IR₃
R_total = R₁ +R₂ + R₃

Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel yakni rangkaian beberapa kendala dimana dua pasang ujung semua kendala masing-masing saling terhubung pada titik yang sama.

Sususan lampu yang disusun paralel tersebut sanggup digambarkan dalam bentuk rangkaiannya menyerupai gambar di bawah ini :

Dari rangkaian paralel di atas, maka berlaku beberapa persamaan yaitu :

V = V₁ = V₂ = V₃
I = I₁ = I₂ = I₃

1 / R_p

=

1 / R₁

+

1 / R₂

+

1 / R₃

Hambatan Listrik pada Kawat

Hambatan pada kawat dipengaruhi oleh:
a. Panjang kawat (l)
b. Luas penampang kawat (A)
c. Hambatan jenis kawat (ρ)
d. Perubahan suhu pada kawat (ΔT)

Persamaan kendala listrik pada suatu kawat penghantar sanggup ditulis :

R = ρ

l / A

Keterrangan :

• ρ menyatakan Hambatan jenis kawat (ohm meter)
• R menyatakan kendala listrik (ohm)
• l menyatakan panjang kawat (m)
• A menyatakan luas penampang kawat (m²)

Hubungan kendala listrik dengan perubahan suhu

Resistansi juga merupakan fungsi dari temperatur (dipengaruhi temperatur) dengan rumussebagai berikut :

R = R₀ + α . R₀ . (T - T₀)
Karena ΔT = T - T₀, maka persamaannya sanggup disederhanakan
R = R₀ + α . R₀ . (ΔT)
R = R₀(1 + α . ΔT)

Keterangan :

• R menyatakan resistansi pada temperatur T
• R₀ yakni kendala listrik awal (ohm)
• α yakni koefisien suhu kendala (^oC)
• ΔT yakni perubahan suhu pada kawat (^oC)
• T₀ yakni temperatur awal
• T yakni temperatur terakhir

Latihan Soal Hambatan Listrik

Soal No.1

---

Nilai resistansi tembaga pada temperatur 35°C yakni 3,35 ohm. Berapakah resistansinya kalau temperatur naik menjadi 50°C (α = 4,3 x 10^-4 °C)

Penyelesaian:

R = R₀ + α . R₀ . (T - T₀)
R = 3,35 + (4,3x10^-3)(3,35)(50-0)
R = 4,57 Ohm

Soal No.2

---

Jika diketahui sebuah lilitan kawat mempunyai kendala 25 Ohm pada suhu 35°C. Ketika pada suhu 50°C hambatannya menjadi 25,17 Ohm. Hitunglah koefisien kendala suhu jenisnya ?

Penyelesaiannya

ΔT = T - T₀
ΔT = 50 - 35
ΔT = 15°C

Kemudian masukkan ke persamaannya:
R = R₀(1 + α . ΔT)
25, 17 = 25(1 + α . 15)
1,0068 = 1 + 15α
0,0068 = 15α
α = 4,5 x 10^-4
Dengan demikian didapatkan koefisien kendala suhu jenisnya = 44,5 x 10^{-4 o}C

Soal No.3

---

Jika diketahui sebuah kawat logam dengan panjang 1 cm dan diameter 5 mm serta kendala jenisnya yakni 1,76 x 10^-8 ohm.meter, berapakah kendala dari kawat tersebut ?

Penyelesaian :

R = ρ

l / A

Dengan A yakni luas penampang bundar πr² sehingga :
R = ρ

l / 2πr²

R = 1,76 x 10^-8

l0^-2 / 2(3,14)(2,5x10^-3)²

R = 4,5x10^-6 Ohm

Soal No.4

---

Diketahui sebuah rangkaian paralel menyerupai gambar di bawah ini :

Carilah :
a. Hambatan penggantin (R_T)
b. Kuat arus pada rangkaian (I_T)
c. Kuat arus pada R₁ dan R₂ (I₁ dan I₂)


Penyelesaian:

A. Hambatan penggantin (R_T)

1 / R_T

=

1 / R₁

+

1 / R₂

R_T =

R₁ . R₂ / R₁ + R₂

R_T =

4 . 6 / 4 + 6

= 2,4 Ohm

B. Kuat arus pada rangkaian (I_T)

I_T =

V / R_T

I_T =

24 / 2,4

= 10 A

C. Kuat arus pada R₁ dan R₂ (I₁ dan I₂)

Kuat arus pada R₁:
I₁ =

V1 / R₁

I₁ =

24 / 4

= 6 A

Kuat arus pada R₂
I₁ =

V2 / R₂

I₁ =

24 / 6

= 4 A

Soal No.5

---

Tiga buah resistor akan dirangkai secara seri, masing-masing nilai resistor tersebut yakni R₁ = 10Ω, R₂ = 47Ω, R₃ = 100Ω. Berapakah nilai dari kendala pengganti rangkaian tersebut ?

Penyelesaian:

R_s = R₁ + R₂ + R₃
R_s = 10 + 47 + 100
R_s = 157 Ohm

Referensi

---

1. http://tikelasb.hol.es/wp-content/uploads/2015/03/Kuliah-2-Konsep-Rangkaian-Listrik1.pdf
2. https://www.academia.edu/5515322/Rangkaian_Listrik_I_-_Rangkaian_Seri_Paralel_dan_Gabungan_serta_Potensiometer
Sumber http://www.kontensekolah.com/

Share this post