pembahasan selanjutnya adalah
 |
| Gustav Robert Kirchhoff |
Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Listrik Dinamis yang meliputi hukum Ohm dan hukum Kirchhoff.
Soal Listrik Dinamis UN 2012
Arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah ….
A. 0,7 A
B. 1,3 A
C. 2,0 A
D. 3,0 A
E. 3,3 A
Pembahasan
Untuk menentukan arus listrik yang mengalir pada R2, kita tentukan terlebih dahulu arus totalnya (arus sebelum percabangan). Sedangkan untuk menentukan arus total, harus dicari dulu hambatan totalnya.
Hambatan R2 dan R3 tersusun paralel sehingga hambatan paralelnya (Rp) adalah
Rp = 6/3
= 2
Sedangkan hambatan R1 dan Rp tersusun seri sehingga hambatan totalnya (Rt) adalah
Rt = R1 + Rp
= 1 + 2
= 3
Arus totalnya rangkaian di atas dapat dicari dengan menggunakan hukum Ohm.
= 2
Misalkan arus yang mengalir pada R2 kita sebut I2 maka arus yang mengalir pada hambatan tersebut dapat ditentukan dengan rumus
= 1,33
≡ 1,3
Jadi, arus listrik yang mengalir pada hambatan R2 adalah 1,3 A (B).
Soal Listrik Dinamis UN 2013
Apabila R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, dan R3 = 6 Ω, maka kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah ….
A. 1,2 ampere
B. 1,0 ampere
C. 0,6 ampere
D. 0,5 ampere
E. 0,2 ampere
Pembahasan
Rangkaian listrik di atas tersusun dari 2 sumber tegangan sehingga harus diselesaikan dengan hukum II Kirchhoff.
Hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah tegangan pada sebuah loop adalah nol.
ΣV = 0
Hukum II Kirchhoff di atas juga berarti bahwa jumlah ggl listrik (E) dalam rangkaian tersebut sama dengan perkalian arus terhadap hambatan totalnya.
| ΣE | = | I . Rt |
| E1 + E2 | = | I (R1 + R2 + R3) |
| 9 + (−3) | = | I × (2 + 4 + 6) |
| 6 | = | 12I |
| I | = | 6/12 |
| = | 0,5 |
Jadi, kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 0,5 ampere (D).
Soal Listrik Dinamis UN 2011
Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω, besar kuat arus listrik yang melalui rangkaian tersebut adalah ….
A. 0,5 A
B. 1,5 A
C. 1,8 A
D. 4,5 A
E. 5,4 A
Pembahasan
Pada rangkaian listrik di atas, hambatan totalnya merupakan jumlah seluruh hambatan, baik hambatan luar (R) maupun hambatan dalam (r).
Hukum II Kirchhoff yang berlaku untuk rangkaian di atas adalah
| ΣE | = | I . Rt |
| 18 + (−9) | = | I × (2 + 3 + 0,5 + 0,5) |
| 9 | = | 6I |
| I | = | 9/6 |
| = | 1,5 |
Jadi, besar kuat arus listrik yang melalui rangkaian tersebut adalah 1,5 A (B).
Soal Listrik Dinamis UN 2014
Kuat arus listrik total yang mengalir pada rangkaian adalah ….
A. 3,6 A
B. 2,8 A
C. 2,4 A
D. 2,2 A
E. 1,2 A
Pembahasan
Tingkat kesulitan soal di atas hanya terletak pada penentuan hambatan total. Mari kita tentukan terlebih dahulu hambatan total rangkaian tersebut.
Dua hambatan 3 Ω tersusun seri. Sebut saja hambatan penggantinya adalah Rs.
Rs = 3 Ω + 3 Ω
= 6 Ω
Sedangkan hambatan pengganti Rs tersusun paralel dengan hambatan 6 Ω. Karena keduanya bernilai sama maka hambatan paralelnya (Rp) dapat dirumuskan
Rp = R/2
= 6/2 Ω
= 3 Ω
Hambatan pengganti Rp ini tersusun seri dengan hambatan 2 Ω. Sehingga hambatan total (Rp) rangkaian tersebut adalah
Rt = Rp + 2 Ω
= 3 Ω + 2 Ω
= 5 Ω
Dengan demikian, arus total yang mengalir pada rangkaian, sesuai dengan hukum II Kirchhoff adalah
| ΣE | = | I . Rt |
| 12 + (−6) | = | I × 5 |
| 6 | = | 5I |
| I | = | 6/5 |
| = | 1,2 |
Jadi, kuat arus listrik total yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah 1,2 A (E).
Soal Listrik Dinamis UN 2015
Tegangan jepit antara titik A dan E adalah ….
A. 1 volt
B. 2 volt
C. 4 volt
D. 6 volt
E. 8 volt
Pembahasan
Semua komponen pada rangkaian di atas tersusun seri sehingga arus yang mengalir pada setiap komponen adalah sama.
Kuat arus pada rangkaian tersebut dapat ditentukan dengan hukum II Kirchhoff.
| ΣE | = | I . Rt |
| 9 + 3 | = | I × (3 + 1 + 2) |
| 12 | = | 6I |
| I | = | 12/6 |
| = | 2 |
Dengan demikian beda potensial antara titik A dan E adalah
VAE = I . RAE
= 2 × 1
= 2
Jadi, tegangan jepit antara titik A dan E adalah 2 volt (B).
Pembahasan soal Listrik Dinamis yang lain bisa dibaca di:
Pembahasan Fisika UN 2014 No. 30
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 29
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 32
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 33 – 34
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 33
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 37
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 34 – 35
Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Induksi Magnet.
Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf di sini.
Terimakasih
Semoga Bermanfaat