9 Contoh Soalan Litar Elektrik Arus Terus
1. Lihat gambar susunan perintang di bawah! kekuatan semasa melalui R1 ialah…
A. 2,0 Ampere
B. 2,5 Ampere
C. 4,0 Ampere
D. 4,5 Ampere
E. 5,0 Ampere
Perbincangan
Dikenali :
Perintang 1 (R1) = 4 Ω
Perintang 2 (R2) = 4 Ω
Perintang 3 (R3) = 8 Ω
Voltan elektrik (V) = 40 Volt
Ditanya Arus melalui R1
Jawab :
Arus elektrik mengalir dari keupayaan tinggi ke keupayaan rendah. Arah arus elektrik dalam litar di atas adalah sama dengan arah jarum jam.
Arus yang mengalir keluar dari bateri
Mula-mula kirakan perintang gantian (R). Selepas itu, kirakan arus menggunakan formula Hukum Ohm :
V = IR atau I = V / R
Huraian formula: V = voltan, I = arus, R = perintang gantian
Perintang gantian:
Kira perintang penggantian bagi litar di atas.
Perintang R1 dan perintang R2 disusun secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R12 = 1/R1 +1/R2 = 1/4 + 1/4 = 2/4
R12 = 4/2 = 2 Ω
Perintang R12 dan perintang R3 disusun secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R= R12 + R3 = 2 + 8 = 10 Ω
Arus yang mengalir keluar dari bateri :
I = V / R = 40 / 10 = 4 Ampere
Arus yang mengalir keluar dari bateri ialah 4 Ampere.
Voltan elektrik Vab hari Vbc
Hukum Kirchhoff Pertama menyatakan bahawa jumlah arus elektrik yang memasuki cabang adalah sama dengan jumlah arus elektrik yang meninggalkan cabang tersebut. Berdasarkan hukum Kirchhoff pertama, disimpulkan bahawa jika arus elektrik yang keluar dari bateri ialah 4 Ampere, maka arus elektrik yang melalui ab adalah sama dengan 4 Ampere, begitu juga arus elektrik yang melalui bc ialah 4 Ampere.
Voltan elektrik Vab :
Vab = Sayaab Rab = (4)(2) = 8 Volt
Voltan elektrik Vbc :
Vbc = Sayabc Rbc = (4)(8) = 32 Volt
Litar di atas disusun secara bersiri supaya jumlah voltan elektrik ialah V = Vab + Vbc = 8 Volt + 32 Volt = 40 Volt.
Arus elektrik yang mengalir melalui R1 = 4 Ω
I1 = Vab /r1 = 8 Volt / 4 Ohm = 2 Ampere
I2 = Vab /r2 = 8 Volt / 4 Ohm = 2 Ampere
Arus elektrik yang mengalir keluar dari bateri ialah 4 Ampere. Apabila ia sampai ke titik a, arus elektrik akan berpecah kepada dua, dengan 2 Ampere mengalir melalui perintang R.1 dan arus elektrik 2 Ampere mengalir melalui perintang R2. 2 Ampere + 2 Ampere = 4 Ampere. Ini selaras dengan hukum pertama Kirchhoff.
Jawapan yang betul ialah A.
2. Pertimbangkan litar elektrik berikut. Magnitud arus yang mengalir melalui perintang 4 Ω ialah…
A. 1,0 A
B. 1,2 A
C. 1,6 A
D. 2,4 A
E. 3,2 A
Perbincangan
Dikenali :
Perintang 1 (R1) = 6 Ω
Perintang 2 (R2) = 4 Ω
Perintang 3 (R3) = 1,6 Ω
Voltan elektrik (V) = 16 Volt
Ditanya Arus yang mengalir melalui perintang 4 Ω
Jawab :
Arus elektrik mengalir dari keupayaan tinggi ke keupayaan rendah. Arah arus elektrik dalam litar di atas adalah sama dengan arah jarum jam.
Arus yang mengalir keluar dari bateri
Perintang gantian:
Perintang R1 dan perintang R2 disusun secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / R12 = 1/R1 +1/R2 = 1/6 + 1/4 = 2/12 + 3/12 = 5/12
R12 = 12/5 = 2,4 Ω
Perintang R12 dan perintang R3 disusun secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R= R12 + R3 = 2,4 + 1,6 = 4 Ω
Arus yang mengalir keluar dari bateri :
I = V / R = 16 / 4 = 4 Ampere
Arus yang mengalir keluar dari bateri ialah 4 Ampere.
Voltan elektrik Vab hari Vbc
Berdasarkan hukum Kirchhoff pertama, disimpulkan bahawa jika arus elektrik yang keluar dari bateri ialah 4 Ampere, maka arus elektrik yang melalui ab adalah sama dengan 4 Ampere, begitu juga arus elektrik yang melalui bc ialah 4 Ampere.
Voltan elektrik Vab :
Vab = Sayaab Rab = (4)(2,4) = 9,6 Volt
Voltan elektrik Vbc :
Vbc = Sayabc Rbc = (4)(1,6) = 6,4 Volt
Litar di atas disusun secara bersiri supaya jumlah voltan elektrik ialah V = Vab + Vbc = 9,6 Volt + 6,4 Volt = 16 Volt.
Arus elektrik yang mengalir melalui R2 = 4 Ω
I1 = Vab /r1 = 9,6 Volt / 6 Ohm = 1,6 Ampere
I2 = Vab /r2 = 9,6 Volt / 4 Ohm = 2,4 Ampere
Arus elektrik yang mengalir keluar dari bateri ialah 4 Ampere. Apabila ia sampai ke titik a, arus elektrik akan berpecah kepada dua, dengan 1,6 Ampere mengalir melalui perintang R.1 dan arus elektrik 2,4 Ampere mengalir melalui perintang R2. 1,6 Ampere + 2,4 Ampere = 4 Ampere. Ini selaras dengan hukum pertama Kirchhoff.
Jawapan yang betul ialah D.
3. 
Perhatikan rangkaian listrik berikut!
Jika perintang 5 Ohm dalam litar digantikan dengan perintang 7 Ohm, maka nisbah jumlah arus yang mengalir dalam litar sebelum dan selepas penggantian ialah...
Perbincangan
Sebuah perintang 6 Ohm dan perintang 6 Ohm disambungkan secara selari. Perintang setara ialah:
1 / RAB = 1/6 + 1/6 = 2/6
RAB = 6/2 = 3 Ohm
Gunakan hukum kedua Kirchhoff pada litar, jika rintangan = 5 Ohm:
Pilih arah semasa mengikut arah jam.
12 – 5I – 4 – 3I = 0
12 – 4 – 5I – 3I = 0
8 – 8I = 0
8 = 8I
I = 8/8
I = 1 Ampere
I ditanda positif, bermaksud arah arus elektrik adalah mengikut pilihan, iaitu mengikut arah jam.
Gunakan hukum kedua Kirchhoff pada litar, jika rintangan = 7 Ohm:
Pilih arah semasa mengikut arah jam.
12 – 7I – 4 – 3I = 0
12 – 4 – 7I – 3I = 0
8 – 10I = 0
8 = 10I
I = 8/10
I = 0,8 Ampere
I ditanda positif, bermaksud arah arus elektrik adalah mengikut pilihan, iaitu mengikut arah jam.
Perbandingan arus elektrik sebelum dan selepas:
1: 0,8
10: 8
5: 4
4. Perhatikan rangkaian listrik berikut!
Magnitud kuasa pada perintang 6 Ω ialah…
A. 1,5 Watt
B. 3,0 Watt
C. 6,0 Watt
D. 9,0 Watt
E. 18,0 Watt
Perbincangan
Formula kuasa elektrik:
P=I2 R
Sebelum mengira kuasa elektrik, hitung dahulu arus elektrik yang melalui rintangan 6. Ω menggunakan hukum Kirchhoff.
