Contoh Soal Dan Pembahasan Rangkaian Listrik

.com - Pembahasan teladan soal perihal rangkaian listrik untuk tingkat sekolah menengah pertama. Contoh soal rangkaian listrik ini disusun dalam bentuk pilihan berganda dilengkapi pembahasan dan dirancang sedemikian menurut beberapa subtopik yang paling sering dibahas dalam kajian rangkaian listrik untuk tingkat menengah pertama. Beberapa subtopik yang akan dibahas antara lain teori mengenai arus listrik, besar lengan berkuasa arus listrik, hubungan besar lengan berkuasa arus listrik dan muatan listrik, isolator dan konduktor, alat ukur listrik, sel listrik, beda potensial atau tegangan, aturan Ohm, susunan seri dan paralel komponen, aturan I dan aturan Kirchhoff, Hambatan pengganti dan rangkaian listrik sederhana.

Contoh 1 : Sumber Arus Listrik

Elemen yang sanggup diisi ulang atau dimuati kembali kalau muatannya habis yaitu ....
A. Elemen primer
B. Elemen sekunder
C. Elemen volta
D. Elemen kering

Pembahasan :
Elemen yang sanggup diisi ulang atau sanggup dinormalkan kembali teganganya kalau sudah rendah yaitu elemen sekunder. Contoh elemen sekunder antara lain sel timbal asam atau aki, sel Nicad, sel Natrium-sulfida, dan sel surya.

Selain elemen skunder, dikala ini sudah umum dipakai baterai yang sanggup diisi ulang yaitu baterai litium. Baterai lithium banyak dipakai pada telepon genggam, kamera digital, smart phone, dan sebagainya.

Jawaban : B

Contoh 2 : Isolator dan Konduktor
Bahan isolator sanggup juga menghantarkan listrik kalau ....
A. Suhunya tinggi
B. Sedang memuai
C. Diberi tegangan tinggi
D. Kuat arus kecil

Pembahasan :
Berdasarkan nilai kendala suatu materi atau kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, materi sanggup dibedakan menjadi dua, yaitu:
1). Konduktor : sanggup menghantarkan arus listrik
2). Isolator : tidak sanggup menghantarkan arus listrik

Isolator merupakan penghantar listrik yang jelek dan mempunyai kendala jenis yang besar. Pada materi isolator, elektron-elektron terluarnya terikat oleh suatu gaya yang besar lengan berkuasa sehingga dalam keadaan normal, elektron terluarnya tidak bebas bergerak dan sulit mengalirkan arus listrik.

Meski demikian, kalau diberi tegangan yang tinggi isolator juga sanggup menghantarkan listrik. Pada dikala tegangan tinggi dihasilkan energi listrik yang besar yang sanggup mengatasi gaya yang mengikat elektron sehingga elektron terluar itu sanggup bergerak bebas dan bisa mengalirkan arus elektron.

Jawaban : C

Contoh 3 : Menentukan Banyak Muata Listrik

Jika arus listrik sebesar 5 A mengalir pada sebuah konduktor selama 30 detik, maka banyak muatan listrik yang mengalir pada materi konduktor tersebut yaitu ....
A. 100 Coulomb
B. 150 Coulomb
C. 200 Coulomb
D. 250 Coulomb

Pembahasan :
Dik : i = 5 A, t = 30 s
Dit : q = .... ?

Muatan listrik yang mengalir:
⇒ q = i . t
⇒ q = 5 . 30
⇒ q = 150 Coulomb.

Jawaban : B

Contoh 4 : Menentukan Kuat Arus yang Mengalir
Jika dalam suatu penghantar mengalir muatan listrik sebesar 6 Coulomb selama 1 menit, maka besar lengan berkuasa arus yang mengalir dalam penghantar itu yaitu ....
A. 100 mA
B. 150 mA
C. 200 mA
D. 400 mA

Pembahasan :
Dik : q = 6 C, t = 1 menit = 60 s
Dit : i = ... ?

Kuat arus yang mengalir:
⇒ q = i . t
⇒ i = q/t
⇒ i = 6/60
⇒ i = 0,1 A
⇒ i = 100 mA.

Jawaban : A

Contoh 5 : Hambatan Jenis Suatu Penghantar

Sebuah kawat panjangnya 7,5 meter dengan luas penampang 4 mm². Jika kendala jenis kawat tersebut yaitu 0,016 Ohm mm²/m, maka besar kendala kawat itu yaitu ....
A. 0,03 Ohm
B. 0,04 Ohm
C. 0,05 Ohm
D. 0,08 Ohm

Pembahasan :
Dik : l = 7,5 m, A = 4 mm², ρ = 0,016 Ohm mm²/m
Dit : R = ... ?

Hambatan kawat tersebut adalah:
⇒ R = ρ . l/A
⇒ R = 0,016 . 7,5/4
⇒ R = 0,03 Ohm.

Jawaban : A

Contoh 6 : Mengidentifikasi Bahan-bahan Konduktor
Berikut ini merupakan bahan-bahan penghantar listrik yang baik dan mempunyai hambat jenis yang kecil, kecuali ....
A. Tembaga
B. Perak
C. Porselin
D. Alumunium

Pembahasan :
Bahan yang sanggup menghantar listrik dengan baik dan mempunyai kendala jenis yang kecil disebut materi konduktor. Beberapa materi yang termasuk konduktor antaralain tembaga, perak, dan alumunium.

Jawaban : C

Contoh 7 : Hukum Ohm

Jika tegangan pada ujung-ujung resistor 6 Ohm yaitu 24 Volt, maka besar lengan berkuasa arus yang melalui resistor tersebut yaitu ....
A. 4 Ampere
B. 6 Ampere
C. 8 Ampere
D. 10 Ampere

Pembahasan :
Dik : R = 6 Ohm, V = 24 volt
Dit : i = ... ?

Berdasarkan aturan Ohm :
⇒ V = i . R
⇒ i = V/R
⇒ i = 24/6
⇒ i = 4 Ampere.

Jawaban : A

Contoh 8 : Menentukan Kuat Arus pada Rangkaian
Perhatikan gambar berikut ini!

Besar kendala R₁ = 25 Ohm dan R₂ = R₃ = 50 Ohm. Jika besar tegangan sumber yaitu 25 Volt, maka besar besar lengan berkuasa arus yang mengalir melalui rangkain tersebut yaitu ....
A. 0,2 Ampere
B. 0,3 Ampere
C. 0,4 Ampere
D. 0,5 Ampere

Pembahasan :
Dik : R₁ = 25 Ohm, R₂ = R₃ = 50 Ohm, V = 25 Volt
Dit : i = ... ?

Hambatan R₂ dan R₃ dihubungkan secara paralel, maka kendala penggantinya adalah:
⇒ 1/Rp = 1/R₂ + 1/R₃
⇒ 1/Rp = 1/50 + 1/50
⇒ 1/Rp = 2/50
⇒ 1/Rp = 1/25
⇒ Rp = 25 Ohm

Hambatan Rp dan kendala R₁ dihubung secara seri, maka kendala penggantinya adalah:
⇒ Rs = Rp + R₁
⇒ Rs = 25 + 25
⇒ Rs = 50 Ohm

Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian adalah:
⇒ V = i . Rs
⇒ i = V/Rs
⇒ i = 25/50
⇒ i = 0,5 Ampere.

Jawaban : D

Contoh 9 : Menentukan Hambatan Pengganti Rangkaian Paralel

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika nilai kendala ketiga resistor di atas berturut-turut yaitu 2 Ohm, 3 Ohm, dan 4 Ohm, maka besar kendala penggantinya yaitu ....
A. 13/12 Ohm
B. 12/13 Ohm
C. 10/13 Ohm
D. 7/12 Ohm

Pembahasan :
Dik : R₁ = 2 Ohm, R₂ = 3 Ohm, R₃ = 4 Ohm
Dit : Rp = ... ?

Ketiga kendala disusun secara paralel, maka berlaku:
⇒ 1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃
⇒ 1/Rp = 1/2 + 1/3 + 1/4
⇒ 1/Rp = (6 + 4 + 3)/12
⇒ 1/Rp =  13/12
⇒ Rp = 12/13 Ohm

Jawaban : B

Contoh 10 : Hukum I Kirchhoff
Perhatikan gambar berikut ini!

Jika besar i₁ = 4 A, i₂ = i₃ = 3 A, dan i₅ = 1 A, maka besar besar lengan berkuasa arus i₄ yaitu ...
A. 2 Ampere
B. 3 Ampere
C. 4 Ampere
D. 5 Ampere

Pembahasan :
Dik : i₁ = 4 A, i₂ = i₃ = 3 A, dan i₅ = 1 A
Dit : i4 = ... ?

Sesuai dengan aturan I Kirchhoff, jumlah arus masuk sama dengan jumlah arus keluar.
⇒ ∑ i masuk = ∑ i keluar
⇒ i₁ +  i₃ =  i₂ + i₄ + i₅
⇒ 4 + 3 = 3 + i₄ +1
⇒ 7 = 4 + i₄
⇒ i₄ = 7 - 4
⇒ i₄ = 3 Ampere.

Jawaban : B