Materi, latihan soal, & jawaban listrik dinamis SMA

1. Rangkuman Listrik Dinamis
1. Kuat Arus
Arus listrik dapat didefinisikan sebagai aliran muatan
positif dari potensial tinggi ke potensial rendah. Arah
aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi
(berlawanan dengan arah aliran muatan positif). kuat
arus listrik adalah jumlah muatan listrik yangmelalui
penampang suatu penghantar setiap satuan waktu.
I : kuat arus listrik (A)
q : muatan listrik yang mengalir (C)
t : waktu yang diperlukan (s)
2. Hukum Ohm
Gambar 1 Grafik hubungan antara kuat arus dengan
beda potensial
Keterangan:
V : beda potensial atau tegangan (V)
I : kuat arus (A)
R : hambatan listrik (Ω)
Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Ohm, yang
berbunyi “Kuat arus yang mengalir pada suatu
penghantar sebanding dengan beda potensial antara
ujung-ujung penghantar itu dengan syarat suhunya
konstan/tetap.”
3. Hambatan Listrik
Hambatan listrik suatu kawat penghantar dipengaruhi
oleh panjang kawat (l),hambatan jenis kawat (ρ), dan
luas penampang kawat (A).
Keterangan:
R : hambatan kawat penghantar (Ω)
l : panjang kawat penghantar (m)
A : luas penampang kawat penghantar (m2
)
ρ : hambatan jenis kawat penghantar (Ωm)
4. Hukum I Khirchhoff
Arus yang masuk pada titik percabangan sama dengan
kuat arus yang keluar pada titik percabangan tersebut.
5. Hukum II Khirchhoff
Hukum II Kirchhoff atau hukum loop menyatakan
bahwa jumlah perubahan potensial yang mengelilingi
lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus
sama dengan nol.
Keterangan:
ε : ggl sumber arus (volt)
I : kuat arus (A)
R : hambatan (Ω)
Pada perumusan hukum II Kirchhoff, mengikuti
ketentuan sebagai berikut.
a. Semua hambatan (R) dihitung positif.
b. Pada arah perjalanan atau penelusuran rangkaian
tertutup (loop), jika sumber arus berawal dari kutub
negatif ke kutup positif, maka gglnya dihitung negatif.
Jika sebaliknya dari kutub positif ke kutub
negatif,maka ggl nya dihitung negatif.
c. Arus yang searah dengan penelusuran loop dihitung
positif, sedang yang berlawanan dengan arah
penelusuran dihitung negatif.
d. Jika hasil akhir perhitungan kuat arus bernilai
negatif, maka kuat arus yang sebenarnya merupakan
kebalikan dari arah yang ditetapkan.
6. Rangkaian Seri
I1 = I2 = I3=I
Vtot = V1 + V2 + V3
7. Rangkaian Paralel
8. Daya dan Energi Listrik
Besarnya energi setiap satuan waktu disebut daya
listrik.

2. Jika W = V × I × t, maka persamaan di atas dapat
ditulis
Menurut Hukum Ohm persamaan daya dapat ditulis:
Keterangan:
P : daya listrik (W)
W : energi listrik (J)
V : tegangan listrik (V)
I : kuat arus listrik (A)
R : hambatan listrik (Ω)
1 kWh didefinisikan sebagai daya sebesar 1.000 watt
yang digunakanselama 1 jam. Jadi, persamaannya
dapat ditulis sebagai berikut.
Sedangkan biaya yang harus dibayar adalah sebagai
berikut.
9. Amperemeter
dengan :
a = skala yang ditunjuk jarum
b = skala maksimum yang digunakan
c = batas ukur yang digunakan
Pengukuran kuat arus dengan amperemeter harus
dipasang secara seri.
Seperti halnya pada voltmeter, batas ukur amperemeter
juga dapat ditingkatkan. Dalam hal ini Anda harus
memasang hambatan paralel, Rsh, (disebut hambatan
shunt) dengan amperemeter.
dengan:
Rsh = hambatan shunt (paralel dengan amperemeter),
Ra = hambatan dalam amperemeter, dan
n = kelipatan batas ukur amperemeter.
