bab2listrik-statik-dan-dc.doc

BAB II L I S T R I K A. ELEKTROSTATIKA 1. Muatan (Q) Proton Inti Neutron Materi Molekul Atom Elektron

♦ Muatan ada 3 : 1. Proton : muatan positif 2. Neutron : muatan netral

3. Elektron : muatan negative

♦ Benda bermuatan ada 3 : 1. Benda bermuatan positif 2. Benda bermuatan negatif 3. Benda bermuatan netral

♦ Muatan hanya tersebar dipermukan saja, bagian yang runcing banyak terkumpul muatan.

♦ Muatan senama tolak menolak, muatan tidak senama tarik menarik. Hukum Coloumb

Besarnya gaya tolak menolak/tarik menarik antara dua muatan berbanding lurus dengan hasil kali muatan berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.

Q Q1

R

R

F = gaya tolak/tarik (N) Q = muatan (C)

R = jarak kedua muatan (m) k = konstanta

∈o = permitivitas ruang hampa

18 + + + _{+ +} + + + Ftolak/tarik = k = + + - + σ = F F F

k = 9 x 109 _{N m}2_/C2 _{∈o = permitivitas di udara (8,85 x 10}-12 _C2_/Nm2₎

∈ = permitivitas di zat ( ∈ = K . ∈o )

k = konstanta dielektrik K di zat = k/K

2. Medan Listrik

♦ Adalah daerah dimana gayanya dapat dinyatakan.

♦ Jika muatan berada dalam medan listrik selalu mendapat gaya sebesar F = Q . E

F = Q . E E

♦ Kuat Medan Listrik = E

Adalah besarnya gaya yang dilami oleh setiap muatan positif. F = gaya (N, dyne)

Q = muatan (C, St C)

E = kuat medan listrik (N/C, dyne/st c) E = F_Q1 F = 2 1 . . R Q Q k

♦ Kuat medan listrik pada bola konduktor

Kuat medan didalam bola = nol karena, muatan hanya tersebar dipermukaan saja. EM = EA = 0 EB = 2 . B R Q k EC = 2 . C r Q k 3. Kerapatan Muatan = σ

Besarnya muatan setiap satuan luas bidang Q = muatan (C) A = luas bidang (m2₎ σ = rapat muatan (C/m2₎ ∈ = permitivitas di zat 19 k = + – F = Q. E E E = E = _{E =} R = jarak k = konstanta ++ ++ + + + + + + + + + ++ + + + + + + + B C M A R = jari-jari bola (m) r > R σ = E = + + + – – – A A

4. Garis Gaya

a. Adalah garis lengkung yang terletak dalam medan listrik dimana garis singgung disetiap titik merupakan arah kuat medan.

b. Garis gaya berasal dari muatan positif masuk muatan negatif

c. Beberapa garis gaya tidak mungkin saling berpotongan

d. Jumlah garis gaya sebanding dengan kuat medan.

5. Potensial Listrik = V

Adalah besarnya energi potensial listrik setiap satuan muatan positif. V = potensial listrik (Volt) EP = energi potensial listrik (J) Q = muatan listrik (C) k = konstanta R = jarak (m) V = _Q1 E_P EP = R Q Q k_{. .} 1 20 Q Q + – + + – E = V = E_P = V = V = V =

Potensial listrik pada bola konduktor

Potensial didalam bola = potensial dipermukaan bola R = jari-jari bola VM = VA = VB = R Q k. Jari-jari VC = C r Q k. r > R 6. Usaha Listrik = W

Jika muatan berpindah dari titik A yang berpotensial VA ke titik B yang berpotensial VB maka besarnya usaha :

W = usaha (Joule) Q = muatan (C)

VA – VB = beda potensial (Volt)

Besarnya usaha yang diperlukan, sama dengan perubahan energi potensial (∆EP)

Q

VA VB

7. Kapasitas Kapasitor a. Kapasitor

Adalah suatu alat yang terdiri dari dua keping penghantar yang sejajar yang diberi muatan listrik sama tetapi jenisnya berlawanan.

1) Fungsi kapasitor

- Jika dihubungkan dengan DC sebagai penyimpan muatan - Jika dihubungkan dengan AC antara lain sebagai filter 2) Jenis kapasitor

- Menurut bentuknya : - Kapasitor bola - Kapasitor plat - Kapasitor silinder - Menurut isinya : - Kapasitor kertas

- Kapasitor keramik

- Kapasitor elektrolit, dan sebagainya b. Kapasitas Kapasitor (C)

B C

M A

C = ∈_o K

Adalah : perbandingan yang tetap antara muatan Q dengan beda potensial V Q = muatan (C)

V = beda potensial (Volt) C = kapasitas kapasitor (Farad) 1) Kapasitas kapasitor bentuk plat

Masing-masing keping : - Bermuatan Q

- Luasnya A

- Jarak antara keping d

♦ Kuat medan listrik antara keping :

E = O ∈ σ → σ = A Q Sehingga :

♦ Sedang beda potensial : V = E . d →

♦ Kapasitas kapasitornya :

C = V Q

∈O = permitivitas ruang hampa

= A d Q Q O ∈ C = ∈o d A

Jika diantara keping berisi medium selain udara yang mempunyai koefisien dielektrikum K, maka :

Bahan dielektrikum biasanya terbuat dari bahan isolator : mika, kertas, plastik, cairan, dan sebagainya.

2) Kapasitas kapasitor bentuk bola

22 C = + + + + – – – – A A Q Q d E = V =

2

1

1

1

1

C

C

C

_g

=

+

C_g = C₁ + C₂ C = V Q = R Q k Q C = k R C = 4π∈o R c. Gabungan Kapasitor 1) Seri

- Muatan pada masing-masing kapasitor sama.

Q1 = Q2 = Qg C1 C2 Qg = muatan total (gabungan)

- Kapasitas gabungannya :

2) Paralel

- Beda potensial masing-masing kapasitor sama V1 = V2 = Vg

Vg = potensial gabungan - Kapasitas gabungannya :

d. Energi yang tersimpan dalam Kapasitor

Bila sebuah kapasitor diberikan muatan listrik, maka sesungguhnya yang terjadi adalah perpindahan muatan dari satu keping ke keping lainnya. Untuk itu diperlukan usaha dan usaha yang telah dipakai untuk pemberian muatan itu akan disimpan oleh kapasitor sebagai energi.

C2

Muatan yang dipindahkan dari satu keping ke keping lainnya akan

menimbulkan beda potensial V, sebesar V = C Q

- Potensial rata-rata masing-masing keping : V = ½ C Q

- Usaha yang dilakukan untuk memindahkan muatan : W = V Q = ½ C Q . Q = ½ C Q2 W = ½ Q V W = ½ C V2 Contoh Soal :

1. Dua buah benda masing-masing 1µc dan 2µc, satu sama lain berjarak 10 cm berada di udara. Berapa besarnya gaya tolak menolak kedua benda itu?

Penyelesaian : Diket.: q1 = 1.10-6 _{Coulomb, q2 = 2.10}-6_{C, r =10 cm = 0,1 m} Dit.: F tolak =…. Jawab : Ftolak =k.q1.q2/r2 _{= 9.10}9._1.10-6_.2.10-6_/(10-1₎2 _{= 18.10}9-6-6+2 _=18.10-1_{N =1,8 N =1,8} Ons.

2. Sebuah bola konduktor dengan jari-jari 10 cm dan besarnya muatan bola tersebut 100 µc. Tentukan :

a. Kuat medan didalam bola konduktor?

b. Kuat medan listrik pada jarak 5 cm dari pusat bola c. Kuat medan listrik diluar bola, 10 cm dari permukaan. Penyelesaian :

Diket. : r =10 cm =0,1 m=10-1_{m; q =100.10}-6 _{C =10}—4 _C Dit. : a. 0 N/C

b. E = 0

c. E=kq/r2 _{= 9.10}9_.10-4_/(2.10-1₎2 _{= 1,25.10}7 _N/C

3. Sebuah bola tembaga kecil bermuatan 30 c. Berapa potensial disebuah titik yang berada pada jarak 3 cm dari pusat bola?

Penyelesaian :

R =3cm=0,03 m=3.10-2 _m

Q=30 C

V =k.q/r = 9.109_{.30/0,03 = 9.10}9+1+2 _{= 9.10}12 _Volt

4. Dua keping logam masing-masing mempunyai potensial : V1 = -4 volt dan V2 + 6 volt. Berapa usaha yang diperlukan oleh sebuah elektron untuk berpindah dari V1 ke V2?

