SOAL LATIHAN DAN PEMBAHASAN HUKUM KIRCHHOFF E1

Soal latihan Fisika ini disusun untuk membantu siswa belajar Fisika berdasarkan topik-topik tertentu. Soal pilihan berganda ini terdiri dari beberapa seri yang disusun berdasarkan model soal dan tingkat kesulitan. Pada bagian ini, topik yang akan kita bahas adalah Hukum Kirchhoff I dan Hukukm Kirchhoff II. Target dari latihan ini adalah siswa dapat mengunakan konsep Hukum Kirchhoff dalam menganalisa suatu rangkaian listrik tertutup, menganalisis arah arus, menentukan kuat arus, menentukan besar tegangan, dan mampu menjawab soal yang berhubungan dengan Hukum Kirchhoff.

1. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!
   
   

   Besar dan arah kuat arus pada hambatan 2 Ω adalah ....
   A. 0,75 A dari atas ke bawah
   B. 0,75 A dari bawah ke atas
   C. 0,5 A dari atas ke bawah
   D. 0,5 A dari bawah ke atas
   E. 0,8 A dari bawah ke atas
   

   Pembahasan :
   

   

   Setelah kita tentukan arah loop seperti gambar di atas, maka selanjutnya kita gunakan rumus. Berdasarkan hukum Kirchhoff I, hubungan antara I1, I2, dan I3 adalah :
   I1 + I2 = I3
   
   Berdasarkan konsep hukum Kirchoff II :
   ⇒ Jika arus bertemu kutub (+) sumber tegangan, ε berharga positif.
   ⇒ Jika arus bertemu kutub (-) sumber tegangan, ε berharga negatif.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -4 + 2 + 4.I1 + 2.I3 = 0
   ⇒ -2 + 4.I1 + 2.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 6I1 + 2I2 = 2
   ⇒ 3I1 + I2 = 1 ................1)
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -6 + 2 + 4.I2 + 2.I3 = 0
   ⇒ -4 + 4.I2 + 2.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 2I1 + 6I2 = 4
   ⇒ I1 + 3I2 = 2
   ⇒ I1 = 2 − 3I2 .................2)
   
   Substitusi persamaan 2 ke persamaan 1 :
   3I1 + I2 = 1
   ⇒ 3(2 − 3I2) + I2 = 1
   ⇒ 6 − 9I2 + I2 = 1
   ⇒ 6 − 8I2 = 1
   ⇒ I2 = ⅝ A
   
   Selanjutnya :
   I1 = 2 − 3I2
   ⇒ I1 = 2 − 3(⅝)
   ⇒ I1 = ⅛ A
   
   Kuat arus yang mengalir pada hambatan 2 Ω adalah :
   I3 = I1 + I2
   ⇒ I3 = ⅛ + ⅝
   ⇒ I3 = ¾
   ⇒ I3 = 0,75 A (dari atas ke bawah)
   

   Jawaban : A

   
   
2. Perhatikan gambar di bawah ini!
   

   Kuat arus yang mengalir pada hambatan 4Ω adalah ....
   A. 0,5 A
   B. 1,0 A
   C. 1,5 A
   D. 2,0 A
   E. 2,5 A
   

   Pembahasan :
   

   

   Arus yang mengalir pada semua hambatan adalah sama besar.
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ (-4 + 2 − 2) + (2 + 2 + 4) I = 0
   ⇒ -4 + 8I = 0
   ⇒  I = 0,5 A
   

   Jawaban : A

   
   
3. Perhatikan gambar berikut ini!
   
   

   Kuat arus yang melewati hambatan 4Ω adalah ....
   A. 0,2 A
   B. 0,4 A
   C. 0,6 A
   D. 1,0 A
   E. 1,2 A
   

   Pembahasan :
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -12 + (3 + 1).I1 + 4.I3 = 0
   ⇒ -12 + 4.I1 + 4.(I2 − I1) = 0
   ⇒ 8I1 + 4I2 = 12
   ⇒ 2I1 + I2 = 3 ................1)
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ 12 + (7 + 1).I2 + 4.I3 = 0
   ⇒ 12 + 8.I2 + 4.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 4I1 + 12I2 = -12
   ⇒ I1 + 3I2 = -3
   ⇒ I1 = -3 − 3I2 .................2)
   
   Substitusi persamaan 2 ke persamaan 1 :
   2I1 + I2 = -3
   ⇒ 2(-3 − 3I2) + I2 = 3
   ⇒ -6 − 6I2 + I2 = 3
   ⇒ -5I2 = 9
   ⇒ I2 = -1,8 A
   
   Selanjutnya :
   I1 = -3 − 3I2
   ⇒ I1 = -3 − 3(-1,8)
   ⇒ I1 = 2,4 A
   
   Kuat arus yang mengalir pada hambatan 4 Ω adalah :
   I3 = I1 + I2
   ⇒ I3 = 2,4 + (-1,8)
   ⇒ I3 = 0,6 A
   

   Jawaban : C

   
   
4. Perhatikan rangkaian di bawah ini!
   
   

   Jika arus yang mengalir pada hambatan 5 adalah 0,75 A, maka besar tegangan E adalah ....
   A. 5 V
   B. 10 V
   C. 15 V
   D.20 V
   E. 25 V
   

   Pembahasan:
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -10 + 5 + 10.I1 + 5.(0,75) = 0
   ⇒ -5 + 10.I1 + 3,75 = 0
   ⇒ 10I1 = 1,25
   ⇒ I1 = 0,125 A
   Dari I1 + I2 = I3.
   ⇒ I2 = I3 − I1
   ⇒ I2 = 0,75 − 0,125
   ⇒ I2 = 0,625 A.
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -E + 5 + 10.I2 + 5(0,75) = 0
   ⇒ -E + 5 + 10(0,625) + 3,75 = 0
   ⇒ -E + 5 + 6,25 + 3,75 = 0
   ⇒ E = 15 V.
   

   Jawaban : C

   
   
5. Dari gambar rangkaian di bawah ini, nilai elemen E adalah ....
   
   

   A. 5,5 V
   B. 11 V
   C. 15 V
   D. 20 V
   E. 25 V
   

   Pembahasan :
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -30 + 12 + 5.I2 + 4.(2,5) = 0
   ⇒ -18 + 5.I2 + 10 = 0
   ⇒ 5I2 = 8
   ⇒ I2 = 1,6 A
   Dari I1 + I2 = I3.
   ⇒ I1 = I3 − I2
   ⇒ I1 = 2,5 − 1,6
   ⇒ I1 = 0,9 A.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -30 + E + 10.I1 + 4(2,5) = 0
   ⇒ -30 + E + 10(0,9) + 10 = 0
   ⇒ -30 + E + 9 + 10 = 0
   ⇒ -11 + E = 0
   ⇒ E = 11 V.
   

   Jawaban : B

 

Share ke Facebook >>

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