INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA SOLUSI

dokumen-dokumen yang mirip
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI FISIKA. Jl. Ganesha No 10 Bandung Indonesia SOLUSI

Kurikulum 2013 Antiremed Kelas 9 Fisika

Antiremed Kelas 08 Fisika

Perkuliahan Fisika Dasar II FI-331. Oleh Endi Suhendi 1

Kumpulan Soal Fisika Dasar II. Universitas Pertamina ( , 2 jam)

MEMPERSEMBAHKAN. Kelompok. Achmad Ferdiyan R Anne Farida R U ( ) ( )

3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR II RANGKAIAN RC (RESISTOR DENGAN KAPASITOR)

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Pertemuan II

BAB II Listrik Dinamis

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal coulomb. 50 coulomb. 180 coulomb.

PERTEMUAN II KONSEP DASAR ELEMEN-ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Pertemuan II

PERTEMUAN II KONSEP DASAR ELEMEN-ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

Assalamuaalaikum Wr. Wb

III. TEORI PRAKTIKUM FISIKA - LISTRIK PERCOBAAN L1 RANGKAIAN LISTRIK SEDERHANA

LISTRIK DINAMIS B A B B A B

Kunci jawaban Posttest

Xpedia Fisika. Soal Listrik Magnet

HAMBATAN & ARUS LISTRIK MINGGU KE-6 2 X PERTEMUAN

RANGKAIAN ARUS SEARAH (DC)

sumber arus listrik Gustav Kirchhoff ( ) mengemukakan dua aturan (hukum) yang dapat

LISTRIK DINAMIS (RANGKAIAN SERI DAN PARALEL) PERTEMUAN 10 HARLINDA SYOFYAN, S.Si., M.Pd PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU

Arah elektron. Arah arus listrik berlawanan dengan aliran elektron

LATIHAN UAS 2012 LISTRIK STATIS

BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN

b. Jika pernyataan benar, alasan benar, dan keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat

MODUL MATA PELAJARAN IPA

MODUL 8 RESISTOR & HUKUM OHM

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI Hambatan Listrik

LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

LATIHAN FISIKA DASAR 2012 LISTRIK STATIS

[Listrik Dinamis] Lembar Kerja Siswa (LKS) Fisika Kelas X Semester 2 Waktu : 48 x 45 menit UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA NAMA ANGGOTA :

BAB VIII LISTRIK DINAMIS

EKSPERIMEN FISIKA DASAR 2. Rangkaian RC PENGISIAN KAPASITOR

Tegangan Gerak Listrik dan Kaidah Kirchhoff

RANGKUMAN MATERI LISTRIK DINAMIS

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II HUKUM OHM

LKPD PROGRAM PASCASARJANA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

e. muatan listrik menghasilkan medan listrik dari... a. Faraday d. Lenz b. Maxwell e. Hertz c. Biot-Savart

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal A; 1,5 A; 3 A

Listrik dinamis( pilih satu jawaban yang tepat)

Rangkaian Seri Perhatikan rangkaian hambatan seri pada Gambar 6. Gambar 6

RANGKAIAN SERI-PARALEL

TUGAS RANGKAIAN LISTRIK

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal 2.5

RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik Konsep Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik

Antiremed Kelas 10 FISIKA

Rangkaian Listrik. 4. Ebtanas Kuat arus yang ditunjukkan amperemeter mendekati.. a. 3,5 ma b. 35 ma c. 3,5 A d. 35 A e. 45 A

POKOK BAHASAN HUKUM OHM UNTUK KELAS X 4 KELAS PRAKTIKUM VIRTUAL LEMBAR KERJA SISWA

Kurikulum 2013 Antiremed Kelas 12 Fisika

Praktikum Elektronika Dasar dan Pengukuran

Perkuliahan PLPG Fisika tahun D.E Tarigan Drs MSi Jurusan Fisika FPMIPA UPI 1

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I (E3)

Arus Listrik & Rangkaian Arus DC

ARUS SEARAH (DIRECT CURRENT)

BAB II ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

Hukum Hukum Rangkaian. Rudi Susanto

K13 Revisi Antiremed Kelas 12 Fisika

MODUL PRAKTIKUM PENGUKURAN BESARAN LISTRIK

LAPORAN RESMI PRAKTEK KERJA LABORATORIUM 1

MATERI ENERGI DAN DAYA LISTRIK TINGKAT UNIVERSITAS

LISTRIK DINAMIS I. Mata Pelajaran : Fisika Kelas : II (Dua) Nomor Modul : Fis.X.13. : Dra. Nia Ainawati Haesin

LISTRIK DINAMIS. Merlina.pdf. Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus pada

EFEK PEMBEBANAN Cara membuat Voltmeter

BAB III HUKUM HUKUM RANGKAIAN

SEMIKONDUKTOR. Komponen Semikonduktor I. DIODE

Gambar Rangkaian seri dengan 2 buah resistor

IV. Arus Listrik. Sebelum tahun 1800: listrik buatan hanya berasal dari friksi (muatan statis) == tidak ada kegunaan praktis

MEMBUAT LAMPU 220V DENGAN LED

Lembar Kerja Peserta Didik 1 Alat Ukur Listrik dan Rangkaian Sederhana

KAPASITOR : ANTARA MODEL DAN REALITA oleh : Sugata Pikatan

ANALISIS RANGKAIAN RLC

A. Kompetensi Menggunakan rangkaian seri-parallel resistor pada sumber daya tegangan searah.

LEMBAR KERJA SISWA (LKS) /TUGAS TERSTRUKTUR - - INDUKSI ELEKTROMAGNET - INDUKSI FARADAY DAN ARUS

MODUL PRAKTIKUM PENGUKURAN BESARAN LISTRIK

Untuk mempermudah memahami materi ini, perhatikan peta konsep berikut ini. membahas. Pengukuran. Arus Listrik. diukur dengan.

Lampiran 5 POKOK BAHASAN HUKUM OHM UNTUK KELAS X 5 KELAS PRAKTIKUM REAL LEMBAR KERJA SISWA

Rangkaian RC PENGISIAN KAPASITOR

BAB II. Dasar Teori. = muatan elektron dalam C (coulombs) = nilai kapasitansi dalam F (farad) = besar tegangan dalam V (volt)

MODUL PRAKTIKUM PENGUKURAN BESARAN LISTRIK

LAPORAN HASIL PENGAMATAN LISTRIK DINAMIS KELAS X4

TOPIK 4. Kapasitansi. Fisika Dasar II TIP, TP, UGM 2009 Ikhsan Setiawan, M.Si.

ELEKTRONIKA. Bab 1. Pengantar

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KATA PENGANTAR. Kupang, Oktober Penulis

MODUL I RANGKAIAN SERI-PARALEL RESISTOR

c). I 1 = I 2 = I 3 =

E = = (1,80 x 10 5 N/C )( 4π )(0,50 m) 2 = 5,652 x 10 5 Nm 2 /C

Tujuan Instruksional

Gambar 3.1 Kostruksi dasar meter listrik

KARAKTERISTIK KAPASITOR M. Raynaldo Sandita Powa ( )

LISTRIK DINAMIS FIS 1 A. PENDAHULUAN B. HUKUM OHM. ρ = ρ o (1 + αδt) C. NILAI TAHANAN RESISTOR

Materi 18 Listrik dan Magnet 2: Hambatan dan Arus Listrik. Tim Dosen Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

Esti Puspitaningrum, S.T., M.Eng.

1. Gambar 1 menunjukkan batas pengukuran Alat untuk mengukur besarnya tegangan listrik adalah. A. voltmeter

A. Kompetensi Mengukur beban R, L, C pada sumber tegangan DC dan AC

INSTRUMEN ELEKTROMEKANIS

Transkripsi:

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM POGAM STUDI FISIKA Jl. Ganesha No 10 Bandung 40132 Indonesia A. Pertanyaan SOLUSI MODUL TUTOIAL FISIKA DASA IIA (FI-1201) KE 03 Semester 2 Tahun 2016-2017 TOPIK : Arus Searah 1. Dua konduktor silinder yang memiliki panjang dan radius yang sama masing masing terhubung pada sumber tegangan yang memiliki beda potensial yang sama. Jika konduktor pertama memiliki nilai hambatan sebesar dua kali dari hambatan konduktor lainnya, pada konduktor manakah daya listrik terdisipasi lebih banyak? Daya lebih banyak dihantarkan pada konduktor dengan nilai resistansi yang lebih kecil, sesuai dengan persamaan: 2. Dari besaran parameter berikut ini : beda potensial, arus dan daya, manakah yang sama dan manakah yang berbeda pada masing masing resistor jika beberapa resistor dihubungkan secara (a) seri, (b) parallel a. Dalam rangkaian seri, arus listrik mengalir dengan nilai yang sama besar di setiap resistor. Tanpa mengetahui nilai resistansi masing-masing resistor, kita tidak dapat mengetahui tentang beda potensial dan daya. b. Dalam rangkaian paralel, beda potensial bernilai sama di setiap resistor. Tanpa mengetahui nilai resistansi masing-masing resistor, kita tidak dapat mengetahui tentang arus dan daya. 3. Perhatikan Gambar 1 di samping ini. Asumsikan bahwa kapasitor memiliki nilai kapasitansi yang besar dan awalnya tidak bermuatan. Jelaskan apa yang terjadi pada bola lampu setelah saklar disambungkan. Bola lampu akan menyala sesaat ketika saklar dihubungkan. Karena kapasistor mengalami proses penge-charge-an, maka bola lampu perlahan akan meredup. Ketika kapasitor penuh terisi (fully charged), maka arus listrik di dalam rangkaian bernilai nol dan bola lampu tidak menyala lagi. Jika nilai C kecil, maka proses ini akan berlangsung pada waktu yang singkat. 4. Bagaimana hambatan dalam dari ampermeter dan voltmeter ideal? Jelaskan! Ampermeter yang ideal harus memiliki resistansi nol, sedangkan voltmeter ideal harus memiliki resistansi tak hingga. Ampermeter dan voltmeter yang ada di pasaran tidak memiliki nilai resistansi ini, walau produsen mencoba untuk mendekati nilai resistansi ini. SOLUSI Modul Tutorial 3 FIDAS IIA 2016-2017---DIIM--- 1

5. Jika daya listrik ditransmisikan dalam jarak yang jauh, pengaruh hambatan kabel akan menjadi signifikan. Jelaskan apa alasannya? Jelaskan juga metoda transmitasi seperti apa yang akan menghasilkan sedikit energi yang terbuang? Kabel listrik pada umumnya dibuat tebal dan terbuat dari material dengan nilai resistivitas yang sangat rendah. Hanya jika panjang kabel ini sangat panjang, maka nilai resistansinya menjadi signifikan. Untuk dapat mentransmisikan daya dalam jarak yang jauh dengan efektif, maka metode yang digunakan adalah dengan mengecilkan arus listrik dan meperbesar tegangan listrik. Hal ini akan meminimalkan daya yang hilang sebesar I 2. B. SOAL 1. Perhatikan Gambar 2 di samping. Pada Gambar 2a, sebuah resistor yang memiliki hambatan 20 Ω dihubungkan dengan sebuah baterai. Gambar 2b menunjukkan peningkatan energi termal E th di dalam resistor tersebut sebagai fungsi dari waktu t. Nilai E th,s pada Gambar 2b bernilai 2,5 mj dan t s bernilai 4 detik. Berapa besar potensial listrik pada baterai? Kemiringan grafik: P = 5.0 x 10-4 W. Dengan menggunakan hubungan P = V 2 /, didapatkan V = 0.087 Vs. Gambar 2 2. Sebuah bola lampu berdaya 100 W dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V. (a) Berapa harga yang harus dibayar selama 31 hari jika lampu tersebut terus menerus menyala? Diketahui harga listrik per KWh adalah p. 1200. (b) Berapa besar nilai hambatan bola lampu tersebut? (c) Berapa besar arus listrik yang mengalir pada lampu tersebut? a. Asumsikan satu bulan terdiri dari 31 hari, maka biaya bulanan yang harus dibayar per bulan adalah (100 W)(24 jam/hari)(31hari/bulan)(p. 1200 /kw-h) = p. 89280 b. = V 2 /P = (120 V) 2 /100 W = 144 c. i = P/V = 100 W/120 V = 0.833 A. 3. Perhatikan Gambar 3 di samping. Sebuah baterai ideal memiliki tegangan 150 dan 50. Diketahui potensial di titik P adalah 100 V, hitunglah berapa besar potensial di titik Q? Diketahui hambatan 1 = 3 Ω and 2 = 2 Ω. Arus di dalam rangkaian tersebut adalah: i = (200 V 50 V)/(3.0 Ω + 2.0 Ω) = 30 A. dari V Q + 200 V (2.0 Ω)i = V P, kita mendapatkan V Q = 100 V + (2.0 Ω)(30 A) 200 V = -40 V SOLUSI Modul Tutorial 3 FIDAS IIA 2016-2017---DIIM--- 2

