--> -->

Fisika

Pertanyaan

Pembahasan rumus 5/6 . R dari rangkaian listrik pada kubus !

1 Jawaban

  • HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.S Iin = IoutHUKUM KIRCHOFF II : dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (e) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.Se = S IR = 0ALAT UKUR LISTRIK TERDIRI DARI1. JEMBATAN WHEATSTONE digunakan untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara mengusahakan arus yang mengalir pada galvanometer = nol (karena potensial di ujung-ujung galvanometer sama besar). Jadi berlaku rumus perkalian silang hambatan :R1 R3 = R2 Rx2. AMPERMETER untuk memperbesar batas ukur ampermeter dapat digunakanhambatan Shunt (Rs) yang dipasang sejajar/paralel pada suatu rangkaian.Rs = rd 1/(n-1) n = pembesaran pengukuran3. VOLTMETERuntuk memperbesar batas ukur voltmeter dapat digunakanhambatan multiplier (R-) yang dipasang seri pada suatu rangkaian. Dalam hal ini R. harus dipasang di depan voltmeter dipandang dari datangnya arus listrik.Rm = (n-1) rdn = pembesaran pengukuranTEGANGAN JEPIT (V.b) :adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber atau antara dua titik yang diukur.1. Bila batere mengalirkan arus maka tegangan jepitnya adalah:Vab = e - I rd2. Bila batere menerima arus maka tegangan jepitnya adalah: Vab = e + I rd3. Bila batere tidak mengalirkan atau tidak menerima arus maka     tegangan jepitnya adalah . Vab = e Dalam menyelesaian soal rangkaian listrik, perlu diperhatikan :1. Hambatan R yang dialiri arus listrik. Hambatan R diabaikan jika tidak     dilalui arus listrik.2. Hambatan R umumnya tetap, sehingga lebih cepat menggunakan     rumus yang berhubungan dengan hambatan R tersebut.3. Rumus yang sering digunakan: hukum Ohm, hukum Kirchoff, sifat     rangkaian, energi dan daya listrik.Contoh 1 :Untuk rangkaian seperti pada gambar, bila saklar S1 dan S2ditutup maka hitunglah penunjukkan jarum voltmeter !Jawab :Karena saklar S1 dan S2 ditutup maka R1, R2, dan R3 dilalui arus listrik, sehingga : 1    =  1  +  1 Rp       R2    R3 Rp = R2 R3 = 2W       R2 + R1V = I R = I (R1 + Rp)I = 24/(3+2) = 4.8 AVoltmeter mengukur tegangan di R2 di R3, dan di gabungkan R2// R3, jadi :V = I2 R2 = I3 R3 = I RpV = I Rp = 0,8 VContoh 2:Pada lampu A dan B masing-masing tertulis 100 watt, 100 volt. Mula-mula lampu A den B dihubungkan seri dan dipasang pada tegangan 100 volt, kemudian kedua lampu dihubungkan paralel dan dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan perbandingan daya yang dipakai pada hubungan paralel terhadap seri !Hambatan lampu dapat dihitung dari data yang tertulis dilampu :RA = RB = V²/P = 100²/100 = 100 WUntuk lampu seri : RS = RA + RB = 200 WUntuk lampu paralel : Rp = RA × RB = 50 W                                    RA + RBKarena tegangan yang terpasang pada masing-masing rangkaian sama maka gunakan rumus : P = V²/RJadi perbandingan daya paralel terhadap seri adalah :Pp = V² : V² = Rs = 4Ps    Rp    Rs    Rp    1Contoh 3:Dua buah batere ujung-ujungnya yang sejenis dihubungkan, sehingga membentuik hubungan paralel. Masing-masing batere memiliki GGL 1,5 V; 0,3 ohm dan 1 V; 0,3 ohm.Hitunglah tegangan bersama kedua batere tersebut !Jawab :Tentakan arah loop dan arah arus listrik (lihat gambar), dan terapkan hukum Kirchoff II,Se + S I R = 0 e1 + e2 = I (r1 + r2)I = (1,5 - 1) = 5  A    0,3 + 0,3    6Tegangan bersama kedua batere adalah tegangan jepit a - b, jadi :Vab = e1 - I r1 = 1,5 - 0,3 5/6 = 1,25 V1= e2 + I R2 = 1 + 0,3 5/6 = 1,25 VContoh 4:Sebuah sumber dengan ggl = E den hambatan dalam r dihubungkan ke sebuah potensiometer yang hambatannya R. Buktikan bahwa daya disipasi pada potensiometer mencapai maksimum jika R = r.Jawab :Dari Hukum Ohm : I = V/R =       e                                         R+rDaya disipasi pada R : P = I²R =       e  ²R                                             (R+r)²Agar P maks maka turunan pertama dari P harus nol: dP/dR = 0 (diferensial parsial)Jadi e² (R+r)² - E² R.2(R+r) = 0               (R+r)4e² (R+r)² = e² 2R (R+r) Þ R + r = 