10 Soal & Pembahasan Listrik Arus Searah (DC) (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Bab listrik arus searah DC mencakup
beberapa bahasan, seperti alat pengukur arus listrik, tegang listrik, hambatan,
hukum kirchoff, dan jembatan wheatstone. Berikut soal latihan dan pembahasan
pada listrik arus searah yang dapat dipelajari sebelum ujian.
Pilihlah jawaban yang tepat dari
pilihan di bawah ini.
1. Banyaknya muatan yang mengalir
melalui suatu penghantar setiap satuan waktu disebut . . .
a. Kuat arus
b. Tegangan
c. Beda potensial
d. Daya listrik
e. Hambatan
Pembahasan :
Aliran arus listrik berlawanan
arah dengan gerak elektronnya.
Jawaban A.
2. Muatan listrik mengalir 60 C
melalui suatu penghantar selama 2 menit (120 detik). Besar kuat arus yang
mengalir adalah . . .
a. 0,36 A
b. 0,50 A
c. 5,00 A
d. 12,0 A
e. 55,0 A
Pembahasan :
Q = I.t
I = Q/t
I = 60/120
I = 0,5 A
Jawaban B.
3. Sifat-sifat arus listrik yang
mengalir sebagai berikut.
1. Searah aliran muatan positif
2. Berlawanan dengan aliran
elektron
3. Mengalir dari potensial tinggi
ke potensial rendah
Sifat yang benar ditunjukkan oleh
. . .
a. 3) saja
b. 2) dan 3) saja
c. 1) dan 3) saja
d. 1), 2), dan 3)
e. 1) dan 2) saja
Pembahasan :
Ketiga
sifat di atas adalah benar. Jawaban D.
4. Multimeter memiliki batas ukur 300
mA. Setelah dipasang hambatan Shunt, batas ukurnya menjadi 480 mA. Jika
hambatan multimeter itu 30 kΩ, nilai hambatan Shunt sebesar . . .
a. 30 kΩ
b. 50 kΩ
c. 75 kΩ
d. 100 kΩ
e. 150 kΩ
Pembahasan :
Multimeter adalah alat alat ukur
arus listrik sekaligus alat ukur tegangan. Ia juga memiliki hambatan di
dalamnya. Jika arus yang masuk ke dalam multimeter melebihi batas maksimalnya
maka alat bisa rusak.
Sebagai alternatif, kita dapat
menambahkan hambatan shunt yang dipasang secara paralel terhadap alat
agar arusnya terbagi dan tidak masuk semua ke alat. Kita akan spesifikasikan
alat menjadi ammeter saja.
Soal di atas menggambarkan sebuah
rangkaian dengan arus 480 mA. Batas maksimum yang dapat diterima alat ada;ah
300 mA. Agar alat dapat menerima arus 480 mA atau menambah batas maksimumnya.
Arus harus dibagi. Kita padang hambatan shunt disana.
 |
| -klik gambar untuk melihat lebih baik- |
Jawaban B.
5. Perhatikan petunjuk jarum
amperemeter berikut ini !
Kuat arus yang terukur adalah . .
.
a. 30 A
b. 15 A
c. 6 A
d. 3 A
e. 0,6 A
Pembahasan :
Kuat arus yang terukur = (Skala
yang ditunjuk/ Skala maksimal) x batas ukur
Kuat arus yang terukur = (30/50) x
10 = 6 A
Jawaban C.
6. Sebuah voltmeter memiliki batas ukur 3
kali dari batas ukur mula-mula setelah dipasangi hambatan muka sebesar 140 kΩ.
Hambatan voltmeter tersebut mula-mula adalah . . .
a. 70 kΩ
b. 105 kΩ
c. 135 kΩ
d. 140 kΩ
e. 150 kΩ
Pembahasan :
Saat mengukur tegangan hambatan dengan
alat, besar tegangan yang masuk pada alat dan hambatan R adalah sama besar
karena saling paralel. Jika tegangan tersebut melampaui batas maksimal alat
maka alat akan rusak.
Sebagai alternatif, kita dapat memasang
hambatan muka (depan) yang disusun seri sebelum alat ukur. Hal ini dilakukan
agar tegangan yang diterima alat tidak melampaui batas maksimalnya.
