Dokumen tersebut berisi soal-soal dan jawaban mengenai arus, tegangan, energi dan daya serta hukum-hukum rangkaian, metode analisis rangkaian dan teorema rangkaian. Soal-soal tersebut merupakan catatan mata kuliah Rangkaian Listrik I di Politeknik Negeri Samarinda.

1. POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Mata Kuliah : Rangkaian Listrik I
Kelas : A
Dosen : Khairuddin Karim, S.T., M.T.
Semester : Ganjil 2015/2016
Catatan : Dikumpulkan pada saat Ujian Final (April 2016)
SOAL & JAWABAN
ARUS, TEGANGAN, ENERGI DAN DAYA
1. Jika tegangan pada elemen adalah 8 V dan arus yang melewati terminal positifnya seperti diperlihatkan pada
grafik disamping. Tentukan daya yang diserap elemen pada saat:
a. t = 4 s
b. t = 10 s
Jawaban:
a) Pada t = 4 s
 Mencari daya serap elemen pada t = 4 s
b) Pada t = 10 s
 Mencari daya serap elemen pada t = 10 s
2. Tentukan muatan total pada soal nomor 1 diatas!

2. Jawaban:
a) Mencari q1 pada t = 4 s
coulomb
a) Mencari q2 pada t = 10 s
coulomb
3. Tentukan daya pada rangkaian tersebut, apakah sumber tegangan mengirimkan atau menyerap daya!
Jawaban:
Sumber tegangan tersebut menyerap daya, dikarenakan arus positif masuk terminal positif sumber tegangan.
4. Tentukan daya pada rangkaian tersebut, apakah sumber tegangan mengirimkan atau menyerap daya!

3. Jawaban:
Sumber tegangan tersebut menyerap daya, dikarenakan arus positif masuk terminal positif sumber tegangan.
5. Tentukan daya pada rangkaian tersebut, apakah sumber tegangan mengirimkan atau menyerap daya!
Jawaban:
Sumber tegangan tersebut mengirimkan daya, dikarenakan arus positif meninggalkan terminal positif sumber
tegangan.
6. Jika diketahui muatan q = 12t Coulomb, tentukan i !
Jawaban:
7. Diketahui kurva arus terhadap waktu, tentukan muatan total yang masuk pada elemen!

4. Jawaban:
8. Tentukan muatan dalam satuan waktu jika arus Ampere, t ≥ 0 saat q(0) = 0 !
Jawaban:
Maka
→
∫ ) dt
9. Arus sebesar 5 µA melalui suatu kawat.
a. Berapa banyak muatan yang melalui kawat dalam 10 detik?
b. Berapa banyak muatan yang melalui kawat dalam satu tahun?
Jawaban:
a).
b).

5. 10. Muatan 5 kC melewati suatu elemen dan energi yang diberikan 20 MJ. Tentukan tegangan yang melintasi
elemen tersebut!
Jawaban:
11. Arus yang mengalir 2 A pada suatu elemen . Energi untuk memindahkan arus selama 1 s adalah 10 J. Tentukan
tegangan yang melintasi elemen tersebut!
Jawaban:
12. Sebuah arus 10 A dikirimkan ke elemen selama 5 s. Tentukan energi yang diperlukan untuk menghasilkan 10 V!
Jawaban:
13. Sebuah lampu dihubungkan batere 12 V menghasilkan arus sebesar 0,5 A. Tentujan energi selama 2 s!
Jawaban:

6. 14. Jika V = 4 Volt dan i = 10 A. Tentukan:
a. Daya yang diserap atau dikirmkan
b. Energi diserap atau dikirimkan selama 10 s
Jawaban:
a) Daya serap elemen:
b) Energi serap elemen pada saat t = 10s :
15. Jika V = -4 Volt dan i =10 A. Tentukan daya diserap atau dikirimkan!
Jawaban:
 Daya serap sumber tegangan:
16. Jika V = 4 Volt dan i = -10 A. Tentukan daya diserap atau dikirimkan!

7. Jawaban:
 Daya serap sumber tegangan:
17. Jika V = -4 Volt dan I = -10 A. Tentukan daya diserap atau dikirimkan!
Jawaban:
 Daya serap elemen:
18. Sebuah kawat dilalui arus 10 mA. Berapa banyak muatan pada kawat tersebut selama 20 s?
Jawaban:
19. Tentukan:
a. Muatan total antara 4 - 9 s
b. Muatan saat t = 8 s
c. Arus saat t = 1 s, 5 s, dan 8 s
Jawaban:
Soal kurang jelas
20. Berapa arus dihasilkan batere mobil, jika energi yang disuplai 2 x 106 Joule selama 10 jam (standar baterei mobil
12 V)?
Jawaban:

8. 21. Tentukan:
a. Daya diserap atau dikirim
b. Nilai daya jika V = 10 Volt dan i = 12 mA
Jawaban:
a) Daya serap sumber tegangan (tegangan menerima energi)
b) Nilai daya:
22. Arus 6 A, tentukan V jika elemen menyerap daya P = 18 W!
Jawaban:
23. Jika arus 6 A, tentukan V jika elemen mengirimkan daya P = 18 W!

9. Jawaban:
24. Tentukan daya pada rangkaian berikut!
Jawaban:
25. Tentukan daya pada rangkaian berikut!
Jawaban:
26. Tentukan daya pada rangkaian berikut!
Jawaban:

10. 27. Tentukan daya pada rangkaian berikut
Jawaban:
28. Tentukan daya yang diserap oleh tiap elemen pada rangkaian berikut
Jawaban:




11. HUKUM-HUKUM RANGKAIAN
1. Tentukan nilai arus i jika diberikan sumber tegangan DC 10 V !
Jawaban:
2. Tentukan nilai i !
Jawaban:
Maka,

12. 3. Tentukan nilai arus i !
Jawaban:
,
4. Jika pada suatu rangkaian diberikan tegangan 10 V maka timbul arus sebesar 2 A, maka berapa arus yang
muncul jika tegangan yang diberikan pada rangkaian tersebut sebesar 15 V?
Jawaban:
5. Pada suatu rangkaian yang tidak diketahui nilai resistansinya, daya pada rangkaian tersebut yang terukur dengan
wattmeter sebesar 250 W dengan tegangan terpasang 50 V, tentukan nilai resistansinya!
Jawaban:

13. 6. Nilai suatu rangkaian seri jika diberikan sumber tegangan 8 V akan menghasilkan
arus sebesar 2 A, tentukan nilai arus rangkaian paralel dengan daya yang sama saat rangkaian dihubung seri!
Jawaban:
Soal kurang jelas
7. Jika suatu nilai kapasitor yang terdiri dari 10pF, 12x10-6 µF, dan 0,008nF, jika dihubungkan paralel maka berapa
nilai kapasitor totalnya?
Jawaban:
8. Jika diberikan sumber tegangan sebesar 10 V dan nilai resistor masing-masing 5Ω seri dengan 10Ω kemudian
paralel dengan 15Ω lalu diserikan lagi dengan paralel antara 5Ω dan 5Ω, maka tentukan arus yang dihasilkan.
Jawaban:
Sehingga:

14. 9. Tentukan tahanan totalnya
Jawaban:
Ω
10. Tentukan Cek !
Jawaban:

15. 11. Tentukan arus pada Amperemeter:
Jawaban:
12. Tentukan V1 pada rangkaian berikut :
Jawaban:
∑
13. Tentukan V1 pada rangkaian berikut :

16. Jawaban:
∑
14. Tentukan V1 pada rangkaian berikut :
Jawaban:
∑
15. Tentukan arus i dan Vab pada rangkaian berikut :
Jawaban:
 → →

17. →
 → →
→
16. Tentukan Rek dan i pada rangkaian berikut :
Jawaban:
Maka,
17. Tentukan Rtot pada rangkaian berikut :

18. Jawaban:
Maka,

19. METODA ANALISIS RANGKAIAN
1. Tentukan arus i dengan analisis node !
Jawaban:
 Tinjauan node voltage V1
∑i – 2i – i3 – i = 0
3i – i3 = -15
........................................................................ (1)
 Tinjauan node voltage V2
KCL:
∑i i – i1 – i2 = 0
2i = i1 + i2
i =
7V2 – 4V1 = 24(V1/2)
7V2 – 4V1 – 12V1 = 0

20. 7V2 – 16V1 = 0 ........................................................................ (2)
V2 = 16V1/7
Masukan ke Pers. 1
11V1 – 2V2 = 90
11V1 – 2(16V1/7) = 90
11V1 – 32 V1 / 7 = 90
77V1 – 32 V1 = 90
45 V1 = 630
V1 = 14V
i = V1/2
i = 14/2
i = 7 A
2. Tentukan tegangan v dengan analisis node !
Jawaban:
 Tinjauan Node Voltage V1
KCL :
∑i = 0 → 2A = i1 + i2
........................................................................ (1)
 Tinjauan Node Voltage V2
KCL :
∑i = 0 → A = I1 + i2

21. V =
Masukan ke Pers. 1
........................................................................ (2)
Subtitusikan
V =
V =
V = V

22. 3. Tentukan tegangan v dengan analisis node !
Jawaban:
 Tinjauan Node Voltage V1
KCL :
∑i i i
........................................................................ (1)
 Tinjauan Node Voltage V2
KCL :
∑i i i i
I1 + i2 + i3 = 3V
...................... (2)
 Tinjauan Node Voltage V4
KCL :
∑i i i

23. Masukan ke Pers. 2
V2 = 40V/11
V1 = 12V + 4(40V/11)
V1 = 12V + 160V/11
Masukan ke Pers. 1
V = 0.1176 V
4. Tentukan i dengan analisis mesh !
Jawaban:
 Tinjauan Loop I1
.................................................. (1)

24.  Tinjauan Loop I2
....................................... (2)
 Tinjauan Loop I3
3i3 + 6 = 0
= .............................................................................. (3)
Masukan ke Pers. 1
..................................................... (4)
Masukan ke Pers. 2
......................................................... (5)
Masukan ke Pers. 4
0

25. Dan
8. Tentukan tegangan V dengan metoda node :
Jawaban:
 Tentukan node referensinya/ground
 Tentukan node voltage
Tinjau node voltage Va:
∑i = 0
Tinjau node voltage Vb:
∑i = 0

26. Substitusikan per (1) dan per (2)
3Va – Vb = 128
-3Va + 7Vb = 144
6Vb = 272
Vb =
Substitusikan nilai Vb ke persamaan (1)
3Va – Vb = 128
3Va – 45,33 = 128
3Va = 128 + 45,33 = 173,33
Va =
9. Tentukan arus i dengan metoda node :
Jawaban:
 Tentukan node referensinya / ground
 Tentukan node voltage
 Jumlah N = 3, jumlah persamaan (N-1 ) = 2

Tinjau node voltage V1
∑1 = 0 6 – 5 = i1 – i2 = 0
i1 + i2 = 1

27. ∑1 = 0 5 - i1 – i2 = 0
i1 + i2 = 5
Selesaikan dengan cara substitusi
3V1 – V2 = 8
3V1 + 5V2 = 120
4V2 = 128
V2 = 32
V2 dimasukkan ke persamaan
3V1 – V2 = 8
3V1 – V2 = 8
3V1 = 32 – 8 = 24
V1 = 8

28. TEOREMA RANGKAIAN
1. Tentukan tegangan V dengan superposisi :
Jawaban:
Persamaan 1.
Pada saat 6V aktif. 18 V short circuit & 2 A open Circuit.
I pada 3 Ω dimisalkan = X.
Maka didapat persamaan.
Rtotal = Rt + R 3 Ω
Rtotal = 1.5 + 3 =4.5 Ω
I pada 3 Ω =
Persamaan 2.
Pada saat 18V aktif. 6 V short circuit & 2 A open Circuit.
I pada 3 Ω dimisalkan = X.
Maka didapat persamaan.

29. Rtotal = Rt + R Ω
Rtotal = 6/5 + 6 =36/5 Ω
I pada 3 Ω =
Persamaan 3.
Pada saat 2 A aktif. 6 V & 18 V short circuit.
I pada 3 Ω dimisalkan = X.
Maka didapat persamaan.
Didapat i rangkaian seri. Sehingga didapat arus i = 2A
Sehingga i = i1 + i2 + i3 = 1.33 + 2.5 + 2 = 5.88 A
Sehingga nilai V pada r 3Ω = 5.88 A
2. Tentukan arus i dengan superposisi :
Jawaban:
Persamaan 1
Pada saat Sumber Arus 7 A dan 4 A di open circuitkan,
Maka didapat nilai i = 2/3
Persamaan 2
Pada saat Sumber Arus 4 A dan 7 A di open circuitkan,
Maka didapat nilai i = 1/6
Maka didapat nilai i = i1 + i2 =

30. 3. Tentukan arus i dengan superposisi :
Jawaban:
Persamaan 1.
Pada saat Vs = 17 V diaktifkan, Sumber tegangan 6V di close circuitkan dan sumber arus
di open circuitan.
Sehingga:
Persamaan 2.
Pada saat Vs = 6 V diaktifkan, Sumber tegangan 17 V di close circuitkan dan sumber arus
di open circuitan.
Persamaan 3.
Pada saat A = 2 A diaktifkan, Sumber tegangan 17 V dan 6 V di close circuitkan.

31. 4. Tentukan arus i dengan superposisi :
Jawaban:
Persamaan 1
Pada saat Sumber arus 6 A diaktifkan dan sumber tegangan 24 V diclose circuit kan maka didapat
arus akan melewati maka didapat i yang melewati sumber 24 akan sama dengan sumber arus yaitu
6A.
Persamaan 2
Pada saat sumber tegangan 24 V diaktifkan dan sumber arus 6 A di open circuitkan maka didapat
nilai
Maka nilai i = V/Rt = 24 V/24Ω = 1A +6A = 7A

32. 5. Tentukan tegangan V dengan superposisi :
Jawaban:
Pada persamaan 1
Pada sumber arus 2A diaktifkan, Sumber arus 3 A & 7A di open circuitkan.
Maka didapat I = 4/5 X 2A = 1.6 A.
Pada Persamaan 2
Pada sumber arus 3A diaktifkan, Sumber arus 2A & 7A diopen circuitkan.
Maka didapatkan I = pada rangkaian seri maka I sama dengan sumber arus yaitu I = 3A.
Pada Persamaan 3
Padas umber arus 7A diaktifkan. Sumber arus 2A & 3A diopen circuitkan.
Maka didapatkan I = 2/5 X 7A = -2.8 A
Maka nilai I yang melewati pada R 4 = 1.6 + 3 - 2.8 = 1.8 A
Maka nilai V = I X R = 1.8 A X 4 = 7.2 Vdc.
6. Tentukan arus i dengan superposisi :
Jawaban:
Pada Persamaan 1.
Sumber Tegangan 6V diaktifkan, sumber arus di open circuit kan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 6 Ω.
I = V/R
I = 6/9 A
Pada Persamaan 2

33. Sumber arus 2A diaktifkan, sumber tegangan 6 V di Short circuitkan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 6 Ω.
I = 1/3 X 2A
I = 2/3 A
Maka nilai I yang mengalir pada Resistan 6Ω = 6/9A + 2/3A = 12/9 A
7. Tentukan arus i dengan superposisi :
Jawaban:
Pada Persamaan 1.
Sumber Tegangan 5 V diaktifkan, sumber tegangan di short circuit kan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 5 Ω.
I = V/Rtotal
Rtotal = 5 Ω +
I = 5/17 A
Pada Persamaan 2
Sumber Tegangan 3V diaktifkan, sumber tegangan 5 V di Short circuitkan. Maka didapat nilai arus
yang mengalir pada resistan 5 Ω.
Rtotal = 30 Ω +
-I= A
Maka nilai I yang mengalir pada Resistan 5 Ω =
8. Tentukan tegangan V dengan superposisi :
Jawaban:
Pada Persamaan 1.

34. Sumber Tegangan 4 V diaktifkan, sumber tegangan di short circuit kan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 3 Ω.
I = V/Rtotal
Rtotal = 3 Ω +
I = 4/4 = 1 A.
Pada Persamaan 2
Sumber Tegangan 8 V diaktifkan, sumber tegangan 5 V di Short circuitkan. Maka didapat nilai arus
yang mengalir pada resistan 5 Ω.
Rtotal = 2 Ω +
-I= A
-I pada 3Ω = A
Maka nilai I yang mengalir pada Resistan 3 Ω =
9. Tentukan tegangan V dengan superposisi :
Jawaban:
Nilai V pada resistant 20 Ω
V=i X R
Mencari nilai I pada resistant 20 Ω
Pada Persamaan 1.
Sumber Arus 9 A diaktifkan, sumber arus 6A di open circuit kan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 20 Ω.
Rtotal =
Maka nilai i yang terdapat pada resistant 20
I =
Pada Persamaan 2.

35. Sumber Arus 6 A diaktifkan, sumber arus 9A di open circuit kan. Maka didapat nilai arus yang
mengalir pada resistan 20 Ω.
Rtotal =
Maka nilai i yang terdapat pada resistant 20
I =
Maka itotal= 2A + 3A = 5A
Sehingga nilai tegangan pada resistant 20 Ω = 5A
10. Tentukan i dengan superposisi :
Jawaban:
Persamaan 1:
Dimana Sumber tegangan 12V diaktifkan, sumber arus 3mA dan 9mA di open circuitkan.
Sehingga didaptkan rangkaian sering dengan nilai I =V/Rtotal
Persamaan 2:
Dimana Sumber arus 3mA diaktifkan, Sumber tegangan 12 V dan sumber 9mA di open circuitkan.
Persamaan 3:
Dimana Sumber arus 9mA diaktifkan, Sumber tegangan 12 V dan sumber 3mA di open circuitkan.
Sehingga Itotal=