Penyelesaian :

Diket. : qe = -1,6.10-19 _{Coulomb muatan elektron} Dit. : W1 2

Jawab : W 12= q. (V1 – V2) = -1,6.10-19_{.(4-6) = 3,2.10}-19 _Joule 3,2 per 10 juta trilyun

me =9,31.10-31 _kg.

5. Tentukan kapasitas kapasitor yang mempunyai luas keping 2cm2 dan jarak antara kepingnya 0,4 cm, bila muatan masing-masing keping sama danm diantara keping diisi medium dengan konstanta dielektrik = 2!

Penyelesaian :

V1 V2

6. Dua buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 2 µF dan 3 µF. Beda potensial antara ujung-ujungnya 10 volt, tentukan : kapasitas gabungannya, dan muatan masing-masing kapasitor, jika :

a. disusun seri b. disusun paralel

Penyelesaian :

Soal-Soal Latihan :

I. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan tepat!

1. Dua buah muatan A dan B masing-masing besarnya 3 µc dan 15 µc saling tolak menolak pada jarak 5 cm. Tentukan :

a. Besar gayanya.

b. Besar gayanya saat diminyak ( k = 3 )

2. Dua buah muatan sama besarnya saling tolak menolak pada jarak 5 cm dengan gaya 90 N. Tentukan besar muatan!

3. Sebuah elektron (Q = 1,6 . 10-19 C) berada dalam medan listrik yang kekuatannya 1000 N/c. Berapa dyne gaya yang dialami?

4. Sebuah muatan benda 2 m dari titik A. Tentukan kuat medan dan potensial di titik A ?

5. Bola konduktor berdiameter 50 cm bermuatan 5 µc. Titik A, B, dan C berada 15 cm, 25 cm, 30 cm dari pusat. Tentukan :

a. Kuat medan di A, B, C b. Potensial di A, B, C c. Kapasitas bola

d. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan elektron dari A ke C e. Energi konduktor tersebut.

6. Tentukan : a. Kapasitas pengganti, 26 C2 C1 C3 C4 C1C2 C3

b. Muatan pada C4 c. Muatan pada C3

V C1 = 12 pF

C2 = 6 pF

7. Berapa dyne besarnya gaya yang dialami elektron yang berada didalam medan listrik yang berkekuatan 104 _N/C?

8. Tentukan kuat medan jika potensial di suatu titik berada 15 cm dari muatan tersebut 20 Volt, serta tentukan besarnya muatan.

9. Titik A bermuatan 5 m C dari sebuah benda yang bermuatan 16 m C. Jika A berada 4 cm dari benda tersebut, tentukan :

a. Kuat medan pada benda b. Potensial di A c. Energi potensial 10. C1 = C2 = C3 = C4 Q1 = 5 coloumb Tentukan : a. C pengganti b. V = ?

II. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan cara memberi tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e!

1. Pada percobaan Coloumb disimpul-kan di bawah ini, kecuali ....

a. muatan listrik positif b. muatan listrik negatif

c. muatan listrik positif, negatif dan netral

d. muatan sejenis tolak menolak e. muatan tak sejenis tarik menarik. 2. Gaya listrik yang bekerja pada

elektron hidrogen oleh proton, bila elektron mengelilingi proton pada jarak rata-rata 0,53 x 10-18 _m (e = 1,6.10-19 _{C) adalah ....}

a. 8,2 . 10-10 N d. 7,2 . 10-10 N b. 8,2 . 10-10 _{J e. 7,2 . 10}-10 _J c. 8,2 . 10-8 N

3. Dua muatan +5,0.10-5 C dan +9,8.10-5 C terpisah pada jarak 7 cm. Tentukan

gaya coloumbnya jika kedua muatan berada diudara (k = 9.109 _Nm2_/C2₎ a. 8,0 . 103 N d. 9,0 . 10-3 N b. 8,0 . 104 N e. 9,0 . 103 N c. 9,0 . 105 _N