10. Voltmeter
Mengukur tegangan listrik dengan voltmeter memiliki
cara pembacaan yang sama dengan amperemeter. Jika
amperemeter dipasang seri maka voltmeter harus
kalian pasang secara pararel.
Jika tegangan yang diukur oleh voltmeter melebihi
batas ukurnya, voltmeter akan rusak. Hambatan yang
dirangkai seri dengan voltmeter berfungsi untuk
membagi tegangan.
nilai hambatan yang harus dipasang seri dengan
voltmeter (disebut hambatan depan) memenuhi
persamaan :
dengan:
Rd = hambatan depan (Ω),
Rv = hambatan dalam voltmeter (Ω), dan
n = kelipatan batas ukur voltmeter.
11. GGL (Gaya Gerak Listrik)
GGL adalah beda potensial antar terminal sumber
tegangan (baterai atau generator), ketika tidak ada arus
yang mengalir pada rangkaian luar. Simbol GGL
adalah E.
Tegangan antara titik a dan b disebut tegangan
terminal Vab. Ketika baterai tidak mengeluarkan arus,
Vab = E Akan tetapi, ketika baterai mengeluarkan arus,
tegangan terminal baterai turun sebesar Ir. Jadi, Vab =
E – Ir. Tegangan terminal baterai ketika baterai
mengeluarkan arus disebut dengan tegangan jepit.
12. Ciri-Ciri Susunan Seri Elemen

3. a. GGL total sama dengan jumlah GGL dari
masing-masing elemen.
εs = ε1 + ε2 + ε3 + . . . + εn = ε + ε + ε + . . .= n.ε
b. Kuat arus listrik yang mengalir pada masing-
masing elemen.
I1 = I2 = I3 = In
c. Hambatan dalam total sama dengan hambatan
dalam dari masing-masing elemen.
rs = r1 + r2 + r3 + . . . + rn = r + r + r + . . .+ r = n.r
d. Kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R
adalah.
𝐼 =
𝜀 𝑠
𝑅 + 𝑟𝑠
=
𝑛. 𝜀
𝑅 + 𝑛. 𝑟
Ciri-Ciri Susunan Paralel Elemen
a. GGL total sama dengan GGL salah satu elemen.
εp = ε
b. Hambatan dalam sama dengan hambatan dalam
salah satu elemen dibagi dengan banyaknya
elemen.
rp =
𝑟
𝑛
c. Kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan R
adalah.
𝐼 =
𝜀 𝑝
𝑅 + 𝑟𝑝
=
𝜀
𝑅 +
𝑟
𝑛
Latihan Soal Listrik Dinamis
1. Resistensi kawat jaringan listrik akan meningkat
pada siang hari yang terik, sebab
1) Kawat menjadi lebih panjang (benar)
2) Arus listrik menurun pada siang hari (salah)
3) Hambatan jenis kawat meningkat (benar)
4) Luas penampang lintang kawat membesar.
(salah)
2. Sebuah amperemeter mempunyai hambatan 18
ohm dan berdaya ukur 10 mA. Agar daya ukur
meningkat menjadi 100 mA. Maka harus dipasang
hambatan . . .
A. 0,8 ohm seri dengan amperemeter
B. 0,8 ohm paralel dengan amperemeter
C. 2,0 ohm seri dengan amperemeter
D. 2,0 ohm paralel dengan amperemeter
E. 8,0 ohm seri dengan amperemeter
3. Seekor ular yang panjangnya 2,5 cm bergerak
searah dengan gerak aliran elektron pada sebatang
kawat tembaga berdiameter 2 mm yang membawa
arus 8 A. Jika hambatan kawat 1,6 × 10-8
Ωm,
maka beda potensial antara kepala dan ekor ulat
adalah . . .
A. 1 × 10-3
V D. 4 × 10-3
V
B. 2 × 10-3
V E. 5 × 10-3
V
C. 3 × 10-3
V
4. Sebuah pengiring rambut dengan daya 1100 watt
dihubungkan pada tegangan 220 V. Arus listrik
yang mengalir pada pengering dan besar
hambatan pengering berturut-turut adalah . . .
