Contoh Soal dan Penyelesaian Materi Kuat Arus dan Hukum Ohm

Hukum Ohm digunakan untuk menghitung kuat arus dalam rangkaian listrik. Hukum Ohm digunakan secara luas dalam rangkaian elektronika dan merupakan hukum dasar rangkaian listrik.

Bunyi hukum Ohm adalah “Kuat arus dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan pada ujung-ujung rangkaian dan berbanding terbalik dengan hambatan rangkaian.
Soal dan Penyelesaian Materi Kuat Arus dan Hukum Ohm Kelas 12 SMA
Resistor pada suatu rangkaian elektronika

Soal dan Penyelesaian Kuat Arus dan Hukum Ohm


Soal 1. Gulungan kawat aluminium yang tersedia mempunyai diameter 2,59 mm dengan hambatan jenis ρ = 2,8 x 10-8 Ω.m. Untuk mendapatkan kawat yang berhambatan 1 Ω, panjang kawat aluminium yang diperlukan adalah . . . .
A. 128 m
B. 144 m
C. 172 m
D. 183 m
E. 188 m
Penyelesaian Fisika: E
Luas penampang kawat:
A=14πd2A=14(3,14)(2,59.103)2=5.27.106m2
Panjang kawat yang dibutuhkan:
R=ρLAL=RAρL=1.(5.27.106)2,8×108=1,882 m
Soal 2. Seutas kawat logam 40 ohm ditarik hingga panjangnya menjadi satu setengah kali panjang awalnya. Hambatan barunya akan menjadi . . . .
A.30 Ω
B.45 Ω
C.60 Ω
D.90 Ω
E. 100 Ω
Penyelesaian Fisika: C
Anggap kawat berbentuk slinder.Volume kawat sebelum dan sesudah ditarik adalah sama.
V1=V2A1L1=A2L2A1L1=A2[32L1]A1A2=32
Hambatan kawat setelah ditarik:
R=ρLAρ sama maka:R1R2=(L1L2)(A2A1)40R2=(L132L1)(23)40R2=(49)R2=90Ω
Soal 3. Sebuah kawat tembaga dipotong menjadi sepuluh bagian yang sama panjangnya. Kesepuluh kawat tembaga ini kemudian disambungkan secara seri. Hambatan total seri kesepuluh kawat tembaga ini jika dinyatakan dalam hambatan kawat tembaga yang belum dipotong adalah.....kali
A. 1/100
B. 1/10
C. 1
D. 10
E. 100
Penyelesaian Fisika: C
Sepotong kawat dipotong 10 sama panjang, maka satu potong memiliki hambatan 110 hambatan semula.

Bila seluruhnya disusun menjadi seri, itu sama saja menyambungkan kembali kawat menjadi seperti semula.

Untuk rangkaian seri hambatan identik:
Rs=nR=10(110)=1x semula
Soal 4. Sebuah kawat tembaga dipotong menjadi sepuluh bagian yang sama panjangnya. Kesepuluh kawat tembaga ini kemudian disambungkan secara paralel. Hambatan kombinasi seri kesepuluh kawat tembaga ini jika dinyatakan dalam hambatan kawat tembaga yang belum dipotong adalah.....kali
A. 1/100
B. 1/10
C. 1
D. 10
E. 100
Penyelesaian Fisika: A
Sepotong kawat dipotong 10 sama panjang, maka satu potong memiliki hambatan 110 hambatan semula.

Bila seluruhnya disusun menjadi paralel, maka hambatan akan lebih kecil dari hambatan satu potong kawat.