4. Analog soal no. 3, tentukan gaya coloumbnya jika kedua muatan berada dalam suatu bahan yang permitivitasnya ∈ =1,77.10-11_C2_/Nm2_. a. 4,5 . 103 N d. 5,5 . 10-5 N b. 4,5 . 10-3 _{N e. 4,5 . 10}5 _N c. 5,5 . 103 N

5. Dua keping konduktor sejajar dengan muatan masing-masing -3µC dan +3µC dan luas penampang masing-masing 0,12 m2_{. Bila diantara dua} keping berisi udara dengan ∈O =

ρ =

8,85.10-12 _C2_/N.m2_{. Tentukan rapat} muatan pada keping.

a. 2,5 . 10-5 C/m2 b. 2,5 . 105 C/m2 c. 25 . 105 _C/m2 d. 25 . 10-5 C/m2 e. 250 . 105 C/m2

6. Analog soal no. 5, tentukan kuat medan listrik antara dua keping. a. 3 . 107 N/C d. 0,3 . 10-7 N/C b. 3 . 10-7 _{N/C e. 3,0 . 10}7 _N/C c. 0,3 . 107 _N/C

7. Segumpal awan mempunyai beda potensial 8.106 _{volt terhadap bumi.} Ketika terjadi kilat antara awan dan bumi suatu muatan listrik sebesar 40 coloumb dilepaskan. Berapa banyak energi yang hilang pada peristiwa itu? a. 3,0 . 107 J d. 3,2 . 108 J b. 3,2 . 108 J e. 5,2 . 108 J c. 4,0 . 107 _J

8. Berapa usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik positif yang besarnya 10 coloumb dan suatu titik yang potensialnya 10 volt ke suatu titik lain dengan potensialnya 60 volt.

a. 0,5 J d. 500 J

b. 0,05 J e. 5.000 J c. 50.000 J

9. Sebuah kapasitor 300 µF dihubung-kan ke sebuah baterai 50 volt. Maka besar muatan pada keping-keping kapasitor adalah ....

a. 2,5 . 10-2 C d. 1,5 . 102 C b. 2,5 . 102 C e. 1,5 . 10-2 C c. 0,5 . 10-2 _C

10. Sebuah kapasitor keping sejajar memiliki kapasitas 1,3 µF ketika dimuati 6,5 . 10-7 _{C dan antara dua} keping tersebut terdapat kuat medan 200 N/C. Jarak antara kedua keping tersebut adalah ....

a. 2,5 . 10-3 m d. 1,5 . 10-3 m b. 1,5 . 10-3 m e. 0,25 . 103 m c. 2,5 . 103 _m

11. Tiga buah kapasitor memiliki kapsitas berturut-turut 3,1µF, 1,7µF, dan 4,2µF disusun paralel dan

dihubung-kan dengan baterai 9 volt. Maka muatan totalnya adalah ....

a. 91 µC b. 81 µC c. 71 µC d. 81 C e. 91 C

12. Dua keping logam yang sejajar dan jaraknya 0,5 cm satu dari yang lain diberi muatan listrik yang ber-lawanan, hingga beda potensial 104 volt. Maka gaya yang dialami sebuah elektron yang diletakkan diantara keping adalah .... a. 32 . 1013 _{N ke atas} b. 32 . 10-13 N ke bawah c. 4,2 . 10-13 N ke atas d. 3,2 . 10-13 _{N ke atas} e. 3,2 . 10-13 N ke bawah

13. Muatan sebsar 10.000 µC mengalir dalam kawat listrik selama 50 detik. Kuat arusnya dalam kawat adalah ....

a. 0,2 mA d. 200 mA

b. 2 mA e. 2000 mA

c. 20 mA

14. Dua keping logam masing-masing mem-punyai potensial V1 = 12 volt, dan V2 = 6 volt. Di-tunjukkan gambar di samping ini. Berapa usaha yang diperlukan oleh sebuah elektron untuk berpindah di V1 ke V2?

a. 9,6.10-19 joule d. 0,96.10-19 joule b. 96.1019 _{joule e. 960.10}19 _joule c. 9,6.1019 joule

15. Sebuah muatan positif 10 coloumb dipindahkan dari suatu titik yang potensialnya 60 volt. Usaha yang diperlukan adalah .... a. 5 joule d. 500 joule b. 10 joule e. 600 joule c. 50 joule 28 C1 C2 C3 A VAB =9 V B 0,5 cm + – – q = 1,6.10-19_C

16. Sebuah kapasitor yang kapasitasnya 2µF dihubungkan pada sebuah baterai 50 volt. Berapakah muatan yang berada di dalam kapasitor?

a. 1000 F d. 105 F b. 100 F e. 10-5 F c. 10 F

17. Pada suatu titik yang berjarak 25 cm dari suatu muatan listrik yang potensial listriknya 200 volt. Maka kuat medan listriknya pada titik tersebut adalah ....

a. 20 volt/m d. 400 volt b. 50 volt e. 800 volt c. 100 volt

18. Dalam sistem MKS, satuan kuat medan listrik dinyatakan ....

a. dyne/stat C d. N/m2 b. dyne cm2 e. N/m2/C2 c. N/C

19. Sebuah bola konduktor berjari-jari 10 cm dan diberikan muatan listrik 5 µC. Tentukan potensial listrik pada sebuah titik yang berjarak 2 cm dari pusat bola.

a. 4,5.104 _{volt d. 4,5.10}-4 _volt b. 45.104 volt e. 0,45.102 volt c. 0,45.10-4 volt

20. Bila kita buatkan grafik hubungan antara gaya Coloumb (F) terhadap jarak (r), maka grafiknya akan menjadi ....

a. d.

b. e.

c.

21. Tiga buah kapasitor, diketahui C1 = 1µF, C2 = 2 µF, C3 = 3 µF, Vab = 12 volt. Hitunglah kapasitas gabungan. a. 5 3 µF d. 5 6 µF b. 5 4 µF e. 6 6 µF c. 6 5 µF

22. Berapa Coloumb banyaknya muatan yang mengalir melalui sebuah lampu pijar tiap jam apabila kuat arus dalam lampu itu 0,5 Ampere ....

a. 1,8 C d. 1800 C

b. 18 C e. 18.000 C

c. 180 C

23. Kapasitor 20 µF dimuati oleh beda potensial 1.000 volt, kemudian dihubungkan paralel ke kapsitor 5 µF yang tidak bermuatan. Maka muatan totalnya .... a. 0,02 mC d. 200 mC b. 20 C e. 2.000 mC c. 20 mC B. ELEKTRODINAMIKA 1. Sumber Tegangan = V

♦ Adalah suatu alat yang mengakibatkan muatan-muatan pada konduktor bergerak.

♦ Merupakan sumber energi

♦ Terdiri dari 2 kutub (positif dan negatif) 29 F r F r F F r r F r

I = I = I₁ + I₂ + I₃ J = ρ = R = ρ . ∈ = I ( R + r ) ∈ = V + I . r

♦ Merupakan benda potensial

♦ Satuan : Volt

♦ Alatnya : Voltmeter

♦ Ada 2 : sumber tegangan DC

♦ Sumber tegangan AC 2. Kuat Arus = I

♦ Adalah besarnya muatan yang mengalir pada penghantar setiap satuan waktu.

Q = muatan listrik (coloumb) t = waktu (sekon)

I = kuat arus (ampere)

♦ Alatnya : Amperemeter, Galvanometer

♦ Mengalir dari kutub + ke kutub – ♦ Hukum Kirchoff I :

a. Pada rangkaian yang tidak bercabang besarnya arus dimana-mana sama

I I

b. Pada rangkaian yang bercabang besarnya arus yang masuk = arus yang keluar

♦ Rapat arus = J

Adalah besarnya kuat arus yang melalui penampang setiap satuan luas. I = kuat arus (A)

A = luas (m2₎

J = rapat arus (A/m2₎

3. Hambatan = R

Hambatan jenis ( ρ ) harganya tergantung dari : a. Kuat medan listrik ( E = V/l )

b. Rapat arus ( J = I/A )

ρ = I A x V A v   ₌ 1 30 S I1 I2 I3 I I

V = I . R Rt = Ro ( 1 + α . ∆t ) R_tot = R₁ + R₂ + R₃ ∈ = I ( R + r ) ρ =  A I V . ♦ Faktor I V

harganya selalu tetap, harga tetap ini merupakan hambatan penghantar.

V = beda potensial (Volt)

I V

= R I = kuat arus (A)

R = hambatan (ohm = Ω ) ρ =  A I V . ρ = R .  A ρ = hambatan jenis (Ω . m) ℓ = panjang (m) A = luas (m2₎ ♦ Hukum Ohm

Perbandingan antara beda potensial kedua ujung penghantar dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar dalam beberapa keadaan tetap asal suhu tetap.

♦ Hambatan tergantung suhu

Rt = hambatan pada t0 _(Ω) Ro = hambatan mula-mula (Ω)

α = koefisien muai suhu (.../0_C)

∆t = selisih suhu (0_C)

♦ Rangkaian hambatan a. Rangkaian Seri

 Kuat arus pada masing-masing hambatan sama.

 Beda potensial pada masing-masing hambatan berbeda.

31

3

2

1

1

1

1

1

R

R

R

R

_tot

=

+

+

∈ = I ( R + r ) I = ∈ = V + I . r V = I . R b. Rangkaian Paralel

 Kuat arus pada masing-masing tahan berbeda.  Beda potensial pada masing-masing hambatan sama.

4. Elemen / GGL

♦ GGL = Gaya Gerak Listrik

♦ Merupakan sumber tegangan

∈ = GGL (volt) I = kuat arus (A) R = hambatan luar (Ω) r = hambatan dalam (Ω) V = tegangan jepit (V) Rangkaian GGL ♦ Seri ∈tot = n .∈ rtot = n . r R ♦ Paralel ∈tot = ∈ rtot = p r 32 R1 R2 R3 ∈, r n ∈, r n ∈, r R

W = Q . ∈ W = ∈ . I . t W = I2 _{R . t} W = P = P = ∈ . I P = I2 _{. R} P =

5. Usaha dan Daya Listrik

Daya = Power = P

W = Usaha (Joule) P = daya (Watt)

∈ = GGL (Volt) R = hambatan (Ohm) I = kuat arus (A) t = waktu (s)

Contoh Soal :

1. Pada sebuah kawat penghantar setiap menitnya mengalir muatan sebesar 3200 µC. Hitunglah kuat arus yang mengalir!

Penyelesaian :

2. Sebuah kawat penghantar panjangnya 1 km dan diameternya 4 mm. Bila hambatan jenisnya 6,28 x 10-8 _{Ohm.m, berapa besar hambatan kawat tersebut?}

Penyelesaian :

3. Tiga buah hambatan masing-masing R1 = 1 kΩ, R2 = 500 Ω dan R3 = 15 kΩ. tentukan hambatan totalnya!

4. Hitunglah hambatan total dari rangkaian hambatan yang disusun seperti gambar di bawah ini!

R1 = 2 Ω R3 = 3 Ω

R2 = 4 Ω R4 = 5 Ω

Penyelesaian :

5. Tentukan tegangan jepit dari gaya gerak listriknya!

1Ω 1Ω

Penyelesaian :

6. Pada sebuah lampu tertulis 100 watt, 110 volt. Tentukan besar hambatan dalam lampu!

Penyelesaian :

Soal-Soal Latihan :

I. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan tepat!

1. Tiap menit muatan sebesar 5 mili coloumb mengalir dalam sebuah penghantar. Tentukan berapa ampere kuat arus dalam penghantar itu!

34 R4 R3 R1 R2 10 Ω 12 Ω 6 V 6 V

2. Sepotong kawat penghantar penampangnya 2,5 mm2 _{dan panjangnya 2 m mengalir} arus sebesar 5 mA. Berapa rapat arusnya?

3. Sepotong penghantar dari aluminium penampangnya 6 mm2 mengalir arus sebesar 2 mA. Jika kuat medan pada penghantar sebesar 9,1 x 10-12 _{volt/m, berapakah} hambatan jenis aluminium?

4. Kawat penghantar transformator pada gulungan primer setelah dilepas panjangnya 2 km dan luas penampang penghantar 5 mm2_{, bila hambatan jenis penghantarnya} 10-6 _{Ohm meter, tentukan hambatan kawat penghantar tersebut!}

5. Sebuah alat pemanas listrik memakai 5A apabila dihubungkan dengan sumber 110 volt, tentukan :

a. Besar hambatan.

b. Beda potensial pada kedua ujungnya bila hambatannya 44 Ω!

