36. Arus Searah(2)

126 Listrik dan Magnet

77. Gambar dibawah ini menunjukkan suatu rangkaian arus searah. Besar hambatan adalah r adalah … ohm A. 9,5 C. 4,0 E. nol B. 8,0 D. 2,5 Jawab : E 8 2,5A

20V

R  8 : I  2,5 A : E  20volt : r  ... ?



E 



IR  0  E  I (r  R )  0  r 

E  IR I



20  (2,5 x8) 2,5

0

78. Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian arus searah, besar hambatan dalam r adalah …ohm. A. 9,5 B. 8,0 C. 4,0 D. 2,5 E. 0 8 Jawab : E E E 20 R  r   r   R  8  0 i i 2,5 2,5A 20V

79. Pada gambar rangkaian dibawah ini, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-masing adalah … A. 0,8A dan 3,2V D. 0,4A dan 1,84V E=3V B. 0,6A dan 2,76V E. 0,2A dan 0,92V r  0,4 C. 0,6A dan 2,3V Jawab : B R  4,6

 I 

E R  r



3 4,6  0,4



3 5

.  0,6 x 4,6  2,76volt  0,6 A V R  I R

80. Gambar di bawah ini menunjukkan suatu rangkaian listrik searah. Besar hambaran dalam r adalah … ohm A. 9,5 B. 8 C. 4 D. 2 E. nol 6 ohm 2,5A Jawab : D(Perhatikan gambar : 20V, r=?

I 

E I

 R 

20 2,5

6 

200 25

 6  8  6  2

mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


81. Beda potensial titik A dan B (V ab) adalah …volt A. 3 C. 10 E. 13 B. 8 D. 12 Jawab : E 20V ,1 6 20  8 I   1 A  Vab  I ( R4  r 8 )  E 8 4 8V,1 Ω 46 2 a b Vab  1(4  1)  8  13volt 82. Dari gambar rangkaian arus searah ini kuat arus yang mengalir (I) sebesar … A A. 5/6 C. 10/3 E. 26/3 4 B. 5/2 D. 13/2 Jawab : B 12  1 1 1 1 1 3 1 4 18 V

8V

0,5 

0,5 

R p



R1



R2

R p  3  I 



4



12

E 1  E 2 R p  2r





12



12

18  8 3  2.0,5

5

 A 2

83. Dari data yang ditunjukkan pada rangkaian arus searah, maka besar kuat arusnya adalah … A A. 1 C. 9/8 E. 4/3 16V B. 8/9 D. 4/5 0,5 6 0,5

2

8V

Jawab : A E 1  E 2 16  8 8   A I  R1  R2  2r 6  2  2.0,5 9 84. Pada gambar disamping, tegangan dan kuat arus pada hambatan R adalah A. 6,00 V, 12 A D. 4,00 V, 0,50 A 11,5 B. 5,75 V, 0,52A E. 4,00 V, 0,52 A C. 5,75 V, 0,50 A Jawab : C E  6volt E 6 0,5 I    0,5 AV R  IxR  0,5 x11,5  5,75V R  r 11,5  0,5



85. Dari gambar rangkaian dibawah ini dengan data sebagai berikut : E1 = 18 volt, E2 = 20 volt, E3 = 8 volt, dan R1=3,5 ohm, R2=7 ohm, R3=8 ohm dengan r masing-masing 0,5 ohm. Besar kuat R 2 E 1 arus yang mengalir pada rangkaian … A r A. 1,5 B. 2,0 C. 2,25 D. 2,5 E. 3,0 E 2 r R1 Jawab : A R3 i

r E 3

E 1  E 2  E 3 R1  R 2  R3  3r



18  20  8 3,5  7  8  (3.0,5)

 1,5 A

86. Besar beda potensial antara titik A dan B pada cabang rangkaian seperti pada gambar A. 5,1V D. 2,3V 2 0,7 6V 9V B. 4,5V E. 1,9V A B C. 3,7V Jawab : A I=3A V AB  E 1  I ( R  R )  E 1  V AB  6  3(2  0,7)  9  V AB  5,1V

87. Pada rangkaian di bawah ini, hambatan dalam sumber tegangan dan amperameter dapat diabaikan. Maka amperameter A 1 dan amperameter A2 masing-masing akan menunjukkan angka 24V 12V A. nol dan 1A D. 1A dan 2A B. 1A dan nol E. 2A dan 1A C. 1A dan 1A Jawab : E 24 A1 12 A2

 24  I 24  0  I  1 A   A1  A2  I  1 A  1 A  2 A  12  12 A2  0  A2  1 A



88. PPI 1979 12V

Pada gambar rangkaian disamping, energi yang tiap detik dalam hambatan 2 adalah … watt A.18 A. 18 B. 12 C. 9 D. 6 E. 3

6V 4

2

Jawab : A a b

jalur  f  e  d  c  b  a

c

V fa  6V  12V  6 volt

6V

12V

 P fa 

4

2

6 d

e

f

V fa R

2



6

2

2

 18volt

89. Untuk rangkaian listrik seperti gambar, energi yang timbul tiap detik pada tahanan 2 adalah … W A. 18 C. 9 E. 3 12V B. 12 D. 6 4 6V

2

Jawab : A I1 12V

2

 I  I 1  I 2

I2

4

6V

I

 12  2 I 1  4 I  0  12  2 I 1  4( I 1  I 2 )  0 6 I 1  4 I 2  12

6 I 1  4 I 2  12  6 I 1  (6  4 I 1 )  12 2 I 1  6  I 1  3 A

 6  4 I  0  6  4 I 1  4 I 2  0 4 I 1  4 I 2  6 4 I 2  6  4 I 1

 P2  I 2 R  32 x 2 P2  18watt

90. Pernyataan yang benar proses pengosongan aki yang elektrolitnya asam sulfat adalah A. Kedua elektroda PbO 2 dan Pb berubah menjadi PbO 3O4 B. Kedua elektroda PbO 2 dan Pb berubah menjadi PbO 3 C. Kedua elektroda PbO 2 dan Pb berubah menjadi PbSO 4 mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


D. Kedua elektroda berubah Pb sebagai anoda PbO 2 sebagai katoda E. Kedua elektroda berubah Pb sebagai katoda PbO 2 sebagai anoda Jawab : C 91. UMPTN 1989 Rayon B Pada rangkaian dibawah ini C  100 F . Perbandingan daya pada 9 ohm dan 3 ohm adalah … A.1/3 A. 1/3 12V 5V 6V B. 2/3 C. 3 100 F D.3,5 D. 3,5 2 E. 4,5 9 Jawab : C Kapasitor sebesar 100  F pada rangkaian tidak di aliri arus, maka arus pada rangkaian sama, maka : 12V 3 6V 9

 P9 9 I 2  2 3 P9  9 I ; P3  3 I  P 3 I 3  2

2

92. UMPTN 1991 Rayon A Tiga elemen kutub-kutub positifnya dihubung kan ke titik a dan kutub-kutub negatifnya ke titik b. Ggl dan hambatan dalam tiap elemen ditunjukkan oleh gambar dibawah ini. Beda potensial antara a dan b adalah …volt A. 12/13 C. 2,8 E. 9,0 I 1 B. 1,2 D. 3,0 Jawab : C 1 1 1 1 2  2 1 5 2 2V ;1 b       R P   a I R P 1 1 2 2 2 5 3V ;1  E E E  2  2 3 4  14 I 2 V ab  RP  1  2  3        r 2 r 3  5  1 1 2  5  r 1 4V ;2 V ab  2,8volt



93. UMPTN 1994 Rayon A kode 22 Pada rangkaian listrik di bawah ini, hambatan luar R variable. Daya listrik pada hambatan luar R akan maksimum jika : A. R  0 C. R  1 2 r E. R  1,5r R B. R  1 4 r D. R  r Jawab : D I 

E r P

E 2 R

( R  r )

2

R  r

 P  I 2 R  P  (

 E 2 R.( R  r )  2  Pmaks 

0  E ( R  r ) 2

E

2

E

) 2 R R  r

dP dR

0

dP dR



d dR

( E 2 R.( R  r )  2 )

 2( R  r ) 3 E 2 R  E 2 ( R  r )  2  2( R  r ) 3 E 2 R

( R  r )  2 R  R  r 94. UMPTN 1994 Rayon B kode 25 Sebuah aki mempunyai ggl 12 volt dan hambatan dalam 0,1 ohm. Jika aki ini diisi dengan arus 10A, maka tegangan antara kedua terminal adalah …volt A. 14 B. 13 C. 12 D. 11 E. 10 Jawab : B I  E  12 volt : r  0,1 : I  10A : V  ...? a b E; r V  E  IR  E  Ir  12  (10 x 0,1)  13volt 95. UMPTN 1995 Rayon A kode 55 dan Ganesa Operation Sebuah lampu listrik dengan spesifikasi 220 V dan 50W dihubungkan seri dengan sebuah hambatan listrik 1000 ohm, lalu dipasang pada tegangan listrik 110 V . Ini berarti bahwa arus listrik yang mengalir dalam rangkaian itu adalah … mA A. 56 B. 84 C. 112 D. 234 E. 548 Jawab : A lampu Pl  50W : V l  220V : R  1000 : E  110V : I  ...? 2 220V ;50W 1000 V l 2202 E 110 Rl    968  I   Pl Rl  R 968 1000 50 E  110volt I

I  55,89  56mA



96. UMPTN 1996 Rayon A/B/C kode 25/52/24 Sebuah generator listrik dirumah sakit menghasilkan arus searah bertegangan 100volt. Jika 5(lima) buah lampu, masing-masing 100W ;100V , disusun paralle l dan dihubungkan dengan generator listrik tersebut, maka arus yang harus dialirkan sumber sehingga lampu-lampu dapat digunakan adalah …A A. 1 B. 5 C. 10 D. 50 E. 100 Jawab : B V g  100volt : n  5(lampu)  PL  100W ; VL  100V : I  ... ?(paralel) V g  V L  100volt  PL  I L VL  I L 

PL VL



100 100

 1 A

paralel  I(n)  I L  I L  I L  I L  I L  nI L  I(n)  nI L  5 x1  5 A 97. UMPTN 1996 Rayon A kode 25 2lampu

E I A I2

I1

F 2 E 1  6V B

3

D

E 2  9V C

Besar arus listrik yang melalui lampu pada rangkaian arus listrik searah seperti pada gambar adalah …A A. 0,75 C. 2,25 E. 3,75 B. 1,50 D. 3,00 Jawab : C

Loop ABCDA I 1 R1  E 1  E 2  I 2 R2  0  2 I 1  3 I 2  6  9  3  3 I 2  2 I 1  3(pers1) Loop EFBAE IR L  E 1  I 1 R1  0( I  I 1  I 2 ) 2 I 1  2( I 1  I 2 )  6  I 1  ( I 1  I 2 )  3  2 I 1  I 2  3  I 2  3  2 I 1 (pers 2) Maka : I  I 1  I 2 3(3  2 I 1 )  2 I 1  3  9  8 I 1  3  I 1  0,75 A  I 2  3  2 I 1  3  2(0,75)  1,5 A

 I  I 1  I 2  0,75  1,5  2,25 A 98. UMPTN 1997 Rayon A kode 32 Sebuah baterai dihubungkan dengan sebuah resistor akan menghasilkan arus 0,6 ampere. Jika pada rangkaian tersebut ditambahkan sebuah resistor 4,0 ohm yang dihubungkan seri dengan resistor pertama, maka arus akan turun menjadi 0,5 ampere. Gaya gerak listrik (ggl) baterai adalah … volt A. 4 B. 5 C. 6 D. 12 E. 24 mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


Jawab : D R

R 4





I  0,6 A I  0,5 A ( a) (b)

gbr(a) :   IR    0,6 R gbr(b) :   I ( R  4)    0,5( R  4)  0,5 R  2 2  20 0,6 R  0,5 R  2  R  maka : 0,1   0,6 R  0,6 x 20  12volt

99. Gambar dibawah ini merupakan elemen volta dengan 1 adalah elektroda dari tembaga dan 2 adalah elektroda dari seng. Lampu akan menyala redup jika elektroda seng diganti dengan … A. Mg dan Al D. Al dan Ni X B. Al dan Fe E. Mg dan Ni (1) C. Fe dan Ni Jawab : C