4. Perhatikan Gambar 4 di samping. (a) Berapa besar nilai hambatan, jika arus listrik pada rangkaian tersebut bernilai 1 ma? (b) Berapa besar daya pada? Diketahui 2, 3, dan r 1 = r2 = 3 Ω. (a) i = ( /(r 1 + r 2 + ) 2 1 3.0 V 2.0 V 2 r1 r2 3 3.0 3.0 6.60 10. i 1.510 A (b) P = i 2 = (1.0 10 3 A) 2 (6.6 10 2 ) = 6.6 10 4 W. 5. Perhatikan Gambar 5 di samping ini. Terdapat lima buah resistor dengan besar hambatan masing masing adalah 5 Ω. Tentukan nilai hambatan pengganti antara (a) titik F dan titik H? (b) titik F dan titik G? (a) eq (FH) = (16.0 Ω)(16.0 Ω)(8.00 Ω)/[(16.0 Ω)(16.0 Ω) + 2(16.0 Ω)(8.00 Ω)] = 4.00 Ω. (b) eq (FG) = (5.00 Ω) /( + 5.00 Ω), dimana = 5.00 Ω + (5.00 Ω)(10.0 Ω)/(5.00 Ω + 10.0 Ω) = 8.33 Ω. sehingga eq (FG) = (5.00 Ω)(8.33 Ω)/(5.00 Ω + 8.33 Ω) = 3.13 Ω. 6. Perhatikan Gambar 6 di samping. Terdapat dua jenis resistor masing masing 1 = 6 Ω dan 2 = 18 Ω, serta sebuah baterai ideal yang memiliki tegangan 12. (a) Berapakah besar arus i 1? (b) Ke mana arah arus i 1 mengalir (ke kanan atau ke kiri)? (c) Berapa besar energi yang terdisipasi dari semua resistor dalam selang waktu 1 menit? (a) Dari rangkaian pada gambar 3, tiga buah resistor 2 tersusun secara paralel, sehingga mendapatkan resistor pengganti = 6 Ω. Total resistansi pada rangkaian adalah ' = 1 + = 12 Ω. Sehingga arus yang mengalir melalui ' adalah (12V)/' = 1.0 A. Dari rangkaian, didapatkan nilai i 1 = 0,333 A. (b) Arah arus i 1 adalah ke arah kanan. (c) P = i 2 ' = (1.0 A) 2 (12 Ω) = 12 W. Sehingga, dalah waktu 60 detik, energi terdisipasinya adalah (12 J/s)(60 s) = 720 J. 7. Pada gambar 7 di samping, besarnya arus pada resistor 6 adalah i 6 = 1,4 A. Berapa besar tegangan baterai ideal pada rangkaian tersebut? Diketahui hambatan 1 = 2 = 3 = 2 Ω, 4 = 16 Ω, 5 = 8 Ω dan 6 = 4 Ω. Tegangan V 4 yang berada antara 4 sama dengan penjumlahan tegangan antara 5 dan 6: V 4 = i 6( 5 + 6)= (1.40 A)(8.00 Ω + 4.00 Ω) = 16.8 V. Arus yang melewati 4 adalah i 4 = V 4/ 4 = 16.8 V/(16.0 Ω) = 1.05 A. SOLUSI Modul Tutorial 3 FIDAS IIA 2016-2017---DIIM--- 3