6. Sebuah potensial listrik menghasilkan tegangan listrik sebesar 12 volt, dengan kuat arus listrik 0,1 A, mempunyai hambatan dalam 0,5 ohm. Tentukan besar tegangan jepitnya!

7. Sebuah resistor dengan hambatan 1 K ohm dialiri arus listrik 0,5 A selama 1 jam. Berapa besarnya energi listrik yang berubah menjadi kalor!

8. Tiga buah batere masing-masing memiliki GGL yang sama sebesar 1,5 volt dan hambatan dalam yang juga sama besarnya 0,5 ohm. Rangkaian tiga batere tersebut dihubungkan dengan hambatan luar R sebesar 10 ohm. Berapa GGL total ketiga batere tersebut dan berapa kuat arus yang mengalir pada hambatan R, jika ketiga batere : a. disusun secara seri

b. disusun secara paralel

II. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dengan cara memberi tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e!

1. Muatan 210 C mengalir melalui seutas kawat selama ½ menit. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat?

a. 0,07 A d. 105 A

b. 0,7 A e. 630 A

c. 7 A

2. (1) Arah arus listrik berlawanan

dengan arah aliran elektron

(2) Arus listrik mengalir akibat

adanya beda potensial pada ujung-ujung penghantar

(3) Kuat arus = jumlah muatan yang

mengalir persatuan waktu

(4) Satuan kuat arus adalah ampere

Pernyataan di atas yang benar adalah a. 1, 2, 3 d. 4 saja

b. 1, 3 e. 1, 2, 3, 4 c. 2, 4

3. Pada sebuah kawat penghantar setiap 2 menit mengalir muatan sebesar 4800 C. Hitung kuat arus yang mengalir! a. 0,04 A b. 0,4 A c. 4 A d. 40A e. 400 A

4. Sebuah bola lampu yang memiliki hambatan 440 Ω dipasang pada suatu tegangan 220 V. Berapa kuat arus yang mengalir melalui lampu?

a. 5 A b. 0,5 A c. 0,05 A d. 50 A e. 500 A

5. Hambatan jenis bahan tembaga keras pada suhu 150_{C adalah 1,75.10}-8

Ω.meter, dengan koefisien suhu 0,0040_{/C. Hambatan jenis logam} tersebut pada suhu 500_{C ....}

a. 245 . 109_Ω.m b. 2,45 . 10-9_Ω.m c. 24,5 . 10-9_Ω.m d. 245 . 109_Ω.m e. 0,245 . 109_Ω.m

6. Tiga hambatan masing-masing 1Ω, 4Ω dan 6Ω dirangkaikan dengan baterai 6 volt yang hambatan dalamnya 1Ω. Tentukan kuat arus pada rangkaian tersebut!

a. 0,6 A b. 0,5 A c. 0,1 A d. 6 A e. 5 A 7. Diketahui : R1 = 9 Ω R2 = 6 Ω R3 = 3 Ω R4 = 2 Ω

Jika ujung ab dihubungkan beda potensial 20 volt, maka hambatan penggantinya ....

a. 50 Ω d. 10 Ω

b. 5 Ω e. 100 Ω

c. 6 Ω

8. Sebuah aki 12 volt memiliki hambatan dalam 0,4Ω. Beda potensial antara kutub-kutub aki tersebut ketika aki diisi dan dialiri arus 6A adalah .... a. 14,5 volt d. 15,4 volt b. 16,5 volt e. 14,4 volt c. 15,6 volt

9. Hitunglah energi listrik pada sebuah CD player yang dpaat ditenteng,

menarik arus 280 mA ketika dioperasikan oleh baterai 9 V selama 1 jam!

a. 9072 J d. 808,5 J b. 8085 J e. 1082 J c. 907,2 J

10. Daya listrik pada lampu neon 960 Ω

yang bekerja pada tegangan 120 volt adalah .... a. 20 w b. 25 w c. 15 w d. 80 w e. 40 w

11. Sebuah mesin cuci listrik 220 volt memiliki motor yang menarik arus 1A dan elemen pemanas yang menarik arus 13 A. Jika mesin cuci dijalankan rata-rata 1,5 jam sehari. Biaya energi listrik yang harus dibayar selam 1 bulan (30 hari), jika harga listrik Rp. 120 /kWh adalah .... a. Rp. 16.632,00 d. Rp. 16.825,00 b. Rp. 17.632,00 e. Rp. 17.258,00 c. Rp. 18.625,00

