Contoh Soal Listrik Dinamis Kelas 12 Beserta Pembahasan – Dalam ilmu Fisika terdapat pembahasan mengenai materi listrik dinamis. Materi Fisika tersebut sering digunakan sebagai bahan bahan soal ujian, baik Ujian Tengah Semester maupun Ujian Sekolah. Apakah anda tahu bagaimana cara menghitung listrik dinamis kelas 12 SMA/SMK? Apa pengertian listrik dinamis? Listrik dinamis dapat diartikan sebagai sebuah partikel yang memiliki bentuk aliran bermuatan arus listrik yang membentuk energi listrik. Aliran listrik ini berasal dari titik potensial yang tinggi menuju titik potensial rendah. Dalam rangkaian tertutup tersebut terdapat kedua titik yang saling terhubung satu sama lain. Seperti yang telah kita ketahui bahwa dalam listrik dinamis terdapat rangkaian yang memiliki analisis berisi beberapa komponen seperti susunan rangkaian, berlakunya hukum hukum dalam rangkaian, tahanan dan sumber listrik.
Ketika duduk di bangku sekolah menengah atas khususnya kelas 12 siswa harusnya sudah diajarkan materi yang membahas kelistrikan. Materi yang membahas berbagai rumus listrik dinamis dan berbagai aspek lainnya juga akan disampaikan guru secara intensif. Mengapa demikian? tujuannya tak lain sebagai bentuk pembekalan agar kita tak kesulitan mengerjakan soal listrik dinamis kelas 12.
Secara garis besar implementasi dari jenis aliran arus listrik dinamis sebenarnya ada di sekeliling kita. Misalnya saja berbagai alat elektronik yang berfungsi mempermudah aktivitas seperti setrika, dispenser, kulkas, dan lain sebagainya. Sayangnya tak semua siswa menyadari manfaat serta definisi listrik dinamis karena kurang mempelajarinya. Lantas apa yang akan kalian lakukan jika diminta menjelaskan cara kerja listrik dinamis?
 |
| Rangkaian Listrik Dinamis |
Seperti yang telah kita ketahui bahwa pengertian listrik dinamis ialah listrik yang dapat bergerak atau berubah ubah atau dinamakan dengan arus listrik. Asal arus listrk ini ialah dari aliran elektron yang terus menerus mengalir sampai kutub positif yang awalnya dari kutub negatif. Selain itu adapula tegangan listrik yang terdapat pada sumber beda potensial, baik dari potensial tinggi hingga potensial rendah. Potensial yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik positif akan lebih tinggi. Sedangkan untuk potensial yang dimiliki oleh benda bermuatan listrik negatif pada umumnya akan lebih rendah. Beda potensial yang dimiliki oleh dua tempat tadi akan menciptakan sebuah arus litrik, jika sebuah penghantar telah menghubungkan keduanya.
Dalam listrik dinamis kalian akan menjumpai arus yang dapat dibagi menjadi dua macam yakni arus listrik searah (arus DC) dan arus listrik bolak balik (arus AC). Masing-masing arus tersbut akan melewati kawat penghantar yang berbeda pada satuan waktu tertentu. Nah, kita bisa menghitungnya selama mengetahui rumus jumlah aliran arus listrik tersebut. Dalam rangkaian bercabang terdapat kuat arus yang masuk dengan besar yang sama dengan keluarnya kuat arus itu sendiri. Sedangkan untuk kuat arus dalam rangkaian seri di setiap ujung hambatannya akan terus sama. Hal ini telah diatur dalam hukum Kirchoff.
Apabila sumber tegangannya semakin besar, maka aliran arusnya juga akan semakin besar. Namun apabila hambatannya diperbesar, maka arus yang mengalir menjadi berkurang. Hal ini telah diatur dalam hukum Ohm. Setelah menjelaskan tentang pengertian listrik dinamis tersebut, kemudian saya akan membagikan beberapa contoh soal listrik dinamis kelas 12. Berikut contoh soal dan pembahasannya yaitu sebagai berikut:
1. Air dapat dimasak menggunakan pemanas air dengan spesifikasi 250 watt. Air yang akan dimasak memiliki berat 1 kg dengan suhu 35°C. Apabila air memiliki besar kalor jenis 4200 J/kg°C. Maka hitunglah waktu yang dibutuhkan sampai suhu air mencapai 110°C?
Pembahasan.
Diketahui : P = 250 watt; m = 1 kg; ΔT = 110 – 35 = 75°C; c = 4200 J/kg°C
Ditanyakan : t = ?
Jawab.
P x t = m x c x ΔT
250 x t = 1 x 4200 x 75
250t = 315000
t = 315000/250
t = 1260 detik
t = 1260/60 menit
t = 21 menit
Jadi waktu yang dibutuhkan sampai suhu air mencapai 110°C ialah 21 menit.
2. Perhatikan gambar dibawah ini!
Tentukan aliran arus listrik yang terdapat pada hambatan R2?
Pembahasan.
Diketahui : R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 9 Ω; V = 8 V
Ditanyakan : I2 = ?
Jawab.
Contoh soal listrik dinamis kelas 12 ini dapat diselesaikan dengan mencari jumlah total hambatannya terlebih dahulu. Untuk melakukannya dapat menggunakan langkah langkah seperti di bawah ini:
1/Rp = 1/R2 + 1/R3
= 1/3 + 1/9
= 3/9 + 1/9
= 4/9
Rp = 9/4 Ω
Hambatan Total (Rt) = R1 + Rp
= 1 + 9/4
= 13/4 Ω
Langkah berikutnya yaitu mencari arus totalnya dengan hukum Ohm seperti di bawah ini:
I = V/Rt
= 8/(13/4)
= 32/13 A
Langkah terakhir yaitu menghitung arus yang mengalir pada R2 dengan rumus seperti berikut:
I2 = R3 / (R2 + R3) x I
= 9 / (3 + 9) x 32/13
= 9 / 13 x 32/13
= 1,7 A
Jadi pada hambatan R2 terdapat arus listrik yang mengalir sebesar 1,7 A.
3. Besar masing masing resistor yang berjumlah 3 buah dalam rangkaian seri yaitu 4 Ω, 5 Ω dan 7 Ω. Kemudian terdapat sebuah baterai yang dihubungkan pada kedua ujungnya dengan besar GGL 6 Volt dan hambatan dalamnya 3/4 Ω. Hitunglah tegangan jepit pada rangkaian tersebut?
Pembahasan.
Diketahui : R1 = 4 Ω; R2 = 5 Ω; R3 = 7 Ω; V = 6 V; R = 3/4 Ω
Ditanyakan : V jepit = ?
Jawab.
Contoh soal listrik dinamis kelas 12 ini dapat diselesaikan dengan langkah langkah seperti di bawah ini:
R total = R1 + R2 + R3 + R
= 4 + 5 + 7 + 3/4
= 16,75 Ω
I = V / R
= 6 / 16,75
= 0,35 A
V jepit = I x R jepit
= 0,35 x (4 + 5 + 7)
= 5,6 Volt
Jadi tegangan jepit pada rangkaian tersebut ialah 5,6 Volt.
4. Pemasangan tiga buah hambatan terjadi secara pararel dengan besar 8 Ω, 6 Ω dan 14 Ω, dimana terdapat tegangan listrik pula yang menghubungkannya. Tentukan perbandingan aliran arus listrik pada setiap hambatannya?
Pembahasan.
Diketahui : R1 = 8 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 14 Ω
Ditanyakan : Perbandingan arus = ?
Jawab.
Besar tegangan pada rangkaian pararel ini pada umumnya sama. Maka:
V1 = V2 = V3
I1 x 8 = I2 x 6 = I3 x 14
I1 : I2 : I3 = 8 : 6 : 14
= 4 : 3 : 7
Jadi perbandingan aliran arus listrik pada setiap hambatannya ialah 4 : 3 : 7.
5. Dalam sebuah kawat terdapat aliran arus sebesar 6 ampere dan beda potensial 18 Volt di setiap ujungnya. Hitunglah muatan setiap menit yang mengalir pada kawat?
Pembahasan.
Diketahui : I = 6 A; t = 60 s
Ditanyakan : Q = ?
Jawab.
Contoh soal listrik dinamis kelas 12 ini dapat diselesaikan dengan rumus di bawah ini:
I = Q / t
6 = Q / 60
Q = 6 x 60
= 360 Coulomb
Jadi muatan setiap menit yang mengalir pada kawat memiliki besar 360 Coulomb.
Demikianlah beberapa contoh soal listrik dinamis kelas 12 beserta pembahasannya yang dapat saya bagikan. Pengertian listrik dinamis ialah sebuah partikel yang memiliki bentuk aliran bermuatan arus listrik yang membentuk energi listrik. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi listrik dinamis di atas.