100. UMPTN 1999 Rayon C kode 25 Dua buah baterai dengan ggl dan hambatan dalam berbeda dihubungkan secara seri satu sama lain. Selanjutnya keduanya dihubungkan dengan secara seri pula dengan suatu hambatan luar sehingga besar arus listrik dalam rangkaian tersebut 4 ampere. Kalau sekarang polaritas salah satu baterai dibalik maka besar arus lisrik dalam rangkaian berkurang menjadi 2 ampere. Dengan demikian besar perbandingan ggl kedua baterai tadi adalah … A. 2,0 B. 2,5 C. 3,0 D. 3,5 E. 4,0 Jawab : C Pada gambar ( a), maka :     I  4 A  E 1  E 2  I ( R  r 1  r 1 ) E 1 r 1 r 2 E 2 E 1 r 1 E 2 r 2 I I E 1  E 2  4( R  r 1  r 1 ) R R Pada gambar ( b), maka : ( a) (b) I  2 A  E 1  E 2  I ( R  r 1  r 1 )  E 1  E 2  2( R  r 1  r 1 )  2 E 1  2 E 2  4( R  r 1  r 1 )

 E 1  E 2  (2 E 1  2 E 2 )  0  E 1 / E 2  3



101. UMPTN 2001 Rayon A kode 251 Diketahui rangkaian listrik seperti pada gambar. Beda potensial antara titik A dan D dalam volt sama dengan … A. 18 6 4 A D B. 16 C. 4 E 3  10V D. 2 E. nol E 1  8V E 2  2V Jawab : D D

4

6

A

E 3  10V E 1  8V

E 2  2V

Loop D V D  E 1  E 2  8  2  10volt Loop A V A  E 3  E 2  10  2  12volt V AD  V A  V D  12  10  2volt

102. UMPTN 2001 Rayon C kode 352 Dua buah baterai dengan ggl dan hambatan dalam berbeda dihubungkan secara seri satu sama lain. Selanjutnya keduanya dihubungkan dengan secara seri pula dengan suatu hambatan luar sehingga besar arus listrik dalam rangkaian tersebut 4 ampere. Kalau sekarang polaritas salah satu baterai dibalik maka besar arus lisrik dalam rangkaian berkurang menjadi 2 ampere. Dengan demikian besar perbandingan ggl kedua baterai tadi adalah … A. 2,0 B. 2,5 C. 3,0 D. 3,5 E. 4,0 Jawab : C Pada gambar ( a), maka :     I  4 A  E 1  E 2  I ( R  r 1  r 1 ) E 1 r 1 r 2 E 2 E 1 r 1 E 2 r 2 I I E 1  E 2  4( R  r 1  r 1 ) R R ( a)

(b)

Pada gambar ( b), maka : I  2 A  E 1  E 2  I ( R  r 1  r 1 )  E 1  E 2  2( R  r 1  r 1 )  2 E 1  2 E 2  4( R  r 1  r 1 )

 E 1  E 2  (2 E 1  2 E 2 )  0  E 1 / E 2  3



103. SPMB 2002 Regional II kode 321 Sebuah aki dengan ggl   12V dan hambatan dalam R  4 a c b r  2 , dihubungkan dengan hambatan luar R  4 seperti pada gambar. Bila kutub negative aki dihubung   12V kan dengan tanah, maka potensial di titik c adalah …V r  2 A. nol C. 6 E. 12 B. 10 D. 4 Jawab : E  12    I ( R  r )  0  I    2 A R  r 4  2 V ac  V ab  V bc  V a  V b  V b  V c  V ac  V a  V c  12  0  V c  V c  12volt

104. UMPTN Rayon C I 2

I a

x

16

12,5V

1 8

5 I 1 y I 

V

3

ab dan abcd (paralel) : RP 

4 d

c

8 x8

 4

88 x, RP , y (seri) : R  16  4  5  25

12,5

 0,5 A  V ab ( R p )  IxR p  0,5 x 4  2volt 25 V ab ( R p ) 2   0,25 A  V cd (4)  I 2 x 4  0,25 x 4  1volt I 1  I 2  8 4 R



b

Perhatikan rangkaian disamping. Beda potensial pada hambatan 4 adalah …V A.0,5 A. 0,5 C. 1.5 E. 2.5 B. 1,0 D. 2,0 Jawab : B abcd (seri) : Rs  1  3  4  8

105. Ganesa Operation Tiga buah hambatan 4 ohm, 6 ohm dan 12 ohm disusun parallel kemudian dipasang pada sumber tegangan, ternyata kuat arus yang keluar dari elemen 1,2 A. Akan tetapi jika disusun seri dan dipasang pada elemen yang sama, ternyata arus yang keluar 0,24 A. Besarnya ggl dan hambatan dalam elemen adalah … A. 4V ;1 B. 5V ;2 C. 6V ;3 D. 8V ;2 E. 10V ;1 Jawab : C



4

6 12

gbr(a) :  1  I ( R s  r 1 )  0, 24(22  r 1 )

4

gbr(b) :  1  I ( RP  r 1 )  1,2(2  r 1 )

(b)

maka : besar  1 adalah : 0,24(22  r 1 )  1, 2(2  r 1 )

6

0,24 A

 1 ; r 1

( a)

12 1, 2 A  1 ; r 1

22  r 1  10  5r 1  r 1  3  1

 1,2(2  r 1 )  1,2(2  3)  6 volt

106. Tes ITB 1975 Suatu alat pemanas yang menggunakan listrik, hambatannya 12 ohm dan khusus dipakai untuk beda potensial 120 volt . Bila alat itu dipakai untuk memanaskan 0 0 air sebanyak 40 kg sehingga temperaturnya naik dari 20 C sampai 80 C, maka waktu yang dibutuhkan …(ambil 1 kalori =4,2 joule) A. 3,6 jam B. 2,3 jam C. 15 menit D. 12 menit E. 10 menit Jawab : B alat pemanas listrik : R  12;V  120volt ; t  ... ? air : m  40kg; T 1  20 0 C ; T 2  80 0 C ; c  4200 J/kg 0 C energi listrik sebanding dengan kalor yang diterima air W (listrik)  V . I .t 

V 2

V 2

.t  Q (air)  m.c.(T 2  T 1 )  .t  m.c.(T 2  T 1 ) R R m.c.(T 2  T 1 ) R 4 x4200(80  20)12   8400sekon  2,33 jam t  2 2 V 120

107. Sipenmaru 1986 Suatu tungku listrik akan dipergunakan untuk mendidihkan air pada suhu 0 100 C. Tungku tersebut memerlukan arus 2 A pada tegangan 210 V . Waktu yang 0 0 diperlukan untuk mulai mendidihkan air itu dari suhu 30 C sampai 100 C, jika 0 massa air 200 gram adalah …detik (kalor jenis air 4,2 J/g C) A. 33,3 B. 57,3 C. 125 D. 140 E. 1400 Jawab : D Tungku(lis trik)  I  2 A : V  210volt : t  ...? sekon air  m  20gr : c  4,2J/g C : T 1  30 C : T 2  100 C Kalor yang diterima air berbanding lurus dengan usaha listrik yang diperlukan untuk menaikkan suhu yang ditentukan, yaitu : 0

0

0



W (listrik)  Q(air)  Vxixt  m.c(T 2  T 1 )  t  t 

0,2 x 4200(100  30) 210 x 2



840 x70 420

mc (T 2  T 1 ) Vxi

 140sekon

108. UMPTN 1991 Rayon C 0 Suatu kumparan yang berhambatan 12 ohm dimasukkan dalam 4 kg air 100 C. Jika kalor uap air 2,2 x10 6 kJ / kg , ujung-ujung kumparan dipasang pada beda potensial 220 volt , maka waktu yang diperlukan untuk menguapkan air tersebut 0 pada 100 C adalah …menit A. 20 B. 36,3 C. 40 D. 60 E. 66,7 Jawab : B 0 6 R  12 : m(air )  4kg : T  100 C : L(uap)  2,2 x10 J/kg : V  220V : t  ... ? V 2

m(air ) xL(uap ) xR

xt  m(air ) L(uap)  t  R  t  2182sekon  36,3menit

2

V



4 x 2,2 x10 6 x12 220

2

109. UMPTN 1995 Rayon C kode 24 0 Seseorang bermaksud mendidihkan 1,2 kg air dari 28 C dalam suatu panci 0 berkapasitas kalor 50 kalori/ C dengan menggunakan kompor listrik 500 watt , 220 volt . Waktu yang diperlukan untuk maksud ini adalah …menit A. 3,0 B. 7,5 C. 8,0 D. 12,0 E. 12,5 Jawab : E Energi listrik kompor listrik sebanding dengan kalor yang diterima air dan panci 0 0 0 0 m  1, 2kg(air) : T 1  28 C : T 2  100 C : C  50kal/ C : c  4200 J/kg C 1kal  4, 2J : P  500watt : V  220 volt : t  ... ? maka : W  P.t  Q  Q(air)  Q (panci)  P.t  mc (T 2  T 1 )  C (T 2  T 1 ) t 

mc(T 2  T 1 )  C (T 2  T 1 )

P  t  756sekon  12,6menit



1,2 x 4200(100  28)  50 x 4, 2(100  28) 500



110. UMPTN 2000 Rayon A kode 26 Sebuah pemanas listrik yang hambatannya 5Ω menggunakan sumber tegangan 50volt. Pemanas digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari 0 0 C hingga 50 0 C . Jika 70% kalor yang dihasilkan pemanas diambil air, maka waktu yang diperlukan adalah …menit A. 5 B. 10 C. 15 D. 20 E. 25 Jawab : B T 1  0 0 C : T 2  50 0 C : R  5 : V  50volt V  1liter  1dm 3  10 -3 m 3  1kg : Q  70%Wlistrik ; t  ... ? 2

Q  70%Wlistrik  mcT  0,7( t 

(1)( 4200)(50)(5) 0,7(50)

2

V

R

t )  t 

mcTR

0,7V 2

 600detik  10menit

111. UMPTN 1991 Rayon B Sebuah alat pemanas air yang hambatannya 50 ohm dan dialiri arus listrik 1 A, 0 digunakan untuk memanaskan 1 liter air bersuhu 25 C selama 10 menit. Jika 0 dianggap hanya air yang menerima kalor, maka suhu air menjadi … C ( 1 kalori =4,2 joule) A. 97 B. 47 C. 34,2 D. 32,2 E. 7,2 Jawab : D R  50 : I  1 A : V  1liter  1kg : T 1  250 C : t  10menit : T 2  ... ? 1 kal  4,2J : c  4200 J/kg C  I R.t  m.c.(T 2  T 1 ) 0

2

12 x50 x10 x 60  1 x 4200(T 2  25)  30000  4200(T 2  25)  T 2  32,14 0 C 112. UMPTN 1992 Rayon C Elemen pemanas sebuah kompor listrik 110 V mempunyai hambatan 20 ohm. 0 Jika kompor ini digunakan untuk memanaskan 1 kg air bersuhu 10 C selama 10 menit dan dipasang pada tegangan 110 V , maka suhu akhir air (kalor jenis air 0 0 4200 J/kg C) adalah … C A. 45,3 B. 62,5 C. 70,5 D. 96,4 E. 98,4 Jawab : D



V  110volt : R  20 : m  1kg : T 1  10 0 C : t  10menit : T 2  ... ?

1kal  4, 2J : c  4200 J/kg C  0

110 2 20

V 2 R

.t  m.c.(T 2  T 1 )

10 x60  1 x4200(T 2  10)  (T 2  10)  86,4  T 2  96,4 C 0

113. UMPTN 1993 Rayon A Dua alat pemanas apabila dipergunakan secara sendiri-sendiri akan membutuh kan waktu masing-masing 15 dan 10 menit untuk mendidihkan air satu panci. Apabila keduanya dihubungkan seri, dengan sumber ggl yang tetap seperti semula, maka air satu panci akan mendidih dalam waktu …menit A. 15 B. 20 C. 25 D. 30 E. 45 Jawab : C Pada t 1  15menit adalah : P1 .t 1  Q  R

R

R R

V 2 R1



Q t 1

 R1  t 1

V 2 Q

persamaan (1)

t 1  15menit t 1  10menit PS  ... ?