Untuk rangkaian paralel hambatan identik:
Rp=Rn=(110)10=1100x semula
Soal 5. Diketahui hambatan kawat perak pada suhu 00C adalah 4 ohm dan koefisien suhu terhadap hambatan kawat tersebut adalah 0,00375/0C. Suhu yang menyebabkan hambatan kawat tersebut menjadi 7 Ohm adalah . . . .
A. 2000C
B. 3000C
C. 3750C
D. 4000C
E. 4200C
Penyelesaian Fisika: A
R=Ro(1+αΔT)7=4(1+0,00375(T0))7=4+0,015TT=30,015=200oC
Soal  6. Hambatan kawat Al pada 20°C adalah 3,15 ohm dan pada 100°C adalah 3,75 ohm. Berapakah hambatan kawat pada 0°C?
A. 1Ω
B. 2Ω
C. 3Ω
D. 4Ω
E. 5Ω
Penyelesaian Fisika: C
Persamaan Resistor:
R=Ro(1+αΔT)
Hambatan jenis konduktor:
R1R2=Ro(1+αΔT1)Ro(1+αΔT2){ΔT1=20oCΔT2=100oC3,153,75=Ro(1+α(20))Ro(1+α(100))3,15+315α=3,75+75α240α=0,60α=1400oC
hambatan pada suhu 00C:
R1=Ro(1+αΔT1)3,15=Ro[1+(20400)]3,15=Ro(1,05)Ro=3Ω
Soal 7. Grafik di bawah ini menunjukkan kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu hambatan R sebagai fungsi waktu.
Soal dan Penyelesaian Materi Kuat Arus dan Hukum Ohm Kelas 12 SMA
Banyaknya muatan listrik dan elektron yang mengalir selama 6 sekon adalah...
  1. 18,25C dan 1,78x1019 elektron
  2. 28,50C dan 1,78x1019 elektron
  3. 18,25C dan 1,78x1020 elektron
  4. 28,50C dan 2,10x1020 elektron
  5. 38
R1R2=Ro(1+αΔT1)Ro(1+αΔT2){ΔT1=20oCΔT2=100oC3,153,75=Ro(1+α(20))Ro(1+α(100))3,15+315α=3,75+75α240α=0,60α=1400oC
hambatan pada suhu 00C:
R1=Ro(1+αΔT1)3,15=Ro[1+(20400)]3,15=Ro(1,05)Ro=3Ω
Soal 7. Grafik di bawah ini menunjukkan kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu hambatan R sebagai fungsi waktu.
Soal dan Penyelesaian Materi Kuat Arus dan Hukum Ohm Kelas 12 SMA
Banyaknya muatan listrik dan elektron yang mengalir selama 6 sekon adalah...
  1. 18,25C dan 1,78x1019 elektron
  2. 28,50C dan 1,78x1019 elektron
  3. 18,25C dan 1,78x1020 elektron
  4. 28,50C dan 2,10x1020 elektron
  5. 38,25C dan 2,10x1020 elektron
Penyelesaian Fisika: D
Untuk grafik I (kuat arus) versus t (waktu); muatan = luas grafik.
Grafik berbentuk luasan trapesium + persegi panjang:
Q= luas OBCEQ=(12(5+4)×3))+(3×5)=7,5+15=28,5 C 
Jumlah elektron yang mengalir:
n=Qe=28,51,6×10191,78×1020 elektron
Soal 8. Gambar berikut menunjukkan sebuah bahan konduktor yang berbentuk balok yang berukuran x, 2x dan 3x.
Soal dan Penyelesaian Materi Kuat Arus dan Hukum Ohm Kelas 12 SMA
Jika jarum ohmmeter dihubungkan dengan sisi kiri dan kanan konduktor, jarum ohmmeter menunjukkan angka 18 Ohm. Jika jarum ohmmeter dihubungkan dengan sisi alas dan atas konduktor, jarum ohmmeter menunjukkan angka....Ohm. 
A. 1
B. 2
C. 9
D. 18
E. 36
Penyelesaian Fisika: B
Untuk sisi kiri dan kanan;
  • Luas Penampang: A=2x(x)=2x2
  • Panjang konduktor: 3x
Untuk sisi atas dan bawah;
  • Luas Penampang: A=2x(3x)=6x2
  • Panjang konduktor: x
Nilai hambatan:
R=ρLAR1R2=L1L2A2A118R2=3xx6x22x218R2=9R2=2Ω Baca juga: Contoh Soal dan Pembahasan Solenoida dan Toroida


EmoticonEmoticon