12. Sebuah ketel listrik digunakan untuk mendidihkan 3 kg air 40_{C. Bila} diketahui hambatan elemen ketel 60Ω, tegangan kerja 240 V dan kalor jenis air 4.200 J/kg0_{C, lama waktu} yang dibutuhkan sampai air mendidih adalah .... (suhu 1000_{C). Nyatakan} dalam menit!

a. 25 menit d. 31 menit b. 21 menit e. 20 menit c. 30 menit

13. Besarnya hambatan listrik berbanding lurus dengan hambatan jenis dan panjang penghantar, serta berbanding terbalik dengan ....

a. Kuat arus b. Waktu

c. Luas penampang kawat d. Muatan

e. Beda potensial

14. Pernyataan-pernyataan di bawah ini benar, kecuali ....

a. Muatan listrik ada 2 yaitu positif dan negatif 36 R1 R2 R3 R2 R1 _R 3 a R4 a b c d b

b. Muatan positif aa pada inti atom, muatan negatif ada pada elektron c. Elektron tidak dapat pindah dari

satu atom ke atom lain

d. Muatan listrik dapat bergerak, jika ada beda potensial

e. Elektron bebas bergerak/ berpindah

15. Sebuah lampu pijar bertuliskan 60 watt, 120 volt dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan daya disipasi lampu pijar itu!

a. 51,7 w d. 47,1 w b. 57,1 w e. 35 w c. 41,7 w

16. Tiga buah lampu pijar yang masing-masing dibuat untuk dipakai pada 15 watt dan 12 volt

dirangkai secara paralel. Ujung-ujung rangkaian itu dihubungkan dengan jepitan sebuah akumulator dengan ggl 12 volt dan hambatan dalam 0,8 ohm. Kuat arus yang melalui akumulator adalah ....

a. 6,0 A d. 2,0 A b. 4,0 A e. 1,0 A c. 3,0 A

17. Listrik PLN sebesar 500 watt dengan tegangan 110 volt, jika untuk penerangan keluarga itu mengguna-kan lampu 100 W, 220 V, berapa jumlah lampu maksimum yang dapat dipasang?

a. 50 buah d. 20 buah b. 40 buah e. 10 buah c. 30 buah

18. Energi listrik dapat diubah menjadi ... a. Air d. energi kimia

b. Gas e. larutan

c. padat

19. Sebuah lampu pijar dari 30 Ohm dihubungkan pada tegangan 120 volt selama 3 menit. Berapa energi yang diterima dari aliran ....

a. 86400 joule b. 8000 joule c. 8640 joule d. 7640 joule e. 76400 joule 20.

Besar kuat arus yang melaui hambatan 6Ω adalah ....

a. 0,33 A d. 1,22 A b. 0,50 A e. 3,01 A c. 1,01 A

21. Sebuah kereta api listrik memakai 120 ampere dan menggunakan listrik 66 kW. Berapakah tegangannya? a. 550 volt b. 660 volt c. 220 volt d. 110 volt e. 440 volt

22. Sebuah lampu pijar diberi tanda 40 W 6 V. Berapa joule banyaknya energi yang dipakai tiap jam?

a. 100.000 J d. 200.000 J b. 144.000 J e. 146.000 J c. 14400 J

23. Dari gambar, kuat arus yang melewati hambatan 2 ohm adalah ....

a. 0,5 A b. 1,0 A c. 1,5 A d. 2,0 A e. 3,0 A

24. Daya listrik dinyatakan dengan persamaan .... a. Q = J t R I2. . d. P = I. R b. Q = I2 _{. R . t e. P =} R V c. P = I . V

25. Biaya untuk sebuah lampu yang menyala pada 1 ampere dan 220 volt selama 24 jam, biaya tenaga listrik Rp. 15/kWh? a. Rp. 80 b. Rp. 69 c. Rp. 79,20 R x x x R R i E = 12 V r = 0,8 Ω 6Ω 3Ω 2Ω 1Ω 6 V, 1Ω 2Ω 12V 4Ω 6V

d. Rp. 69,20 e. Rp. 80,20