Pada t 2  10menit adalah : 2

P2 .t 2  Q 

V

R2



Q t 2

2

 R2  t 2

R1

t 2 t 1

R2  R1

 R2  R1

t 2

10

2

15

PS .t S  Q 

Q

V 2



R S

R1  R2  t S

Persamaan (1) dan (2), maka



V

Q t 2

 R S  t S

V 2 Q

2

persamaan(2)

R2

Pada rangkaian seri juga menghasilkan :

t 1

 R2  R1 3

V

Q

: persamaan(3)

Persamaan (1) dan (3), maka : R1 t R  R2 t 1  1  t S  1 R1  R 2 t S R1

 t S 

R1  2 3 R1 R1

5 15  x15  25 menit 3



114. UMPTN 1993 Rayon C Suatu alat pemanas listrik yang hambatannya 24 ohm khusus dipakai untuk beda potensial 120 volt . Bila alat tersebut digunakan untuk memanaskan 10 kg air 0 0 sehingga temperature naik dari 25 C menjadi 45 C, waktu yang dibutuhkan (1kalori =4,2 joule) adalah …detik A. 500 B. 700 C. 900 D. 1400 E. 1900 Jawab : D V  120volt : R  24 : m  10kg (air) : T 1  25 0 C : T 2  45 0 C c  4200 J/kg C : t  ... ? maka : W  Q 0

t 

m.c.(T 2  T 1 ) R 2

V



10 x 4200(45  25)24 120

2

 1400 0 C

115. UMPTN 2000 Rayon C kode 22 Air mengalir masuk melalui A pada suhu t 0  15 0 C . A t 0

A. 15,7 Jawab : B

Kuat aliran tersebut 50gram/s. Jika hambatan R adalah 10 ohm, arus listrik (tetap) yang melaluinya t R adalah 10 ampere dan 1 kalori = 4,2 joule, maka suhu B 0 t air yang meninggalkan B adalah … C B. 19,8 C. 21,3 D. 23,3 E. 25,7

T 0  15 0 C :

m t

 10g/s : R  10 : I  10 A;1kal  4,2J; T B  ... ? c  1kal/g 0 C

W  Q(air )  I 2 Rxt  mc (T B  T 0 )  I 2 R  4, 2

m t

c (T B  T 0 )

 I 2 R t   10 2 x10 1  0 T B   x   T 0   x   15  4,76  15  19,76  19,8 C 50   4,2c m   4,2 116. UMPTN 1998 Rayon C kode 52 Sebuah sel surya menerima intensitas sinar matahari sebesar 10 3 watt/m 2 . Luas sel surya itu 20cm 2 dan menghasilkan arus listrik sebesar 0,2A pada tegangan 2V. Efisiensi pengubahan energi listrik energi listrik adalah …% A. 4 B. 6 C. 10 D. 16 E. 20 Jawab : E



I  10 watt/m : A  20cm : i  0,2 A : V  2volt :   ... ? 3

2

2

energi cahaya : I  



Plistrik Pcahaya

Pcahaya

x100% 

 P  IxA  energi listrik : Plistrik  Vxi, maka :

A Vxi

2 x 0,2 x100%  3 x100%  20% IxA 10 x(20.10  4 )

117. Sipenmaru 1985 Sebuah electromotor digunakan untuk mengangkat beban bermassa 2 kg vertical ke atas ( g  9,8m / s 2 ). Bila electromotor bekerja bekerja pada tegangan10 volt dan arus arus yang mengalir 1,96 A, dalam waktu 4 detik dapat mengangkat beban tersebut setinggi 2 m, efisiensi electromotor tersebut adalah …% A. 40 B. 50 C. 75 D. 80 E. 100 Jawab : B masukan : V  10volt ; I  1,96 A; t  4sekon elektromot or    ... ? % keluaran  m  2kg : g  9,8m/s 2 : h  2m 

 Ep  mgh  2 x9,8 x 2  39,2J  W  Vit  10 x1,96 x4  78,4J

 

Ep W

x100% 

39,2 78,4

x100%  50%

118. UMPTN 2001 Rayon A kode 251 Sebuah kalkulator yang menggunakan panel surya 4 cm x 1 cm bekerja pada tegangan 3 volt dan arus 0,2mA. Jika 30% energi cahaya diubah menjadi energi listrik, maka intensitas cahaya minimal harus diterima panel surya … W/m 2 A. 1 B. 2 C. 3 D. 5 E. 8 Jawab : D P(surya); A  4cm x1cm  4cm 2 ; I  ... ? P(listrik );V  3volt; i  0,2mA :  30% 



P(listrik) P (surya)

 I 

100% 30%

x100% 

x

ixV 100% ixV x100%  I  x  IxA A

0,2.10 3 x3 4 x10

4



24 5

 4.995  5W/m 2



119. UMPTN 2001 Rayon B kode 150 Sebuah lampu 60W,110volt akan dinyalakan pada jaringan listrik 220volt dengan menggunakan transformator berefisiensi 80%. Jika I 1 dan I 2 masingmasing adalah kuat arus pada kumparan primer dan sekunder maka perbandingan I 1 dan I 2 adalah … A. 2 : 1 B. 8 : 5 C. 4 : 3 D. 3 : 4 E. 5 : 8 Jawab : E lampu  Ps  60 watt : Vs  110volt :   80% : VP  220volt  I 1 : I 2  ... ? 



Ps Pp

x100% 

I 2 Vs I1Vp

x100% 

80% 100%



I1110 I 2 220



4 5



I2 I1 2



I2 I1



8 5

120. SPMB 2003 Regional II kode 120 Sebuah kalkulator yang menggunakan panel surya 4 cm x 1 cm bekerja pada tegangan 3 volt dan arus 0,2mA. Jika 20% energi cahaya diubah menjadi energi listrik, maka intensitas cahaya minimal harus diterima panel surya … W/m 2 A. 2,5 B. 4,0 C. 5,0 D. 7,5 E. 12,5 Jawab : C 2 P(surya); A  4cm x1cm  4cm ; I  ... ?  P(listrik );V  3volt; i  0,2mA :  20% 



P(listrik) ixV 100% ixV x100%  x100% I  x  P(surya) IxA A 3

100% 0,2.10 x3 x  I   7,5W/m2 4 20% 4 x10 121. SPMB 2004 Panel surya 5 cm x 1 cm digunakan pada sebuah kalkulator yang bekerja pada tegangan 3 volt dan arus 0,2 mA. Jika panel surya mengubah 25% energi cahaya menjadi energi listrik , maka intensitas cahaya minimal yang harus diterima panel surya adalah … W / m 2 A. 2,5 B. 4,8 C. 5,6 D. 7,5 E. 12,5 Jawab : B P(surya); A  5cm x1cm  5cm 2 ; I  ... ?  P(listrik );V  3volt; i  0,2mA :  25%







P(listrik) P (surya)

 I 

100% 25%

x100% 

x

ixV 100% ixV x100%  I  x  IxA A

0,2.10 3 x3 5 x10

4



24 5

 4,8W/m 2

122. SPMB 2002 Regional I/II/III kode 121/321/721 Diketahui bahwa arus listrik searah (DC) sebesar 3 A yang mengalir melewati suatu filament pemanas mampu menghasilkan daya listrik padanya sebesar W. Kalau digunakan arus bolak balik (AC) dengan nilai puncak sebesar 3 A juga, maka besar daya listrik sekarang yang dapat dibangkitkan pada filament adalah A. W/4 B. W/2 C. 2W D. 4W E. W Jawab : B arus DC  I1  3 A  P1  I1 R  3 R  9 R  W 2

2

arus AC  I max  3 A : PAC  ....? 2

PAC

2

 I   3  9R W  I max R  I max R   eff  R     R  2 2  2   2  2

2

123. SPMB 2004 0 Ketel listrik mampu mendidihkan 3 liter air dengan suhu awal 20 C selama 10 menit. Jika tegangan yang diberikan 220 volt , maka besarnya daya yang dikonsumsikan adalah … watt A. 1342 B. 1672 C. 1834 D. 2100 E. 2455 Jawab : B Volume  3liter  3dm 3  3 x10 3 m 3 m   V  1000 x3 x10 3  3kg(bukti) t  10menit : T 1  20 C : T 2  100 C : V  220volt : P  ... ? 0

P

mc(T 2  T 1 ) t



0

3 x 4200 x (100  20) 10 x60

 1680 watt  1672 watt

124. SPMB 2002 Regional II kode 321 Alat pemanas celup yang digunakan untuk mendidihkan sejumlah air. Ketentuan alat tersebut adalah 200 W dan 220 V . Jika alat tersebut dipasang pada tegangan 110 V dan digunakan untuk mendidihkan sejumlah air yang sama waktu yang diperlukan adalah … mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


A. 2 kali lebih lama C. 4 kali lebih lama E. 6 kali lebih lama B. 3 kali lebih lama D. 5 kali lebih lama Jawab : C P1  200watt;V 1  220volt ; t 1  t ; t 2  ... ?V 2  110volt Q

V 2

t  t 

R

t 2  t (

220 110

QR 2

V

 t 1 : t 2 

1 V 1

2

:

1 V 2

 V 2 : V 1  (110) 2 : (220) 2 2

2

2

)  4t 2

125. SPMB 2004 Sebuah pompa air 220 volt , 0,5 A dapat mengalirkan air dengan kecepatan 2 m/s pada pipa yang berdiameter 4 cm. Jika pompa digunakan untuk mengisi penuh bak mandi yang berukuran 100cm x 100cm x 50,54cm, maka energi listrik yang dibutuhkan adalah … kJ A. 5 B. 11 C. 15 D. 22 E. 33 Jawab : D V  220volt : I  0,5 A : vair  2m/s : d pipa  4cm A 

 .d

2

4



3,14 x(0,04)

2

4

 0,001256 m 2

Volum  100 x100 x50,54  0,504 m 3 : t  ... ? : W  ... ? waktu yang diperlukan(ingat debit air) dan usaha yang dibutuhkan adalah : Q  vair xA  W  VI (

Volum t

t 

Volum vair xA

(air)  (listrik)W  V I . .t : maka :

Volum 0,504 )  (220)(0,5)  22,066 kJ (2)(0,001256) vair xA

126. UMPTN 1991 Rayon A 0 0 Suatu mesin carnot yang bekerja antara suhu 27 C dan 227 C digunakan untuk menggerakkan sebuah generator yang tegangan keluarannya 220 V . Jika setiap detik mesin carnot itu menyerap kalor 5500 joule, maka kuat arus keluaran maksimum generator adalah … A A. 2,75 B. 10 C. 15 D. 22 E. 25 Jawab : B Mesin carnot> T 2  270 C  300K : T 1  2270 C  500K : Q1  5500J : W  ...? mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


maka :   1 

T 2 T 1

 1

Q2 Q1



T 2 T 1



Q2 Q1

 Q2  Q1

T 2 T 1

 5500 x

300 500

 3300 J

 W  Q1  Q2  5500  3300  2200J pada generator terjadi : W (mesin karnot)  W (generator)  V  220volt ; I  ... ? W  P.t  Px1  P  VxI  I 

W V



2200 220

 10 A

127. UMPTN 1989 Rayon A 0 Sebuah ketel berdaya 3 kW dan berisi 2 liter air 20 C, dialiri arus selama 15 menit. Jika kalor jenis air

2 , 3 x 10

4 , 2 kJ / kg

0

C , kalor penguapan air

3

kJ / kg dan dinding ketel tidak menyerap kalor, maka sisa air yang berada di dalam ketel adalah … liter A. 0,8 B. 1,1 C. 1,5 D. 1,8 E. 2.0 Jawab : B P (ketel )  3kJ : V  2liter  2kg : T 1  20 0 C : T 2  100 0 C t  15menit : c(air)  4, 2kJ/kg 0 C : L(uap)  2,3 x10 3 kJ/kg : M sisa  ... ? Q  Q (air)  Q (uap)  M .c (T 2  T 1 )  M (uap) L Q  2 x 4200 x (100  20)  M (uap) x2300  672000  2300 M (uap) Kalor panas sebanding dengan usaha listrik yang diperlukan, maka : P.t  672000  2300 M (uap)  3000 x15 x60  672000  2300 M (uap) M (uap) 

