Contoh Soal Rangkaian Dan Hambatan Listrik Beserta Jawabannya

Tutorial mata pelajaran fisika kali ini, kita akan membahas tentang Hambatan Listrik yang diikuti dengan teladan soal dan pembahasannya.

Sebelum kita memasuki pembahasan soal latihan, apalagi dahulu kita akan mengetahui : apa itu kuat arus, beda memiliki peluang, hambatan listrik serta juga “Hubungan antara Kuat Arus, Beda Potensial dan Hambatan Listrik”.

Apa itu Kuat Arus ?

Kuat arus menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar pada satu detik. Satuan berpengaruh arus listrik adalah ampere (A) dan dilambangkan dengan karakter (I).

Pada sebuah rangkaian listrik bila terdapat satu coulomb elektron yang melalui rangkaian tersebut dalam waktu satu detik, maka rangakaian tersebut akan mempunyai arus satu ampere. Ketika setiap detiknya terdapat dua coulomb maka mempunyai besar dua ampere, bila setiap detiknya terdapat tiga coulomb maka arusnya memiliki besar tiga ampere. Makara dalam hal ini mampu diperhatikan bahwa satu ampere itu sama dengn satu coulomb (1 ampere = 1 coulomb) untuk setiap satu satuan waktu (detik).

Dengan demikian kita dapat merumuskan persamaan besar lengan berkuasa arus dengan waktu dan muatan yang secara matematis ditulis selaku berikut :

Apa itu Beda Potensial

Beda berpeluang yaitu selisih tegangan yang terdapat diantara ujung-ujung penghantar yang teraliri arus listrik. Besarnya beda potensial yang terdapat pada rangkaian listrik akan mempengaruhi berpengaruh arus listrik yang mengalir.

Misalkan kita mempunyai memiliki potensi V_A pada titik A dan memiliki memiliki peluang V_B di titik B, maka rumus beda berpotensi kedua titik tersebut adalah ( dari titik A ke titik B) :

Hambatan Listrik

Hambatan listrik yang biasa disebut dengan resistansi ialah sesuatu yang bersifat menahan aliran listrik. Jika ditilik pemahaman hambatan listrik yang dihubungkan dengan kuat arus dan beda berpotensi, maka kendala listrik yaitu perbandingan antara tegangan listrik dari sebuah komponen elektronika dengan arus listrik yang melewatinya, dimana satuan kendala listrik yakni Ohm.

Secara matematis, relasi antara hambatan listrik dengan arus listrik dan beda potensial mampu dirumuskan dengan persamaan :

1. Rangkaian Seri

Rangkaian Seri yakni rangkaian listrik yang tersusun dari hambatan listrik yang di susun sejajar atau seri mirip yang ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

Untuk menjumlah jumlah hambatan total pada rangkaian seri (seperti gambar di atas), maka rumusnya adalah :

Misalkan kita memiliki dua hambatan R₁ dan R₂ disusun seri seperti gambar di bawah ini :

Berdasarkan gambar rangkaian listrik diatas, maka kita dapat menyimpulkan bahwa :

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian Seri adalah rangkaian listrik yang tersusun dari kendala listrik yang disusun dengan tidak sebaris, dimana input untuk setiap komponen semuanya ialah dari sumber yg sama mirip yang ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

Persamaan matematis dalam mengkalkulasikan jumlah kendala total pada rangkaian paralel (mirip gambar di atas), rumusnya yaitu :

Misalkan kita memiliki dua kendala R₁ dan R₂ disusun paralel seperti gambar di bawah ini :

Berdasarkan gambar rangkaian listrik (rangkaian paralel) diatas, maka kita dapat menyimpulkan bahwa :

3. Hambatan pada Kawat Penghantar

Kawat penghantar yang digunakan pada kawat listrik mempunyai hambata, walaupun nilainya kecil. Hambatan pada kawat dipengaruhi oleh:
a. Panjang kawat (l)
b. Luas penampang kawat (A)
c. Hambatan jenis kawat (ρ)
d. Perubahan suhu pada kawat (ΔT)

Secara matematis, persamaan kendala listrik pada suatu kawat penghantar mampu ditulis menjadi persamaan :

Untuk mencari hubungan hambatan listrik dengan perubahan suhu, persamaan matematisnya ditulis sebagai berikut :

Latihan Soal Hambatan Listrik

Soal No.1

Berapakah hambatan suatu kawat besi yang mempunyai panjang 0,5 cm, dan luas 1,3 x 10^-2 cm². Jika hambatan jenis kawat besi tersebut 9,7 x 10^-8 Ohmmeter?

Pembahasan

Soal No.2

Lilitan kawat memiliki kendala 25 Ohm pada suhu 35^oC, sedangkan pada suhu 50^oC hambatannya menjadi 25,17 Ohm. Berapakah koefisien hambatan suhu jenisnya?

Pembahasan

Soal No.3

Dua buah resistor masing-masing 6 Ohm dan 3 Ohm disusun seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt. Tentukan :
a. kendala total
b. tegangan pada masing-masing kendala.

Pembahasan