A. 5,0 A dan 44 ohm
B. 5,0 A dan 22 ohm
C. 5,0 A dan 11 ohm
D. 0,2 A dan 88 ohm
E. 0,2 A dan 220 ohm
5. Arus listrik dalam suatu kawat penghantar sama
dengan arah gerak elektron dalam penghantar
tersebut. (Salah)
SEBAB
Arus listrik dalam suatu kawat penghantar
mengalir dari potensial tinnggi ke rendah. (Benar)
6. Instalasi listrik di rumah memiliki tegangan
sambungan 220 V dan arus maksimum 1 A.
Banyaknya lampu 20 W yang dapat dipasang
dalam rumah itu adalah . . .
A. 5 buah D. 11 buah
B. 7 buah E. 22 buah
C. 9 buah
7. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!
Besar kuat arus total yang mengalir dalam
rangkaian adalah . . .
A. 0,25 A D. 1,5 A
B. 0,5 A E. 2,0 A
C. 1,0 A
8. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini!
Besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian
adalah . . . .
A. 5/3 A D. 13/3 A
B. 8/3 A E. 14/3 A
C. 11/3 A

4. 9. Sebuah rangkaian listrik terdiri dari empat
hambatan masing-masing R1 = 12 Ω, R2 = 12 Ω,
R3 = 3 Ω, dan R4 = 6 Ω dirangkai dengan E1 = 6
V, E2 = 12 V seperti gambar berikut.
Arus listrik yang mengalir adalah . . .
A. 0,4 A. D. 0,10 A
B. 0,6 A E. 0,14 A
C. 0,8 A
10. Untuk mengetahui nilai hambatan (R) suatu
komponen kumparan, digunakan rangkaian
seperti gambar.
Nilai hambatan R adalah . . .
A. 4 Ω D. 9,5 Ω
B. 6,5 Ω E. 12,0 Ω
C. 8,0 Ω
11. Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada
gambar!
Besar kuat arus I1 adalah . . .
A. 0,25 A. D. 0,45 A
B. 0,30 A E. 0,50 A
C. 0,36 A
12. Perhatikan rangkaian di bawah ini.
Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-
masing 0,5 Ω, besar kuat arus yang melalui
rangkaian tersebut adalah . . .
A. 0,5 A D. 4,5 A
B. 1,5 A E. 5,4 A
C. 1,8 A
13. Sebuah pemanas listrik yang hambatannya 5 Ω
menggunakan sumber tegangan 50 V. Pemanas
digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari 0o
C
hingga 50o
C. Jika 70% kalor yang dihasilkan
pemanas maka waktu yang diperlukan untuk
memanaskan air adalah . . .
A. 5 menit D. 20 menit
B. 10 menit E. 25 menit
C. 15 menit
14. Pesawat TV dinyalakan rata-rata 6 jam per hari,
pesawat TV tersebut dihubungkan pada tegangan
220 volt dan menarik arus 2,5 A. Jika harga
energi listrik Rp. 150,00/kwh maka biaya listrik
untuk pemakaian TV selama satu bulan (30 hari)
adalah . . .
A. Rp. 24.750, 00 D. Rp. 9.900, 00
B. Rp. 19.800, 00 E. Rp. 4.950, 00
C. Rp. 14.850, 00
15. Empat buah hambatan yang identik, masing-
masing dengan GGL 2 volt disusun paralel,
kemudian kedua ujungnya saling dihubungkan
dengan sutas kawat yang hambatannya 3,95 Ω.
Jika kuat arus yang mengalir pada kawat 0,5
ampere, maka hambatan dalam masing-masing
elemen adalah . . .
A. 0,0125 ohm
B. 0,05 ohm
C. 0,1 ohm
D. 0,2 ohm
E. 12,5 ohm
16. Sebuah aki mempunyai ggl 12 volt dan hambatan
sebesar 0,1 ohm. Jika aki diisi dengan arus 10 A
maka tegangan antara kedua terminal nya adalah .
. .
A. 14 V. D. 11V
B. 13 V E. 10 V
C. 12 V