Contoh Soal Rangkaian Kendala Memilih Beda Potensial

- Contoh soal dan pembahasan perihal listrik dinamis, yaitu memilih beda potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik sederhana. Contoh #1 : Tiga buah kendala identik dirangkai dan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan menyerupai terlihat pada gambar. Jika beda potensial sumber tegangan yaitu 120 Volt, maka potensial VAB = sama dengan .....
A. VAB = 120 Volt
B. VAB = 100 Volt
C. VAB = 80 Volt
D. VAB = 72 Volt
E. VAB = 64 Volt

Pembahasan :
Untuk menuntaskan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep arus listrik searah terutama mengenai aturan Ohm dan rangkaian hambatan.

Adapun poin penting yang harus kita pahami dalam penyelesaian ini yaitu mengetahui karakteristik dari rangkaian kendala seri atau paralel.

Seperti biasa, pembahasan akan dimulai dengan pembahasan konsep secara ringkas sebagai pengingat. Tapi bila Kalian masih ingat konsepnya, sanggup diskip ke penyelesaian di bawah.

Konsep Listrik Dinamis

Listrik dinamis membahas mengenai ajaran muatan listrik pada suatu penghantar. Arus listrik merupakan ajaran muatan listrik nyata dari potensial tinggi ke potensial rendah.

#1 Hukum Ohm

Hukum Ohm merupakan suatu aturan yang mencoba menjelaskan korelasi antara beda potensial (tegangan), besar lengan berkuasa arus listrik, dan besar hambatan.

Menurut aturan Ohm, besar lengan berkuasa arus yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan besar hambatan.
I = V/R

Keterangan :
V = beda potensial (Volt)
I = besar lengan berkuasa arus (Amepere)
R = besar kendala (Ohm).

#2 Rangkaian Hambatan

Konsep berikutnya yang perlu dipahami kembali yaitu konsep rangkaian hambatan. Hambatan sanggup dirangkai secara seri atau secara paralel.

Sobat Tafsi harus memahami bagaimana karaktersitik rangkaian seri dan paralel biar sanggup menganalisi dan menuntaskan soal.

a). Rangkaian Seri

Rangkaian seri artinya kendala dirangkai secara lurus tanpa cabang. Beberapa abjad pada rangakain seri yaitu sebagai berikut:
1). Berfungsi sebagai pembagi tegangan
2). Rs = R1 + R2 + .... + Rn
3). I total = I1 = I2 = I

b) Rangkaian Paralel

Pada rangkaian paralel, hambatanya dihubungkan secara bersusun sehingga ada cabang. Beberapa abjad rangkaian paralel adalah:
1). Berfungsi sebagai pembagi arus
2). 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + .... + 1/Rn
3). V total = V1 = V2 = V

Oke, kini kita masuk ke penyelesaian. Pertama mari kita tinjau kembali soal dan bentuk rangkaian hambatannya.

Contoh #1 : Tiga buah kendala identik dirangkai dan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan menyerupai terlihat pada gambar. Jika beda potensial sumber tegangan yaitu 120 Volt, maka potensial VAB = sama dengan .....

 Contoh soal dan pembahasan perihal listrik dinamis CONTOH SOAL RANGKAIAN HAMBATAN MENENTUKAN BEDA POTENSIAL


Pada pembahasan kali ini, kita akan mencoba menuntaskan soal di atas dengan dua metode, yaitu dengan konsep aturan Ohm dan yang kedua dengan konsep pembagi tegangan.

Cara #1 : Berdasarkan Hukum Ohm dan Sifat rangkaian

Pertama-tama, mari kita analisis jenis rangkaian pada soal. Pada gambar sanggup Sobat Tafsi lihat bahwa rangkaiannya merupakan adonan seri dan paralel.

Hambatan ke-2 dan ke-3 yang berada di sebelah kanan dirangkai secara paralel. Kemudian kedua kendala itu dirangkai secara seri dengan kendala ke-1.

Langkah #1 : Menentukan Hambatan Total

Tugas pertama kita yaitu memilih berapa kendala total pada rangakaian tersebut. Pertama, kita sanggup tentukan kendala penganti (Rp) untuk kendala ke-2 dan ke-3 sehingga dihasilkan rangkaian menyerupai di bawah ini.

 Contoh soal dan pembahasan perihal listrik dinamis CONTOH SOAL RANGKAIAN HAMBATAN MENENTUKAN BEDA POTENSIAL

Besar kendala penganti Rp yaitu :
⇒ 1/Rp = 1/R2 + 1/R3
⇒ 1/Rp = 1/R + 1/R
⇒ 1/Rp = 2/R
⇒ Rp = R/2
⇒ Rp = ½R

Hambatan Rp dihubungkan secara seri dengan kendala ke-1. Besar kendala pengganti Rs untuk rangkaian tersebut adalah:
⇒ Rs = R1 + Rp
⇒ Rs = R + ½R
⇒ Rs = 3/2 R

Jadi, kendala total dari rangkaian itu yaitu 3/2 R.

Langkah #2 : Menentukan Arus Total

Berikutnya kita tentukan besar lengan berkuasa arus yang mengalir melalui rangkaian. Kuat arus total yang mengalir pada rangkaian sama dengan hasil bagi tegangan dengan Rs.

Kuat arus total:
⇒ I = V/Rs
⇒ I = 120 / (3/2 R)
⇒ I = 120 . 2/3. 1/R
⇒ I = 240/3 . 1/R
⇒ I = 80/R Ampere

Langkah #3 : Menentukan Potensial VAB

Ingat bahwa antara kendala ke-1 dengan kendala Rp dihubungkan secara seri. Rangkaian seri berfungsi sebagai pembagi tegangan.

Arus yang mengalir melalui kendala ke-1 (sepanjang titik A ke titik B) akan sama dengan arus total yaitu sebesar 80/R Ampere.

Dengan demikian, beda potensial antara titik A dan B adalah:
⇒ VAB = I . RAB
⇒ VAB = I . R1
⇒ VAB = 80/R (R)
⇒ VAB = 80 V

Jadi, potensial VAB adalah 80 Volt.

Cara #2 : Konsep Pembagi Tegangan

Dengan cara kedua langkahnya akan lebih singkat alasannya yaitu kita pribadi menggunakan rumus pembagi tegangan.

Kenapa menggunakan rumus pembagi tegangan?

Karena telah dijelaskan di atas, bahwa rangkaia ke-1 dihubungkan secara seri dengan rangkaian pengganti Rp sehingga rangkaiannya berfungsi membagi tegangan.

Adapun rumus pembagi tegangan yang dipakai adalah:
⇒ VAB = RAB   . V 
RAB + RBC

Dari gambar di atas sanggup kita lihat bahwa RAB = R1 = R dan RBC = Rp = R/2.

Dengan demikian, kita peroleh:
⇒ VAB =  . V 
R + R/2
⇒ VAB =  . 120 
3/2 R
⇒ VAB = 2/3 (120)
⇒ VAB = 240/3
⇒ VAB = 80 V

Jadi, potensial VAB adalah 80 Volt.
Jawaban : C

Baca juga : Kumpulan Soal Listrik Dinamis.

Demikian pembahasan pola soal perihal listrik dinamis nomor 1 dengan model soal memilih beda potensial menurut rangkaian sederhana.

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman Kalian melalui tombol share yang ada di bawah halaman ini.

Untuk pola soal lainnya perihal listrik dinamis sanggup Sobat Tafsi lihat di sajian pola soal fisika atau melalui tombol kategori Contoh Listrik dinamis di bawah ini.

Kalau kalian masih galau atau tidak paham dengan klarifikasi di atas boleh share pertanyaan kalian di komentar, kami akan mencoba menjelaskan kembali.