2R                                        R = r (terbukti) HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.S Iin = IoutHUKUM KIRCHOFF II : dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (e) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.Se = S IR = 0ALAT UKUR LISTRIK TERDIRI DARI1. JEMBATAN WHEATSTONE digunakan untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara mengusahakan arus yang mengalir pada galvanometer = nol (karena potensial di ujung-ujung galvanometer sama besar). Jadi berlaku rumus perkalian silang hambatan :R1 R3 = R2 Rx2. AMPERMETER untuk memperbesar batas ukur ampermeter dapat digunakanhambatan Shunt (Rs) yang dipasang sejajar/paralel pada suatu rangkaian.Rs = rd 1/(n-1) n = pembesaran pengukuran3. VOLTMETERuntuk memperbesar batas ukur voltmeter dapat digunakanhambatan multiplier (R-) yang dipasang seri pada suatu rangkaian. Dalam hal ini R. harus dipasang di depan voltmeter dipandang dari datangnya arus listrik.Rm = (n-1) rdn = pembesaran pengukuranTEGANGAN JEPIT (V.b) :adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber atau antara dua titik yang diukur.1. Bila batere mengalirkan arus maka tegangan jepitnya adalah:Vab = e - I rd2. Bila batere menerima arus maka tegangan jepitnya adalah: Vab = e + I rd3. Bila batere tidak mengalirkan atau tidak menerima arus maka     tegangan jepitnya adalah . Vab = e Dalam menyelesaian soal rangkaian listrik, perlu diperhatikan :1. Hambatan R yang dialiri arus listrik. Hambatan R diabaikan jika tidak     dilalui arus listrik.2. Hambatan R umumnya tetap, sehingga lebih cepat menggunakan     rumus yang berhubungan dengan hambatan R tersebut.3. Rumus yang sering digunakan: hukum Ohm, hukum Kirchoff, sifat     rangkaian, energi dan daya listrik.Contoh 1 :Untuk rangkaian seperti pada gambar, bila saklar S1 dan S2ditutup maka hitunglah penunjukkan jarum voltmeter !Jawab :Karena saklar S1 dan S2 ditutup maka R1, R2, dan R3 dilalui arus listrik, sehingga : 1    =  1  +  1 Rp       R2    R3 Rp = R2 R3 = 2W       R2 + R1V = I R = I (R1 + Rp)I = 24/(3+2) = 4.8 AVoltmeter mengukur tegangan di R2 di R3, dan di gabungkan R2// R3, jadi :V = I2 R2 = I3 R3 = I RpV = I Rp = 0,8 VContoh 2:Pada lampu A dan B masing-masing tertulis 100 watt, 100 volt. Mula-mula lampu A den B dihubungkan seri dan dipasang pada tegangan 100 volt, kemudian kedua lampu dihubungkan paralel dan dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan perbandingan daya yang dipakai pada hubungan paralel terhadap seri !Hambatan lampu dapat dihitung dari data yang tertulis dilampu :RA = RB = V²/P = 100²/100 = 100 WUntuk lampu seri : RS = RA + RB = 200 WUntuk lampu paralel : Rp = RA × RB = 50 W                                    RA + RBKarena tegangan yang terpasang pada masing-masing rangkaian sama maka gunakan rumus : P = V²/RJadi perbandingan daya paralel terhadap seri adalah :Pp = V² : V² = Rs = 4Ps    Rp    Rs    Rp    1Contoh 3:Dua buah batere ujung-ujungnya yang sejenis dihubungkan, sehingga membentuik hubungan paralel. Masing-masing batere memiliki GGL 1,5 V; 0,3 ohm dan 1 V; 0,3 ohm.Hitunglah tegangan bersama kedua batere tersebut !Jawab :Tentakan arah loop dan arah arus listrik (lihat gambar), dan terapkan hukum Kirchoff II,Se + S I R = 0 e1 + e2 = I (r1 + r2)I = (1,5 - 1) = 5  A    0,3 + 0,3    6Tegangan bersama kedua batere adalah tegangan jepit a - b, jadi :Vab = e1 - I r1 = 1,5 - 0,3 5/6 = 1,25 V1= e2 + I R2 = 1 + 0,3 5/6 = 1,25 VContoh 4:Sebuah sumber dengan ggl = E den hambatan dalam r dihubungkan ke sebuah potensiometer yang hambatannya R. Buktikan bahwa daya disipasi pada potensiometer mencapai maksimum jika R = r.Jawab :Dari Hukum Ohm : I = V/R =       e                                         R+rDaya disipasi pada R : P = I²R =       e  ²R                                             (R+r)²Agar P maks maka turunan pertama dari P harus nol: dP/dR = 0 (diferensial parsial)Jadi e² (R+r)² - E² R.2(R+r) = 0               (R+r)4e² (R+r)² = e² 2R (R+r) Þ R + r = 2R                                        R = r (terbukti) .selesai