Smart Solution
UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013
Fisika SMA
Disusun Oleh :
5.7. Menentukan besaran-besaran fisis pada rangkaian arus bolak-balik yang mengandung resistor, induktor, dan kapasitor.
Rangkaian Seri RLC
Karakteristik R, L, C
Resistor (
�
)
Pada rangkaian R-L-C seri:1. Arus sama (��= ��= �� = �) 2. Beda potensial berbeda
��= ������ �� � = �� 3. Beda potensial
� = √�� + ��− ��
4. Impedansi Ω � = √� + ��− ��
5. Reaktansi Induktif ��= ��
6. Reaktansi Kapasitif �� = ��
7. Pergeseran fase tan � =���− ��
Resonansi Rangkaian RLC
��> �� Rangkaian bersifat INDUKTIF
��< �� Rangkaian bersifat KAPASITIF
��> �� dan � = � Terjadi RESONANSI
TRIK SUPERKILAT:
Satu hal yang hampir pasti ditanyakan saat Ujian Nasional adalah grafik � − � terhadap .
Pemahaman kita tentang grafik ini berawal dari sifat masing-masing komponen rangkaian ���.
Ingat!! Resistor tidak mengubah fase. Namun Induktor dan Kapasitor mengubah fase � atau �.
TIPS LOGIKA PRAKTIS:
Lihat simbol Induktor (�) dan Kapasitor (�).
Simbol tersebut melambangkan sifat masing-masing komponen!
Untuk Induktor (�), maka ARUS LEBIH
�
AMBAT daripada tegangan!!!!Untuk Kapasitor (�), maka ARUS LEBIH
�
EPAT daripada tegangan!!!!Apa maksudnya arus Cepat, dan arus Lambat?
Perhatikan diagram fasor (fase vektor) berikut!
Diagram fasor tersebut menunjukkan arus (�) ketinggalan 9 ° terhadap tegangan � .
Bisa disimpulkan ARUS LAMBAT!!!! Nah, berarti diagram fasor tersebut milik �. Siapa? Ya! Induktor!!
Sekarang, mari kita gunakan diagram fasor tersebut untuk menggambar grafik:
Lihat diagram fasor warna biru. Itu adalah fasor untuk �.
Mula-mula ujung panah � berada di tengah. Terus jika diputar berlawanan jarum jam maka ujung
panah � akan pindah ke atas, lalu ke tengah, lagi terus ke bawah, dan kembali ke tengah. Nah sekarang gambarkan pada grafik. Jadilah seperti garis warna biru, kan?
Dengan cara yang sama maka grafik untuk � akan muncul seperti grafik warna merah.
LOGIKA PRAKTIS
Secara geometris, jika rangkaian �, maka ARUS LEBIH LAMBAT dari tegangan dan grafik arus adalah hasil pergeseran 9 ° ke arah KANAN dari grafik tegangan.
Secara geometris, jika rangkaian �, maka ARUS LEBIH CEPAT dari tegangan dan grafik arus adalah hasil pergeseran 9 ° ke arah KIRI dari grafik tegangan.
� �
�/�
� � �
CONTOH SOAL
1. Sifat berikut yang sesuai dengan ciri rangkaian seri ��� yaitu .... A. Arus � mendahului 9 ° terhadap ��
B. Arus � tertinggal 9 ° terhadap � C. Arus � tertinggal 9 ° terhadap �� D. Arus � mendahului 9 ° terhadap �
E. Tegangan pada resistor �� sefase dengan arus �
2. Grafik berikut menyatakan hubungan kuat arus (�) dan tegangan (�) terhadap waktu ( ).
Grafik di atas menunjukkan .... A. Rangkaian resistif
B. Rangkaian induktif
C. Rangkaian kapasitif
D. Rangkaian induktif-kapasitif E. Rangkaian resistif-induktif
3. Perhatikan gelombang sinus berikut!
Gelombang sinus di atas menunjukkan .... A. Rangkaian resistif
B. Rangkaian induktif
C. Rangkaian kapasitif
D. Rangkaian AC
E. Rangkaian DC
4. Diagram fasor antara arus dan tegangan pada resistor dalam rangkaian arus bolak-balik adalah
....
Jawaban B, D jelas salah karena � tiap komponen berbeda pada rangkaian seri ���.
Jawaban A salah, L itu lambat, arus lebih lambat daripada tegangan. Jawaban C juga salah, C itu cepat, arus lebih cepat dari tegangan
Jawaban E yang benar…. Karena pada resistor � dan � sefase
TRIK SUPERKILAT
Dari grafik menunjukkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar 9 °. Bagaimana dengan arus? ARUS LEBIH LAMBAT dari tegangan.
Sehingga grafik tersebut menunjukkan rangkaian L, alias induktor. Jadi rangkaian tersebut bersifat induktif
TRIK SUPERKILAT
Dari grafik menunjukkan bahwa tegangan mendahului arus sebesar 9 °. Bagaimana dengan arus? ARUS LEBIH LAMBAT dari tegangan.