2700000  672000

 881,7 kg  882kg  0,882liter 2300 M (sisa)  M (air)  M (uap)  2  0,882  1,118liter  1,1liter 128. UMPTN 1989 Rayon B 0 Ke dalam air 100 liter air yang bersuhu 6 C dialirkan arus listrik melalui kawat yang direntangkan (lihat gambar). Dinginkan air yang keluar dari kran K bersuhu 0 30 C. Kuat arus yang digunakan ternyata 2 A dan K pemanasan berlangsung selama 50 menit (bejana air dianggap tidak menyerap kalor), dan 1 joule = 0,24 kalori. Untuk maksud tersebut kita harus memasang mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


kawat yang berhambatan … ohm A. 500 B. 833 C. 1030 D. 1500 Jawab : B V  1000liter  100dm 3  100 x10 3 cm 3 : 1J  0, 24kal

E. 2300

m   xV  1 x10  10 g : T 1  6 C : T 2  30 C : I  2 A : t  50menit 6

6

0

0

W  Q(air )  0, 24W  Q(air )  0, 24( I 2 xRxt )  mc(T 2  T 1 )

 R 

mc(T 2  T 1 ) 2

0, 24 xI xt



10 5 x1 x(30  6) 2

0,24 x 2 x50 x60

 833,33  833

129. PPI 1982 Sepotong kawat dengan hambatan R. Jika dialiri sebesar I menghasilkan kalor tiap detik sebesar H . untuk arus listrik sebesar 2 I , kalor yang dihasilkan tiap detik dalam kawat adalah sebesar … H A. ¼ B. ½ C. 1 D. 2 E. 4 Jawab : E Q1  H ; R1  R; I 1  I  Q2  ... H ; R2  R; I 2  2 I Q1 Q2



I 1

2

I 2

2

I 2

 Q2  Q1 (

I 1

)  H ( 2

2 I 2 )  4 H I

130. Sipenmaru 1984 Suatu bola lampu pijar ketika dipasang ternyata warnanya merah. Setelah diteliti didapatkan bahwa pada lampu tersebut tertulis 60 W ;220 ;220V , sedangkan tegangan yang ada adalah 110 volt . Jika I adalah intensitas lampu sekarang pada jarak 2 m dan I 0 adalah intensitasnya bila tegangan listrik 220 volt , juga pada jarak 2 m dan hambatan lampu tetap, maka I : I 0 adalah … A. ½ B. ¼ C. 1/8 D. 1/16 E. 1/32 Jawab : B Intensitas cahaya berbanding lurus dengan daya cahaya juga sebanding dengan kuadrat tegangan V  110volt : V L  V 0  220volt  I : I 0  ... ? 2

I  P  V  I : I 0  V : V 0  110 : 220  1 : 4 2

2

2

2



131. PPI 1980 Faktor-faktor yang turut menentukan besar hambatan jenis suatu kawat logam adalah … 1. panjang kawat 3. luas penampang kawat 2. suhu kawat 4. bahan kawat R. A 1    A;   Jawab : 1 dan 3 benar(B)>>>   l l 132. Hambatan penghantar berbanding langsung dengan … 1. Luas penampang penghantar 3. Massa jenis penghantar penghant ar 2. Panjang penghantar 4. Hambatan jenis penghantar Ketentuan yang benar adalah … A. 1,2 dan 3 B. 1,2,3 dan 4 C. 1 dan 3 D. 2 dan 4 E. 4 saja l Jawab : D( R   ) A 133. Hambatan penghantar akan membesar menggunakan penghantar yang 1. lebih panjang 3. hambatan jenis lebih besar 2. massa jenis yang lebih besar 4. luas penampangnya lebih besar Ketentuan yang benar adalah A. 1,2 dan 3 B. 1,2,3 dan 4 C. 1 dan 3 D. 2 dan 4 E. 4 saja L Jawab : C( R   ) A 134. PPI 1981 I

I Y

X V

I V

Z V

Ketiga grafik di atas masing-masing menyatakan hubungan kuat arus I dan beda potensial V pada tiga macam beban X , Y dan Z .

Kesimpulan yang dapat diambil adalah … 1. X dan Y memenuhi hukum Ohm 2. hambatan X lebih kecil daripada hambatan Y 3. Z mungkin berupa bola lampu pijar 4. hambatan Z menurun bila lebih membesar Jawab : 1 dan 3(B)



1. I 

V R

 I 

1

V  X 

R I

2. X  tg X 

1 R

 I  XV : (Pernyataan 1 benar)

 R X  Y  tg Y 

V (pernyataan 2 salah)

I V

 RY   X   Y  R X  RY

Pernyataan (3) benar dan (4) salah Ketika lampu pijar makin panas, hambatan lampu bertambah besar. Hal ini mengakibatkan arus semakin bertambah kecil sehingga arus tidak lagi bersifat tetap tetapi selalu berubah (tidak linier) 135. Tes ITB 1975 Sebuah lampu dengan 60 W;110V dipasang pada tegangan 100 V adalah … 1. daya yang digunakan lampu 54,5 watt 2. lampu lebih redup 3. arus yang melalui lampu 0,6 A 4. hambatan lampu 201,7 ohm Jawab : 2 dan 4 (C) Pl  60watt ;V l  110volt ;V  100volt

 P  I .V  0,496 x100  49,6 , (pernyataan 1 salah)  Rl   I 

V l

2

Pl

V Rl





(110) 60

100 201,7

2

 210,67  201,7 : (pernyataan 2 benar)

 0,496  0,5 A : (pernyataan 3 salah)

 I l  0,545  0,6 A  I  0,5 A : (pernyataan 4 benar) 136. PPI 1982 Jika penghambat R dan kapasitor C dipasang parallel kemudian ujung-ujungnya kita hubungkan dengan kutub positif dan negative sebuah baterai, maka dalam keadaan stasioner … 1. R menjadi panas 3. arus di R tetap 2. C menjadi panas 4. muatan di C berubah terhadap waktu Jawab : 1 dan 3 benar(B) Kapasitor C tidak dapat mengalirkan arus listrik arus searah dan hanya mengalir pada R (resistor) sehingga R akan mengalami panas dan harga R akan tetap mhhari mhhar i smansur@ smansur@gmail . com


137. UMPTN 1990 Rayon A Besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah konduktor ditentukan … 1. besarnya hambatan 3. besarnya tegangan rangkaian 2. kerapatan electron konduktor 4. bentuk penampang konduktor Jawab : 1,2,3 benar (A) V 1 1. I   I  , (pernyataan 1 benar) R R  E .r  2. I  , (pernyataan 2 dan 3 benar) R R 0 A 4. R 



l

 R 

1

 I  A : tetapi bukan bentuk penampang

A A (pernyataan 4 salah)

138. Sipenmaru 1984 Bola lampu listrik yang dihubungkan dengan tegangan 200 V dapat memijarkan 2 filament lampu yang hambatannya 400 ohm. Luas permukaan 100 mm pada suhu 2000 K . Diketahui konstanta Stefan-Boltzman 5,67 x10 8 watt / m 2 K 4 , emisivitas sama dengan 1 1. daya listrik yang timbul 100 watt 2. daya radiasi yang timbul 90,72 watt 3. kuat arus yang lewat lampu 0,5 A 4. energi listrik timbul selama 5 menit 30000J Jawab : 1,2,3 dan 4(E) 8 2 2 4 V  200volt ; R  400; A  100mm ; T  2000 K ;  5,67 x10 watt / m K (1).P  I .V 

V 2 R



200 2 400

 100watt : (benar )

(2).P  e AT 4  1 x5,67 x10 8 x10  4 x (200) 4  90,72watt : (benar ) (3). I 

V R



200 400

 0,5 A : (benar )  (4).W  Pxt  100 x5 x60  30000 J (benar )



136. UMPTN 1993 Rayon A I (ampere) (ampere) Q(kilojoule) Bila diperhatikan table di atas, I dan Q adalah arus dan kalor yang timbul pada hambatan R 2 24 dalam satu sekon, maka … 3 54 4 96 5 150 2 1. besar R adalah 6 kilojoule 3. Q berbanding lurus dengan I 2. tegangan hambatan tetap 4. Q berbanding lurus dengan tegangan V Jawab : 1 dan 3(B) Q Q P   Q  P.t  I .V .t  I 2 R.t  R  2 t I 24000 54000 96000 150000 : : :  6kJ (pernyataan 1 benar) R1 : R2 : R3 : R4  22 32 42 52 V 1 : V 2 : V 3 : V 4  I 1 : I 2 : I 3 : I 4  2 : 3 : 4 : 5 , (pernyataan 2 salah) Q  I R.t  Q  I , ( 3 benar)  Q  2

2

V 2 R

 P  V 2 , ( 4 salah)

137. UMPTN 1997 Rayon C kode 45 Pada rangkaian di atas amperameter menunjukkan besar yang mengalir yaitu I 1 , I 2 dan I 3 , E adalah sumber ggl dan hambatan S lebih besar daripada hambatan R. Diantara pernyataan-pernyataan di bawah ini mana yang betul ?  1. I 1 lebih besar daripada I 2 I 1 E 2. I lebih besar daripada I 3

I 1 

E RP

R

I 2

3. I 1  I 2  I 3

S

I 3

4. I 2 xS  I 3 xR

: I 2 

E R

2

Jawab : 1 dan 3 benar (B) : I 3 

E S

 I 1  I 2  I 3

 I 1  I 2 : I 1  I 3  (pernyataan 1 benar dan 2 salah)  I 1  I 2  I 3  (pernyataan 3 benar)  I 2 xR  I 3 xS  (pernyataan 4 salah)



138. Sipenmaru 1984 Untuk rangkaian pada gambar di bawah ini diketahui R1  9 , R2  6 , R3  3 , dan R4  2 . Ujung ab dihubungkan pada beda potensial 20 volt ,

maka : a

1. hambatan pengganti sebesar 10 2. arus pada R4  2 adalah 1 A

R1

R 2

R3

b

R 4

3. arus pada R2  6 adalah 1/3 A 4. arus pada R3  3 adalah 1 13 A

Jawab : 1 dan 3 benar (B) a

R 4

w

R 2

x

R3

b

R 4 y

z

V wz  2 x1  2 volt  I ( R2 ) 

wxyz (paralel) : R p 

1 6

1

 

1

1 2  3

2 6 R4 ; R P (seri) : R  R 4  RP  9  1  10 kuat arus I : I  I R ( 4) 

3



V ab R



20 10

 1

 2 A

V aw  2 x9  18volt V wz R2



2 6

1

V wz

3

R3

 A  I ( R3 ) 

2

 A 3

139. SPMB 2002 Regional III kode 721 Sebuah aki dengan ggl  1  12volt dan hambatan dalam r 1  0, 2 dihubungkan seri dengan aki lain dengan ggl dan hambatan dalamnya masingmasing  2  6volt dan r 2  0,3 . Selanjutnya kedua aki dihubungkan dengan dua hambatan luar R1  3 dan R2  2,5, (lihat gambar) . ini berarti bahwa : 1. besar arus I=1A searah dengan perputaran c a b jarum jam  1 ; r  2 ; r 2 1 2. V ab  11,8volt R1

d

R 2

3. V bc  6,3volt 4. V ad  3volt

Jawab : E(1,2,3 dan 4 benar)


152 Listrik dan Magnet  1

 12volt : r 1  0,2 :  2  6volt : r 2  0,3 : R1  3 : R2  2,5, maka :

1. besar arus dalam rangkaian

  2 12  6   1 A (searah jarum jarum jam)( jam)( 1 benar) R1  R 2  r 1  r 2 3  2,5  0,2  0,3 2. V ab   1  Ir 1  12  (1 x 0,2)  11,8volt (pernyataan 2 benar) 3. V bc   1  Ir 2  6  (1 x0,3)  6,3volt (pernyataan 3 benar) 4. V ad   IR1  (1 x3)  3volt (pernyataan 3 benar) I

 1

140. UMPTN 2000 Rayon B kode 25 Sebuah rangkaian listrik seperti pada gambar,  1  6V ; r 1  0,2;  2  12V ; r 2  0,5; R  5,3   2. searah dengan arah perputaran jarum jam E 1 E 2 3. besarnya 1 ampere 4. sumber pertama memperoleh energi R 5. sumber kedua mengeluarkan energi Jawab : 1,2,3 dan 4 benar(E) r 1  0, 2 r 2  0,5  1

 6V  2  12V 5,3

  2  I ( R  r 1  r 2 )  0 6  12  I (5,3  r 1  r 2 )  0  2   1 12  6 6    1 A I  R  r 1  r 2 5,3  0,2  0,5 6  1

 1 bertanda

(+) artinya menerima energi dan

 2 bertanda

(-) artinya melepaskan energi


36. Arus Searah(2)

Recommend Documents