Dengan menggunakan junction rule, arus pada 2 adalah i 2 = i 4 + i 6 =1.05 A + 1.40 A = 2.45 A, sehingga tegangan V 2 = (2.00 Ω)(2.45 A) = 4.90 V. Kita mendapatkan nilai tegangan pada 3 sebagai berikut: V 3 = V 2 + V 4 = 21.7 V. Lalu, i 3 = V 3/(2.00 Ω) = 10.85 A. Kemudian, i 1 = i 2 + i 3 = 2.45 A + 10.85 A = 13.3 A, V 1 = (13.3 A)(2.00 Ω) = 26.6 V. Sehingga, = V 1 + V 3 = 26.6 V + 21.7 V = 48.3 V. 8. Pada Gambar 8 di samping, diketahui nilai hambatan 1 = 1 Ω dan 2 = 2 Ω. Nilai tegangan baterai 2 and 4. (a) Berapa besar dan arah arus pada masing masing baterai? (b) Berapa beda potensial V a - V b? (a) Karena dan 2 = 2 1, kita mengetahui bahwa arus yang melewati dan memiliki besar yang sama: i 2 = i 3 = i. Oleh karena itu, arus yang melewati adalah i 1 = 2i. Kemudian, dari V b V a = i 2 = + (2 1)(2i) kita mendapatkan 2 1 4.0 V 2.0 V i 0.33A. 4 4 1.0 2.0 1 2 Sehingga arus yang melewati adalah i 1 = 2i = 0.67 A. (b) Arah dari i 1 adalah ke bawah. (c) Besar arus yang melewati adalah i 2 = 0.33 A. (d) Arah dari i 2 adalah ke atas. (e) Dari poin (a), kita mendapatkan besar arus i 3 = i 2 = 0.33 A. (f) Arah dari i 3 adalah ke atas. (g) V a V b = i 2 + = (0.333 A)(2.0 ) + 4.0 V = 3.3 V. 9. Pada Gambar 9 di samping ini, diektahui nilai 1 = 2. Berapa besar nilai / yang dibaca oleh ampermeter? Asumsikan ampermeter dan baterai yang digunakan adalah ideal. Jawaban : Arus dalam resistor bawah memiliki besar yang sama, sebut saja i. Sehingga arus yang melalui baterai bernilai 2i dan beda tegangan untuk setiap resistor pada bagian bawah adalah i. esistansi pengganti rangkaian di atas adalah: eq 2 2 7 6 Sehingga kita dapat menentukan arus yang melalui baterai 3 2 i i. 2 2(7 / 6) 7 eq eq Dengan menggunakan aturan loop, kita mendapatkan i i2 2 i 0 i2. 2 SOLUSI Modul Tutorial 3 FIDAS IIA 2016-2017---DIIM--- 4

Dengan mensubsitusikan i = 3/7, akan memberikan nilai i 2 = 2/7. Maka perbedaan antara i 2 dan i adalah arus yang mengalir melalui ammeter. 3 2 iammeter 1 iammeter i i2 0.143. 7 7 7 / 7 10. Pada Gambar 10 di samping ini, diketahui nilai 1 = 10 kω, 2 =15 kω, C=0,4 F, dan baterai ideal memiliki tegangan 20. Pada awalnya, saklar ditutup untuk waktu yang lama sehingga keadaan tunak tercapai. Kemudian, saklar dibuka pada saat t = 0. Berapa besar arus yang mengalir pada resistor 2 pada saat t = 4 ms? Jawaban : Dalam keadaan tunak, tegangan kapasitor akan bernilai sama dengan tegangan pada 2 =15 kω: 20.0V 15.0 k 12.0V. 10.0 k 15.0 k V0 2 1 2 Kemudian, tegangan yang melalui kapasitor (dan 2 =15 kω) setelah saklar dibuka: V = V0e t/c. Pada t = 0,004 s, kita mendapatkan: 0.004 15000 V 12e 0.4106 6.16 V. Dengan menggunakan hukum Ohm, arus yang melewati 2 adalah 6.16/15000 = 4.11 10 4 A. SOLUSI Modul Tutorial 3 FIDAS IIA 2016-2017---DIIM--- 5