Kita anggap hambatan muka (depan) dan
alat ukur adalah satu kesatuan sehingga kita dapat mengatakan “batas maksimal
tegangan alat bertambah”. Padahal sejatinya “tidak”. Tegangan hanya dibagi
dengan hambatan muka (depan).
Pada soal, sebuah rangkaian dengan
hambatan R diukur dengan voltmeter. Batas ukur maksimal alat adalah V volt.
Tetapi, tegangan yang diukur lebih besar atau 3 kalinya. Agar alat tetap dapat
digunakan, kita memberi hambatan muka (depan) sebesar 140 kΩ.
 |
| -klik gambar untuk melihat lebih baik- |
Jawaban A.
7. Kawat tungsten yang memiliki hambatan 30 Ω pada
suhu 200C digunakan untuk mengukur suhu. Jika
koefisien suhu tungsten pada suhu 200C sebesar 4,5 x 10-3(0C)-1,
maka besar hambatan kawat ketika mengukur suhu 700C adalah . . .
a. 36,75 Ω
b. 19,70 Ω
c. 10,30 Ω
d. 11,60 Ω
e. 13,85 Ω
Pembahasan :
ΔR = R0.α.ΔT
ΔR = 30.(4,5 x 10-3).(70-20)
ΔR = 30.(4,5 x 10-3).(50)
ΔR = 1500.(4,5 x 10-3)
ΔR = 6750 x 10-3
ΔR = 6,75
R = R0 + ΔR
R = 30 + 6,75 = 36,75 Ω
Jawaban A.
8. Sebuah kawat dengan panjang 20 m memiliki
diameter 2 mm serta hambatan jenisnya 3,14 x 10-6 Ωm.
Hambatan kawat tersebut adalah . . .
a. 5 Ω
b. 10 Ω
c. 15 Ω
d. 20 Ω
e. 25 Ω
Pembahasan :
R = ρ.L/A
R = ρ.L/πr2
R = (3,14 x 10-6)(20)/(3,14)(1
x 10-3)2
R = 20 Ω
Jawaban D.
9. Tiga sumber tegangan masing-masing 5 V; 1 Ω,
dirangkaikan seri dan ujung-ujungnya dihubungkan dengan hambatan 12 Ω. Tegangan
jepit ketiga sumber tegangan tersebut adalah . . .
a. 10 V
b. 12 V
c. 14 V
d. 16 V
e. 18 V
Pembahasan :
*Arus total
I = V/R
I = ∑εseri/(R+r)
I = 3(5)/(12 + 3(1))
I = 1 A
*Tegangan jepit bersih antara AB
∑V = ∑εseri + ∑I.R
∑V = (5 + 5 + 5) – (1.3(1))
∑V = 15 – 3
∑V = 12
Jadi, tegangan yang keluar dari sumber
tegangan bukan 15 melainkan 12 V atau kita dapat mengatakan 12 V ini adalah
tegangan untuk hambatan 12 Ω.
Jawaban B.
10. Seutas kawat yang panjangnya 5 m memiliki
hambatan 50 Ω. Besar hambatan kawat kedua yang memiliki berat 2 kali kawat
pertama dan diameternya ½ kali kawat pertama adalah . . .
a. 1500 Ω
b. 1600 Ω
c. 1800 Ω
d. 2000 Ω
e. 2400 Ω
Pembahasan :
Jika diameternya ½ nya, maka jari-jarinya
juga ikut ½ nya
-Persamaan satu
ρ =m/V
ρ = W/gV
ρ = W/gAl
-Persamaan kedua
R = ρL/A
*Cari nilai L2
ρ1 = ρ2
m1/V1 = m2/V2
W1/g.V1 = W2/g.V2
W1/g.A1L1 = W2/g.A2L2
W1/(A1L1) = W2/(A2L2)
1/(πr2.(5))= 2/(π(½r)2.L2)
1/(5)= 2/¼ L2
L2 = 8(5) = 40 m
*Cari nilai hambatan dua
ρ1 = ρ2
R1A1/L1 = R2A2/L2
50. πr2/L1 = R2. π (½r)2/40
50/5 = R2. ¼ /40
R2 = 1600 Ω
Jawaban B.