Sehingga grafik tersebut menunjukkan rangkaian L, alias induktor. Jadi rangkaian tersebut bersifat induktif
TRIK SUPERKILAT
5. Manakah grafik yang menyatakan gelombang sinus tegangan dan arus terhadap waktu dalam rangkaian ��� yang bersifat kapasitif?
A. A.
B.
C.
D.
E.
6. Rangkaian �-�-� disusun seperti gambar di bawah.
Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika �� = �� adalah .... A.
B.
C.
D.
E.
TRIK SUPERKILAT
Rangkaian kapasitif artinya sifat rangkaian juga mengikuti kapasitor. Kapasitor membuat ARUS LEBIH CEPAT dari tegangan. Sehingga bila kita lihat dalam grafik, PUNCAK GRAFIK ARUS akan berada 9 ° di SEBELAH KIRI dari tegangan
Secara geometris, grafik arus adalah hasil pergeseran ke kiri grafik tegangan sebesar 90°
TRIK SUPERKILAT
Jika ��= �� dan � = � maka terjadi resonansi, sehingga grafik mengikuti grafik rangkaian resistif, atau rangkaian resistor.
7. Rangkaian �-�-� disusun seperti gambar di bawah.
Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika �� > �� adalah .... A.
B.
C.
D.
E.
8. Grafik berikut menunjukkan keadaan tegangan dan arus yang benar pada kapasitor yang
dipasang pada tegangan AC adalah .... A.
B.
C.
D.
E.
TRIK SUPERKILAT
Jika ��> �� artinya rangkaian lebih bersifat induktif, sehingga grafik akan mengikuti sifat induktor. Induktor simbolnya �, artinya arus lebih lambat, dan grafik arus adalah pergeseran 90° ke kanan dari grafik tegangan.
TRIK SUPERKILAT
9. Grafik yang menunjukkan rangkaian resistif yaitu ....
10.Kelima grafik berikut menyatakan hubungan antara kuat arus (�) dan tegangan (�) terhadap waktu ( ). Grafik yang menunjukkan hubungan antara tegangan dan arus untuk rangkaian arus bolak-balik yang bersifat kapasitif adalah ....
A.
B.
C.
D.
E.
11.Pada rangkaian seri ���, frekuensi resonansi dapat diperkecil dengan ….
A. Memperkecil R
B. Memperbesar L
C. Memperbesar tegangan
D. Memperkecil C
E. Memperbesar arus
12.Reaktansi induktif sebuah induktor akan mengecil apabila ....
A. Frekuensi arus diperbesar, sedangkan arus listriknya diperkecil
B. Frekuensi arus diperbesar, sedangkan induktansi induktor diperkecil
C. Frekuensi arus dan induktasi induktor diperbesar
D. Frekuensi arus diperkecil, sedangkan induktansi induktor diperbesar
E. Frekuensi arus dan induktansi induktor diperkecil
�/�
Rangkaian resistif, artinya sifatnya mengikuti resistor, sehingga arus dan tegangan sefase.
TRIK SUPERKILAT
Rangkaian kapasitor, simbolnya �, artinya arus lebih cepat, dan grafik arus adalah pergeseran 90° ke kiri dari grafik tegangan.
TRIK SUPERKILAT Frekuensi resonansi � =
�√��
Frekuensi resonansi berbanding terbalik dengan � atau �. Jadi untuk memperkecil � maka harus memperbesar � atau �
TRIK SUPERKILAT
13.Pernyataan-pernyataan berikut berkaitan dengan rangkaian �-�-� seri. 1) Reaktansi induktif > reaktansi kapasitif
2) Reaktansi induktif = reaktansi kapasitif
3) Impedansi = 0
4) Impedansi = hambatan �
Pernyataan yang benar saat terjadi resonansi ditunjukkan oleh nomor .... A. 1) dan 2)
B. 1) dan 3) C. 1) dan 4) D. 2) dan 3) E. 2) dan 4)
14.Perhatikan sifat dari rangkaian berikut ini. (1)Arus � mendahului 9 ° terhadap �� (2)Arus � sefase dengan ��
(3)Arus � tertinggal 9 ° terhadap �� (4)Arus � mendahului terhadap �
Sifat yang sesuai dengan rangkaian seri �� ditunjukkan oleh nomor .... A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3) C. (2) dan (3) D. (2) dan (4) E. (3) dan (4)
15.Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.
16.Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi
terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di
http://pak-anang.blogspot.com. Terima kasih.
TRIK SUPERKILAT
Resonansi terjadi jika ��= �� dan � = �
TRIK SUPERKILAT Rangkaian ��,
Resistor, arus dan tegangan resistor sefase.
PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012
1. Rangkaian R – L – C disusun seperti gambar di samping. Grafik gelombang sinus yang dihasilkan jika XL > XC adalah ....
A. .
B. .
C. .
D. .
E. .
Jika adik-adik butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut
disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal 20November 2012 yang lalu.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.
Terimakasih,
Pak Anang.
TRIK SUPERKILAT:
