KUMPULAN SOAL DAN PEMBAHASAN SUSUNAN RESISTOR

Pada dasarnya suatu komponen listrik disusun sedemikian rupa untuk tujuan tertentu begitupula susunan resistor. Susunan seri bertujuan untuk membagi tegangan sehingga arus yang mengalir pada tiap-tiap resistor sama kuat yaitu sama dengan kuat arus yang mengalir dalam rangkaian, sedangkan susunan paralel bertujuan untuk membagi arus.

Pada susunan paralel, tegangan pada masing-masing resistor sama besar yaitu sama dengan tegangan dalam rangkaian sehingga kuat arus yang mengalir melalui tiap-tiap resistor berbeda sesuai dengan besar hambatannya masing-masing. Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian sama dengan jumlah kuat arus yang mengalir pada tiap-tiap resistor.

Prinsip Susunan Seri Resistor

Berikut beberapa prinsip susunan seri hambatan yang salah satunya merupakan tujuan dari penyusunan, yaitu :

1. Susunan seri bertujuan untuk memperbesar hambatan suatu rangkaian dengan hambatan pengganti seri setara dengan jumlah dari tiap-tiap hambatan yang digunakan.
2. Kuat arus yang melalui tiap-tiap penghambat sama yaitu sama dengan kuat arus yang melalui hambatan pengganti serinya.
3. Pada susunan seri tegangan terbagi-bagi sesuai dengan besar hambatan masing-masing resistor. Tegangan pada ujung-ujung hambatan pengganti seri sama dengan jumlah tegangan pada ujung-ujung tiap penghambat. Dengan kata lain, susunan seri berfungsi sebagai pembagi tegangan
   

Read more : Pembahasan Rumus Susunan Seri dan Paralel Resistor.

Prinsip Susunan Paralel Resistor

Berikut ini beberapa prinsip susunan paralel hambatan yang salah satunya merupakan tujuan dari penyusunan, yaitu :

1. Susunan paralel bertujuan untuk memperkecil hambatan suatu rangkaian.
2. Besar tegangan pada ujung-ujung tiap komponen sama, yaitu sama dengan tegangan pada ujung-ujung hambatan pengganti paralelnya.
3. Pada susunan paralel, arus terbagi-bagi sesuai dengan besar hambatan masing-masing resistor. Kuat arus pada ujung-ujung hambatan pengganti paralel sama dengan jumlah arus yang melalui tiap-tiap komponen. Dengan kata lain, susunan paralel berfungsi sebagai pembagi arus.

Read more : Susunan Seri Paralel Kapasitor dan Kapasitansi Pengganti.

Listrik Dinamis - Susunan Resistor

1. Jika tiga buah resistor dengan besar hambatan masing-masing 10 Ω, 8 Ω, dan 4 Ω disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan, maka tentukanlah besar hambatan total yang dihasilkan ketiga resistor tersebut.
   
   Pembahasan 
   Dik : R1 = 10 Ω; R2 = 8 Ω; R3 = 4Ω.
   Rs = R1 + R2 + R3
   ⇒ Rs = 10 + 8 + 4
   ⇒ Rs = 22 Ω
   Jadi, besar hambatan total atau hambatan pengganti adalah 22 Ω.
   
   
   
2. Jika tiga buah resistor dengan besar hambatan masing-masing 8 Ω, 6 Ω, dan 4 Ω disusun secara paralel. Tentukanlah besar hambatan total yang dihasilkan ketiga resistor tersebut.
   
   Pembahasan
   Dik : R1 = 8 Ω; R2 = 6 Ω; R3 = 4Ω.
   1/Rp =  1/R1 + 1/R2 + 1/R3
   ⇒ 1/Rp =  1/8 + 1/6 + 1/4
   ⇒ 1/Rp = (3 + 4 + 6) / 24
   ⇒ 1/Rp = 13/24
   ⇒ Rp = 24/13
   ⇒ Rp = 1,84 Ω
   Jadi, besar hambatan pengganti pada susunan itu adalah 1,84 Ω.
   
   
   
3. Dua buah resistor masing-masing 2 Ω dan 10 Ω dihubungkan secara seri kemudian dirangkaikan secara paralel dengan dua buah resistor lainnya yang disusun seri. Kedua resistor tersebut masing-masing 4 Ω dan 8 Ω. Tentukanlah hambatan total atau hambatan pengganti pada rangkaian tersebut.
   
   Pembahasan
   Dik : R1 = 2 Ω; R2 = 10 Ω; R3 = 4Ω; R4 = 8Ω.
   Rs1 = R1 + R2
   ⇒ Rs1 = 2 + 10
   ⇒ Rs1 = 12 Ω
   Rs2 = R3 + R4
   ⇒ Rs2 = 4 + 8
   ⇒ Rs2 = 12 Ω
   1/Rp =  1/Rs1 + 1/Rs2 
   ⇒ 1/Rp =  1/12+ 1/12
   ⇒ 1/Rp = 2/12
   ⇒ Rp = 12/2
   ⇒ Rp = 6 Ω
   Jadi, besar hambatan pengganti pada susunan itu adalah 6 Ω.
   
   
   
4. Dua buah resistor disusun seri dan dihubungkan dengan seumber tegangan 10 volt. Jika hambatan masing-masing resistor tersebut adalah 2 Ω dan 10 Ω, maka tentukanlah kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut.
   
   Pembahasan
   Dik : R1 = 2 Ω; R2 = 10 Ω; V = 10 volt.
   Rs = R1 + R2
   ⇒ Rs = 2 + 10
   ⇒ Rs = 12 Ω
   I = V/Rs
   ⇒ I = 10/12
   ⇒ I = 0,83 A.
   Jadi arus yang mengalir pada rangkaian itu adalah 0,83 A.

Read more : Rumus Rangkaian Seri RLC dan Frekuensi Resonansi.

5. Jika suatu rangkaian yang terdiri dari tiga buah resistor yang disusun secara paralel dialiri listrik sebesar 6 A, maka tentukanlah besar teggangan pada tiap resistor jika masing-masing memiliki hambatan 2 Ω, 4 Ω dan 6 Ω.
   
   Pembahasan
   Dik : R1 = 2 Ω; R2 = 4 Ω; R3 = 6 Ω; I = 6 A.
   1/Rp =  1/R1 + 1/R2 + 1/R3
   ⇒ 1/Rp =  1/2 + 1/4 + 1/6
   ⇒ 1/Rp = (6 + 3 + 2) / 12
   ⇒ 1/Rp = 11/12
   ⇒ Rp = 12/11
   ⇒ Rp = 1,09 Ω
   V = I Rp
   ⇒ V = 6 (1,09)
   ⇒ V = 6,54 volt.
   Karena pada susunan paralel, besar tegangan pada tiap-tiap komponen sama dengan sumber tegangan, maka besar tegangan pada masing-masing resistor adalah 6,54 volt.
   
   
   
6. Perhatikan gambar di bawah ini! Dari rangkaian tersebut, tentukanlah :
   a. Hambatan pengganti rangakaian
   b. Arus yang melalui rangkaian
   c. Beda potensial antara kedua ujung resistor 4 Ω
   d. Beda potensial antara kedua ujung resistor 16  Ω
   e. Kuat arus yang melalui resistor 8 Ω.
   
   Pembahasan 
   

   1. Hambatan pengganti.
      Rangkaian di atas merupakan susunan campuran seri-paralel. Untuk mempermudah pengerjaan, kita dapat menyederhanakan rangkaian tersebut menjadi seperti berikut :
      
      

      

      
      Pada gambar di atas jelas terlihat bahwa rangkain tersebut terdiri dari dua susunan seri dan sebuah susunan paralel. Kita dapat menyelesaikan susunan yang paling pinggir terlebih dahulu dan misalkan susunan tersebut merupakan susunan seri pertama sehingga besar hambatanya adalah :
      Rs1 = 1 + 3 + 4 = 8 Ω
      Selanjutnya susunan yang telah kita hitung hambatan penggantinya disusun secara paralel dengan resistor 8  Ω sehingga hambatan penggantinya adalah :
      1/Rp = 1/8 + 1/8
      ⇒ 1/Rp = 2/8
      ⇒ Rp = 8/2 = 4 Ω
      Terakhir, hambatan pengganti 4 Ω tersusun secara seri dengan resistor 16 Ω dan 5 Ω sehingga hambatan pengganti untuk rangkaian tersebut adalah :
      Rs2 = 4 + 16 + 5 = 25 Ω.
      
      
   2. Kuat arus rangkaian 
      I = V/Rs2
      ⇒ I = 12,5/25
      ⇒ I = 0,5 A.
      
      
   3. Beda potensial pada 4 Ω
      V4 = I4 R
      dengan I4 = arus yang melalui resistor 4 Ω.
      Perhatikan bahwa resistor 4 Ω berada dalam susunan seri dengan resistor 1 Ω dan 3 Ω (Rs1) sehingga arus yang melaluinya akan sama dengan arus yang melalui resistor 1 Ω dan 3 Ω atau dapat ditulis sebagai berikut :
      I4 = I1 = I3.
      Akan tetapi, karena ketiga resistor tersebut disusun secara paralel dengan resistor 8 Ω maka besar arus yang melalui rangkaian yaitu 0,5 A dibagi sesuai dengan nilai hambatan masing-masing resistor. Karena Rs1 memiliki besar hambatan yang sama dengan resistor 8 Ω, maka arus tersebut terbagi menjadi dua sama besar yaitu 0,25 malalui Rs1 dan 0,25 melalui resistor 8 Ω. Dengan begitu, maka beda potensial pada ujung-ujung resistor 4 Ω adalah :
      V4 = 0,25 (4)
      ⇒ V4 = 1 volt.
      
      
   4. Beda potensial pada 16 Ω
      V16 = I16 R
      dengan I16 = arus yang melalui resistor 16 Ω.
      Karena resistor 16 Ω disusun secara seri dengan Rp dan 5Ω, maka kuat arus yang mengalir pada resistor 16 Ω sama dengan kuat arus yang melalui rangkaian. (I16 = I = 0,5 A).
      Dengan begitu, maka beda potensial pada ujung-ujung resistor 16 Ω adalah :
      V16 = I16 R
      ⇒ V16 = 0,5 (16)
      ⇒ V16 = 8 volt.
   
   
   5. Arus yang melalui resistor 8 Ω
      Resistor 8 Ω tersusun paralel dengan Rs1 menghasilkan Rp sementara Rp tersusun seri dengan 16 Ω dan 5 Ω menghasilkan Rs2. Karena seri, maka arus yang melalui Rp sama dengan arus yang melalui Rs2 yaitu 0,5 A. Selanjtunya, karena Rp merupakan hasil dari susunan paralel antara resistor 8 Ω dengan Rs2, maka kuat arus yang mengalir terbagi menjadi dua sesuai dengan besar hambatan masing-masing. Maka kuat arus yang melalui resistor 8 Ω adalah :
      I8 = V8/R
      ⇒ I8 = 2/8
      ⇒ I8 = 0,25 A.

Read more : Kumpulan Rumus Listrik Statis, Gaya Coulomb, dan Medan Listrik.

Share ke Facebook >>

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.