Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Rangkaian listrik, hambatan listrik

Rangkaian listrik

1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.52
Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut. Besar arus listrik yang mengalir pada hambatan 8 Ohm adalah….
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Rangkaian listrik, hambatan listrik 1A. 1,8 Ampere
B. 1,2 Ampere
C. 0,8 Ampere
D. 0,6 Ampere

Pembahasan
Diketahui :
Resistor 1 (R1) = 12 Ω
Resistor 2 (R2) = 8 Ω
Resistor 3 (R3) = 10 Ω
Tegangan listrik (V) = 12 Volt
Ditanya : Kuat arus melalui R1
Jawab :

Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah arus listrik pada rangkaian di atas sama dengan arah putaran jarum jam.

Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai :
Terlebih dahulu hitung resistor pengganti (R). Setelah itu hitung kuat arus menggunakan rumus hukum Ohm : V = I R atau I = V / R di mana V = tegangan, I = kuat arus, R = resistor pengganti

Resistor pengganti :
Resistor R1 dan resistor R2 tersusun seri. Resistor pengganti adalah :
R12 = R1 + R2 = 12 + 8 = 20 Ω
Resistor R12 dan resistor R3 tersusun paralel. Resistor pengganti adalah :
1/R = 1/R12 + 1/R3 = 1/20 + 1/10 = 1/20 + 2/20 = 3/20
R = 20/3 Ω

Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai :
I = V / R = 12 : 20/3 = 12 x 3/20 = 36/20 = 1,8 Ampere
Kuat arus yang mengalir keluar dari baterai adalah 1,8 Ampere Ampere.

Kuat arus listrik yang melalui resistor 8 Ω
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Rangkaian listrik, hambatan listrik 2Vab = 12 Volt
R12 = 20 Ω
R3 = 10 Ω

Kuat arus listrik yang melalui resistor 10 Ω
I3 = Vab / R3 = 12 Volt / 10 Ω = 1,2 Ampere
Kuat arus listrik yang melalui resistor 20 Ω
I12 = Vab / R12 = 12 Volt / 20 Ω = 0,6 Ampere

Hukum I Kirchhoff menyatakan bahwa kuat arus listrik yang masuk pada suatu cabang sama dengan kuat arus listrik yang keluar dari cabang tersebut. Berdasarkan hukum I Kirchhoff disimpulkan bahwa kuat arus listrik yang melewati resistor 20 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 12 Ω = kuat arus listrik yang melewati resistor 8 Ω = 0,6 Ampere.
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.51
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Rangkaian listrik, hambatan listrik 3Perhatikan rangkaian listrik tertutup berikut!
Jika hambatan dalam sumber tegangan diabaikan, maka beda potensial antara ujung-ujung penghambat 6 Ohm adalah….
A. 3 Volt
B. 2 Volt
C. 2/3 Volt
D. 1/3 Volt
Pembahasan
Diketahui :
Resistor 1 = 4 Ω
Resistor 2 = 3 Ω
Resistor 3 = 6 Ω
Tegangan (V) = 6 volt
Ditanya : Beda potensial antara ujung-ujung penghambat 6 Ohm
Jawab :
Resistor 3 Ω dan resistor 3 Ω tersusun paralel. Resistor pengganti adalah :
1/R23 = 1/3 Ω + 1/6 Ω = 2/6 Ω + 1/6 Ω = 3/6 Ω
R23 = 6/3 Ω = 2 Ω

Resistor 4 Ω dan resistor 2 Ω tersusun seri. Resistor pengganti adalah :
R = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Kuat arus listrik yang keluar dari sumber tegangan :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Rangkaian listrik, hambatan listrik 4I = V / R = 6 volt / 6 ohm = 1 Ampere
Resistor 4 Ω dan resistor 2 Ω tersusun seri sehingga menurut hukum I Kirchooff, kuat arus listrik yang melewati resistor 4 Ω kuat arus listrik yang melewati resistor 2 Ω = 1 Ampere.

Beda potensial antara titik a dan b :
V = I R = (1 Ampere)(2 Ohm) = 2 volt
Beda potensial antara titik a dan b = beda potensial antara ujung-ujung resistor 2 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 3 Ω = beda potensial antara ujung-ujung resistor 6 Ω = 2 volt.
Jawaban yang benar adalah B.

Hambatan listrik

3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.57
Tiga buah hambatan listrik, jika disusun paralel nilai hambatannya 12/11 Ohm, jika disusun seri besarnya menjadi 12 Ohm, maka besar hambatan tersebut masing-masing….
A. 1 Ohm, 2 Ohm, 3 Ohm
B. 2 Ohm, 4 Ohm, 6 Ohm
C. 1 Ohm, 3 Ohm, 5 Ohm
D. 3 Ohm, 4 Ohm, 5 Ohm
Pembahasan
Apabila hambatan listrik disusun seri maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus :
R = R1 + R2 + R3
12 = R1 + R2 + R3
Pilihan yang mungkin adalah jawaban B dan D.
Jika hambatan listrik disusun paralel maka besar hambatan pengganti dihitung menggunakan rumus : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.
Jika menggunakan jawaban B maka :
1/R = 1/2 + 1/4 + 1/6
1/R = 6/12 + 3/12 + 2/12
1/R = 11/12
R = 12/11
Jawaban yang benar adalah B.

Hambatan jenis

4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.56
Resistivitas tungsten dan timah berturut-turut adalah 5,5 x 10-8 Ohm meter dan 22 x 10-8 Ohm meter. Kawat tungsten dan kawat timah mempunyai panjang masing-masing 5 meter. Jika kedua kawat memiliki nilai hambat sama dan diameter tungsten adalah 2 mm maka diameter kawat timah adalah…. mm
A. 2
B. 4
C. √2
D. ½ √2
Pembahasan
Diketahui :
Resistivitas tungsten (ρ1) = 5,5 x 10-8 Ohm meter
Resistivitas timah (ρ2) = 22 x 10-8 Ohm meter
Panjang kawat tungsten (L1) = 5 meter
Panjang kawat timah (L2) = 5 meter
Diameter tungsten (D1) = 2 mm
Jari-jari tungsten (R1) = 1/2 (D) = 1/2 (2 mm) = 1 mm = 1 x 10-3 meter
Ditanya : Diameter timah (D2)
Jawab :
Luas permukaan kawat tungsten :
A1 = π r2 = π (10-3)2 = π 10-6

Nilai hambat kawat tungsten dan kawat timah sama.
R1 = R2
ρ1 L1 / A1 = ρ2 L2 / A2
(5,5 x 10-8)(5) / π 10-6 = (22 x 10-8)(5) / π r2
5,5 / 10-6 = 22 / r2
5,5 r2 = 22 x 10-6
r2 = (22 x 10-6 ) / 5,5
r2 = 4 x 10-6
r = 2 x 10-3 meter
r = 2 milimeter
Jawaban yang benar adalah A.

Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74

Materi Pembahasan Soal :

  • Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
  • Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
  • Hukum Gerak Newton
  • Gerak Lurus
  • Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
  • Fluida Statis
  • Gelombang Bunyi
  • Osilasi
  • Gelombang Mekanik
  • Alat Optik Cermin dan Lensa
  • Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
  • Gelombang Cahaya
  • Pemuaian
  • Skala Suhu, Kalibrasi termometer
  • Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
  • Muatan listrik, Gaya listrik
  • Rangkaian listrik, Hambatan listrik
  • Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
  • Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: