fbpx

Listrik Dinamis – Rumus, Contoh Soal dan Jawaban

Listrik Dinamis

Listrik dinamis adalah muatan listrik yang bergerak.

Cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis

Cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis adalah muatan listrik dibagi waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik.

Kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuat arus yang masuk sama dengan kuat arus yang keluar, sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung hambatan. Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan.

Pada rangkaian seri tegangan sangat tergantung pada hambatan, tetapi pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. Semua itu telah dikemukakan oleh Hukum Kirchoff yang berbunyi “Jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”.

Rumus Listrik Dinamis

Berikut adalah rumus listrik dinamis

Rumus Kuat Arus Listrik (I)

Arus listrik bisa ada jika terdapat perpindahan elektron seperti penjelasan diatas Kedua benda yang memiliki muatan, jika disambungkan dengan penghantar akan menghasilkan arus listrik. Kuat arus listrik diberi simbol dengan huruf I, memiliki satuan Ampere (A), rumusnya yaitu:

I = Q / t

Dengan penjelasan:
I = Kuat arus listrik (A)
Q = Jumlah muatan listrik (Coulomb)
t = Selang waktu (s)

Rumus Beda Potensial Atau Sumber Tegangan (V)

Berdasar dari penjelasan diatas, arus listrik mempunya pengertian bahwa banyaknya elektron yang berpindah dalam waktu tertentu. Perbedaan potensial akan menjadikan perpindahan elektron, banyaknya energi listrik yang dibutuhkan untuk mengaliri masing-masing listrik dari ujung penghantar disebut dengan tegangan listrik atau beda potensial.

Sumber tegangan atau beda potensial mempunyai simbol V, dengan satuan Volt. Yang secara matematika mempunyai rumus:

V = W / Q

Dengan penjelasan:
V = Beda potensial atau sumber tegangan listrik (Volt)
W = Energi (Joule)
Q = Muatan (Coulomb)

Rumus Hambatan Listrik (R)

Resistor atau hambatan diberi simbol dengan R, dengan satuan Ohm, memiliki rumus:

R = ρ . l / A

Dengan penjelasan:
R = Hambatan listrik (Ohm)
A = Luas penampang kawat (m2)
ρ = Hambatan jenis (ohm.mm2/m)

Baca Juga:  √ Pengertian Listrik Dinamis Dan Contoh Listrik Dinamis (Lengkap)

Rumus Hukum Ohm

Rumus hukum Ohm adalah hukum yang menghubungkan antara kuat arus listrik, beda potensial dan hambatan. Dengan rumus yaitu:

I = V / R atau R = V / I, atau V = I . R

Yang memiliki keterangan simbol bacanya dengan melihat simbol rumus pada penjelasan diatas.

Analisis Rangkaian Listrik Dinamis

Pada analisis rangkaian listrik dinamis, terdapat beberapa terminologi penting yang harus diperhatikan.

  • Loop

Loop adalah siklus tertutup yang memiliki titik awal dan titik akhir di komponen yang sama.  Pada satu loop hanya ada satu arus listrik yang mengalir, dan nilai beda potensial yang ada di komponen-komponen listrik loop tersebut bisa berbeda.

  • Junction

Junction atau node adalah titik temu antara dua atau lebih komponen listrik. Node menjadi tempat bertemunya arus-arus listrik yang berbeda besaran dan pada setiap node akan berlaku Hukum Kirchoff 1.

Analisis rangkaian listrik dimulai mengidentifikasi loop dan junction yang ada pada rangkaian tersebut. Untuk menganalisis loop dapat digunakan Hukum Kirchoff 2, dan untuk menganalisis junction atau node digunakan Hukum Kirchoff 1.

Arah loop dapat ditentukan secara bebas, namun umumnya arah loop searah dengan arah arus dari sumber tegangan paling dominan di rangkaian. Arus bertanda positif jika searah dengan loop dan bertanda negatif jika berlawanan dengan arah loop. Pada komponen dengan GGL, GGL bertanda positif jika kutub positifnya lebih dulu dijumpai loop dan sebaliknya GGL negatif jika kutub negatifnya lebih dulu dijumpai loop.