Arah semasa dipilih seperti yang ditunjukkan dalam imej di sebelah. 
Gunakan hukum Kirchhoff pertama:
I1 + Saya2 = Saya3 .......... Persamaan 1
Gunakan hukum Kirchhoff II kepada I1 :
6 – 12 Saya1 – 6 Saya3 = 0
-12 Saya1 = 6 Saya3 - 6
I1 = (6 Saya3 – 6) / -12 ………. Persamaan 2
Gunakan hukum Kirchhoff II kepada I2 :
6 – 12 Saya2 – 6 Saya3 = 0
-12 I2 = 6 Saya3 - 6
I2 = (6 Saya3 – 6) / -12 …………. Persamaan 3
Pengganti persamaan 2 dan persamaan 3 ke persamaan 1:
I3 Tanda positif bermaksud arah I3 mengikut arah yang dipilih, seperti dalam imej di atas.
guna persamaan 2 untuk mengira I1:
I1 = (6 Saya3 – 6) / -12
I1 = (6.0,5 – 6) / -12
I1 = (3 – 6) / -12
I1 = -3 / -12
I1 = 1/4 A
I1 Tanda positif bermaksud arah I1 mengikut arah yang dipilih, seperti dalam imej di atas.
guna persamaan 3 untuk mengira I2:
I2 = (6 Saya3 – 6) / -12
I2 = (6.0,5 – 6) / -12
I2 = (3 – 6) / -12
I2 = -3 / -12
I2 = 1/4 A
I2 Tanda positif bermaksud arah I1 mengikut arah yang dipilih, seperti dalam imej di atas.
Gunakan hukum pertama Kirchhoff untuk membuktikan ketepatan keputusan yang diperoleh:
I1 + Saya2 = Saya3
1/4 + 1/4 = 1/2
Kekuatan arus elektrik yang melalui rintangan 6 Ω adakah saya3 = 1/2 Ampere.
Kuasa elektrik pada rintangan 6 Ω ialah P=I2 R = (1/2)2 (6) = 1/4 (6) = 1,5 Watt
Jawapan yang betul ialah A.
5. Dalam gambarajah litar elektrik di sebelah, magnitud beza keupayaan elektrik merentasi perintang R ialah3 ialah…
A. 0,5 V
B. 0,6 V
C. 0,9 V
D. 1,0 V
E. 1,3 V
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Penghalang 1 (R1) = 2 Ω
Penghalang 2 (R2) = 4 Ω
Penghalang 3 (R3) = 3 Ω
Sumber emf 1 (E1) = 6 Volt
Sumber emf 2 (E2) = 9 Volt
Ditanya: Perbezaan keupayaan elektrik merentasi perintang R3
Jawapan:
Kira arus elektrik (I) yang mengalir melalui perintang R3
Mula-mula kira arus elektrik yang mengalir dalam litar:
Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
E1 – IR1 - E2 – IR2 – IR3 = 0
6 – 2I – 9 – 4I – 3I = 0
6 – 9 – 2I – 4I – 3I = 0
-3 – 9I = 0
-3 = 9I
Saya = -3/9
Saya = -1/3
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 1/3 Ampere. Arus elektrik dengan tanda negatif bermaksud arah arus elektrik ialah ia tidak selaras dengan dalam arah anggaran tetapi lawan arah jam.
Litar disusun secara bersiri supaya arus elektrik yang mengalir dalam litar = arus elektrik yang mengalir dalam rintangan R3 = 1/3 Ampere.
Kirakan beza keupayaan (V) merentasi perintang R3
V = IR3 = (1/3)(3) = 1 Volt
Jawapan yang betul ialah D.
6. Lihat gambar rangkaian di bawah!
Jadi potensi elektrik antara titik C dan D bersamaan dengan 4 volt, nilai R ialah...
A. 1 Ohm
B. 2 Ohm
C. 4 Ohm
D. 8 Ohm
E. 10 Ohm
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Penghalang 1 (R1) = 2 Ω
Penghalang 2 (R2) = 2 Ω
Penghalang 3 (R3) = R
Sumber emf 1 (E1) = 8 Volt
Sumber emf 2 (E2) = 4 Volt
Perbezaan keupayaan elektrik antara titik C dan D (VCD) = 4 Volt
Ditanya: Nilai rintangan R
Jawapan:
Kira nilai rintangan R
VCD = IR
4 = IR
R = 4 / I
Bersambung…..
Kira arus elektrik (I) yang mengalir melalui perintang R
Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
- E1 – 2I + E2 – 2I – IR = 0
– 8 – 2I + 4 – 2I – I (4/I) = 0
– 8 – 2I + 4 – 2I – 4 = 0
– 8 + 4 – 4 – 2I – 2I = 0
– 8 – 4I = 0
– 8 = 4I
Saya = -8 / 4
I = -2 Ampere
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 2 Ampere. Arus elektrik adalah negatif, bermakna arah arus elektrik ialah ia tidak selaras dengan dalam arah anggaran tetapi lawan arah jam.
Litar disusun secara bersiri supaya arus elektrik yang mengalir dalam litar = arus elektrik yang mengalir dalam rintangan R = 2 Ampere.
Nilai rintangan R
Teruskan…..
R = 4 / I = 4 / 2 = 2 Ohm
Jawapan yang betul ialah B.
7 PLihat gambarajah litar elektrik berikut! Magnitud voltan pengapit pada perintang R ialah…
A. 20 Volt
B. 8 Volt
C. 5 Volt
D. 4 Volt
E. 2 Volt
Perbincangan
EMF (E) = beza keupayaan sumber voltan elektrik sebelum arus elektrik mengalir
Voltan pengapit (V) = beza keupayaan sumber voltan elektrik selepas arus elektrik mengalir
Adalah diketahui bahawa:
Penghalang 1 (R1) = 2 Ω
Penghalang 2 (R2) = 4 Ω
Penghalang 3 (R3) = 4 Ω
Sumber emf 1 (E1) = 20 Volt
Sumber emf 2 (E2) = 15 Volt
Ditanya: Magnitud voltan pengapit pada perintang R (V)
Jawapan:
Kira arus elektrik yang mengalir dalam litar (I)
Masalah ini berkaitan dengan hukum Kirchhooff. Langkah-langkah dan cara menyelesaikan masalah ini:
Pertama, pilih arah semasa yang anda suka. Anda boleh memilih lawan jam atau ikut arah jam.
Kedua, apabila arus melalui rintangan atau perintang (R) terdapat penurunan keupayaan supaya V = IR adalah negatif.
Ketiga, jika arus bergerak dari potensi rendah ke tinggi (- ke +) maka sumber emf (E) ditanda positif kerana terdapat pengecasan tenaga pada sumber emf. Jika arus bergerak dari potensi tinggi ke rendah (+ ke -) maka sumber emf (E) ditanda negatif kerana terdapat nyahcas tenaga pada sumber emf.
Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
E1 – IR1 – IR2 – IR3 - E2 = 0
20 – I(2) – I(4) – I(4) – 15 = 0
20 – 15 – Saya (2) – Saya (4) – Saya (4) = 0
5 – 10 I = 0
5 = 10 Saya
I = 5/10
I = 0,5 Ampere
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 0,5 Ampere. Arus positif menunjukkan bahawa arah arus adalah seperti yang dijangkakan, mengikut arah jam.
Kirakan rintangan setara (R)
Perintang 1 (R1), perintang 2 (R2) dan perintang 3 (R3) disambung secara siri. Perintang gantian:
R=R1 + R2 + R3 = 2 Ω + 4 Ω + 4 Ω = 10 Ω
Voltan pengapit pada perintang R (V)
V = IR = (0,5)(10) = 5 Volt
Cara cepat:
Voltan pengapit boleh ditentukan secara langsung dengan cara berikut:
V = E1 - E2 = 20 – 15 = 5 Volt
Jawapan yang betul ialah C.