Contoh Soal Listrik Dinamis

1. Suatu penghantar panjangnya 2 m dipasang pada beda potensial 6 V, ternyata arus yang mengalir 3 A. Jika luas penampang kawat 5,5 × 10-2 mm², maka besar hambatan dan hambatan jenis kawat adalah:

A. 2 Ω dan 2,75 × 10-7Ωm

B. 2 Ω dan 5,5 × 10-8Ωm

C. 2 Ω dan 1,1 × 10-7Ωm

D. 20 Ω dan 5,5 × 10-7Ωm

E. 20 Ω dan 2,75 × 10-7Ωm

Jawaban:

R=V/I = 6/3 = 2 Ω
R=p x L/A
2=p x 2/5,5 . 10-8<

p=5,5 x 10-8

2. Sepotong kawat dihubungkan pada beda potensial 12 V. Jika kuat arus yang melalui kawat tersebut 4 A, berapakah hambatan kawat tersebut?

Jawaban:

Diketahui:

V = 12 Volt
I = 4 A
Ditanyakatan:
R….?
Penyelesaian:
I = V / R
R = V / I = 12 V / 4 A = 3 Ohm.

3. Arus listrik dari PLN yang sampai ke rumah-rumah mempunyai tegangan 220 V. Tegangan tersebut adalah…

A. tegangan efektif
B. tegangan rata-rata
C. tegangan minimum
D. tegangan maksimum
E. tegangan puncak ke puncak

Jawaban: A

Tegangan efektif adalah tegangan mantab yang terukur dalam voltmeter.

4. Sebuah generator merek ABC mempunyai GGL 300 volt dan hambatan 4 ohm. Generator itu di gunakan untuk menyalakan lampu yang di susun paralel. Bila kuat arus tiap lampu harus 0,5 ampere pada tegangan 220 volt, maka banyaknya lampu yang dapat dipasang…

A. 20                      D. 50

B. 30                     E. 10

C. 40

Jawaban:

P = V.i

Plampu = 220.0,5 = 110 watt

Pgenerator = 300.4 = 1200 watt

Jumlah lampu = 1200/110 = 10,9 = 10 (pembulatan kebawah)

5. Sebuah bola lampu listrik bertuliskan 220 V/50 Ω. Pernyataan berikut yang benar adalah…

A. dayanya selalu 50 watt
B. tahanannya sebesar 484 Ω
C. untuk menyalakannya diperlukan aliran arus sebesar 5 A
D. untuk menyalakan diperlukan tegangan minimum 220 V
E. menghabiskan energi sebesar 50 J dalam waktu 1 detik bila dihu-bungkan dengan sumber tegangan 220 V

Jawaban:

A. salah ( p = v2/r )
B. salah (disoal sudah tertulis 50 ohm)
C. salah (I = v/r = 220/ 50 = 44 A)
D. benar (cukup jelas)
E. salah ( W = V.I.t = 220.44.1 = 9680 j)

6. Kuat arus di dalam sepotong kawat penghantar adalah 10 A. Berapa menit waktu yang diperlukan oleh muatan sebesar 9.600 C untuk mengalir melalui penampang tersebut?

Jawaban:

Diketahui:
I = 10 A
Q = 9.600 C

Ditanyakan:

t…?

Penyelesaian:
I = Q / t
t = Q / I = 9.600 C / 10 A = 960 s atau 16 menit.

7. Penampang penghantar dilewati 4 × 1020 elektron dalam waktu 8 sekon. Kuat arus listrik pada penampang tersebut adalah…

A. 16 A

B. 8 A

C. 5 A

D. 4 A

E. 2 A

Jawaban:

I = q/t = 1,6 . 10-19 . 4 . 1020 / 8 = 8 A.

8. 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…

A. Hambatan muka sebesar 9.950 ohm

B. Hambatan muka sebesar 5.000 ohm

C. Hambatan cabang sebesar 9.950 ohm

D. Hambatan cabang sebesar 5.000 ohm

E. Hambatan muka dan hambatan dalam masing-masing sebesar 2.500 ohm

Jawaban:

V= I.R
100= 0,01 (50+R)
R=10000-50= 9950 ohm

9. Jika arus 4 ampere mengalir dalam kawat yang ujung-ujungnya berselisih potensial12 volt, maka besar muatan tiap menit yang mengalir melalui kawat…

A. 4 coulomb             D. 120 coulomb

B. 12 coulomb           E. 240 coulomb

C. 60 coulomb

Jawaban:

I = q/t

4 = q / t

Q = 4.60 = 240 Coulomb

10. Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 18 ohm dan berdaya ukur 10 m A. Agar daya ukur amperemeter meningkat menjadi 100 m A, harus dipasang hambatan…

A. 0,8 ohm seri dengan amperemeter

B. 0,8 ohm paralel dengan amperemeter

C. 2,0 ohm seri dengan amperemeter

D. 2,0 ohm paralel dengan amperemeter

E. 8,0 seri dengan amperemeter

Pembahasan dan jawaban:

     D1 : I’=100 m A

     I=10 m A

    R=18 ohm

      D2 : Rt…?
D3 : I = V/R
I’=I. R/Rp
100=10(R+Rt)/Rt
10 Rt=18 + Rt

Rt =2 ohm

11. Pemanas 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 !

A. 735 menit

B. 12,25 menit 

C. 15,25 menit

D. 835 menit

E. 525 menit

Pembahasan dan jawaban:
Energi listrik diubah menjadi kalor untuk memanaskan air :
D1 : P = 200 watt
Δ T = 100 − 30 = 70 °C
m = 0,5 kg
c = 4200 J/kg°C
D2 : t = …?
D3 : P x t = m x c x ΔT
200 x t = 0,5 x 4200 x 70
t = 147000 / 200
t = 735 detik
t = 735 / 60 menit = 12,25 menit.

12. Tiga buah hambatan 6 ohm, 4 ohm dan 12 ohm dipasang paralel dan dihubungkan dengan tegangan listrik. Perbandingan arus yang mengalir pada masing-masing hambatan adalah…

A. 1 : 2 : 3                              D. 6 : 3 : 2
B. 2 : 3 : 1                             E. 6 : 2 : 3
C. 3 : 2 : 6
Pembahasan dan jawaban:
D1 : R1=6 ohm
R2=4 ohm
R3=12 ohm
D2 : perbandingan arus…?
D3 :Rangkaian paralel V sama, sehingga :
V1 = V2 = V3
I1.6 = I2.4 = I3.12
I1 : I2 : I3 = 2 : 3 : 1

13.Tiga buah resistor masing-masing besarnya 3 ohm, 4 ohm, dan 6 ohm dihubungkan paralel, lalu kedua ujungnya dihubungkan ke sebuah bateray yang gglnya 8 volt dan hambatan dalamnya 2/3 ohm. Tegangan jepit rangkaian adalah…

A. 2,67 volt                              D. 8,00 vol
B. 5,33 volt                              E. 52,00 volt
C. 7,61 volt

Pembahasan dan jawaban:
D1 :R1=3 ohm
       R2=4 ohm
       R3=6 ohm
       R=2/3 ohm
V=8 volt
D2 :Vjepit …?
D3 :Rtotal = 3 + 4 + 6 + 0,67 = 13,67 ohm ; I = V/R = 8/13,67 = 0,59 A
Vjepit = I .Rjepit ;
Vjepit = 0,59 .( 3 + 4 + 6 ) = 7,61 volt.

13. Sebuah perangkat listrik dapat bekerja dengan daya maksimal 450W sumber tegangan 200 V. Sekering pengaman yang sebaiknya digunakan untuk melindungi perangkat listrik tersebut adalah….

A. 0,5 A dipasang seri
B. 1,0 A dipasang paralel
C. 1,5 A dipasang seri
D. 2 A dipasang paralel
E. 2,5 A dipasang seri

Jawaban:
i = P /v
=450/200
=2.25A ≈ 2,5A seri

Rumus Fisika Lainnya

Fisika banyak diisi dengan persamaan dan rumus fisika yang berhubungan dengan gerakan sudut, mesin Carnot, cairan, gaya, momen inersia, gerak linier, gerak harmonik sederhana, termodinamika dan kerja dan energi. Klik disini untuk melihat rumus fisika lainnya (akan membuka layar baru, tanpa meninggalkan layar ini).

Bacaan Lainnya

Pasang iklan gratis di toko pinter

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Cara daftar pasang iklan gratis

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita! Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: Physics, Electricity Forum

                       

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu” Quiz |Matematika|IPA | Geografi & Sejarah|Info Unik|Lainnya


By | 2019-09-03T22:16:47+07:00 September 3rd, 2019|Sehat & Cantik|0 Comments

Leave A Comment