8. Lihat gambarajah litar elektrik berikut! Pelesapan kuasa merentasi perintang 3Ω ialah…
A. 4 Watt
B. 8 Watt
C. 12 Watt
D. 16 Watt
E. 20 Watt
Perbincangan
Kuasa pelesapan = kuasa yang digunakan
Adalah diketahui bahawa:
Penghalang 1 (R1) = 2 Ω
Penghalang 2 (R2) = 3 Ω
Penghalang 3 (R3) = 4 Ω
Sumber emf 1 (E1) = 8 Volt
Sumber emf 2 (E2) = 10 Volt
Ditanya: Pelesapan kuasa pada rintangan 3Ω
Jawapan:
Kuasa pelesapan
Kuasa pelesapan dikira menggunakan formula:
P = VI
Penerangan: P = kuasa, V = beza keupayaan pada kedua-dua hujung perintang 3Ω, I = arus elektrik yang mengalir melalui rintangan 3Ω.
Kira arus elektrik (I) yang mengalir melalui rintangan 3Ω
Mula-mula kira arus elektrik yang mengalir dalam litar:
Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
E1 – IR1 – IR2 – IR3 +E2 = 0
8 – I(2) – I(3) – I(4) + 10 = 0
18 – 9 I = 0
18 = 9 Saya
I = 18/9
I = 2 Ampere
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 2 Ampere. Arus positif menunjukkan bahawa arah arus adalah seperti yang dijangkakan, mengikut arah jam.
Litar disusun secara bersiri supaya arus elektrik yang mengalir dalam litar = arus elektrik yang mengalir dalam perintang 3Ω = 2 Ampere.
Kira beza keupayaan (V) merentasi perintang 3 Ω
V = IR2 = (2 A)(3 Ω) = 6 Volt
Kira pelesapan kuasa pada perintang 3Ω
P = VI = (6 Volt)(2 Ampere) = 12 Volt Ampere = 12 Watt
Jawapan yang betul ialah C.
9. Lihat gambarajah litar elektrik berikut! Beza keupayaan antara titik A dan B ialah…
A. 1,5 volt
B. 3,0 volt
C. 6,0 volt
D. 7,5 volt
E. 9,0 volt
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Penghalang 1 (R1) = 2 Ω
Penghalang 2 (R2) = 3 Ω
Penghalang 3 (R3) = 4 Ω
Sumber emf 1 (E1) = 8 Volt
Sumber emf 2 (E2) = 10 Volt
Ditanya: Beza keupayaan (V) antara titik A dan B
Jawapan:
Kira arus elektrik (I) yang mengalir melalui rintangan 3Ω
Mula-mula kira arus elektrik yang mengalir dalam litar:
Dalam menyelesaikan masalah ini, arah arus dipilih mengikut arah jam.
- E1 – IR1 – IR2 - E2 – IR3 = 0
– 8 – Saya (2) – Saya (3) – 10 – Saya (4) = 0
– 18 – 9 I = 0
– 18 = 9 Saya
Saya = -18 / 9
I = – 2 Ampere
Arus elektrik yang mengalir dalam litar ialah 2 Ampere. Arus elektrik adalah negatif, bermakna arah arus elektrik ialah ia tidak selaras dengan dalam arah anggaran tetapi lawan arah jam.
Litar disusun secara bersiri supaya arus elektrik yang mengalir dalam litar = arus elektrik yang mengalir dalam perintang 3Ω = 2 Ampere.
Kira beza keupayaan (V) merentasi perintang 3 Ω
V = IR2 = (2 A)(3 Ω) = 6 Volt
Jawapan yang betul ialah C.
Sumber Soalan:
Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional
