SMART SOLUTION UN FISIKA SMA 2013 (SKL 5 Indikator 5.3 Hukum Kirchoff)

(1)

Smart Solution

UJIAN NASIONAL

TAHUN PELAJARAN 2012/2013

Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013

Fisika SMA

Disusun Oleh :

(2)

Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com) Halaman 165

5.3. Menentukan besaran-besaran listrik pada suatu rangkaian berdasarkan hukum Kirchoff.

Hukum I Kirchoff

Hukum II Kirchoff

Σ� � = Σ� � � Σ� = atau Σ� + Σ� =

Langkah-langkah Penyelesaian:

1. Lengkapi tanda pada kutub-kutub GGL dengan benar. (kutub panjang adalah kutub positif)

2. Buat permisalan arah loop (usahakan searah dengan arus)

3. GGL positif jika putaran loop bertemu pertama kali dengan kutub positif GGL, dan sebaliknya.

GGL bernilai negatif, karena putaran loop bertemu kutub negatif dulu.

4. Arus positif jika searah loop, dan sebaliknya.

Pada gambar � bernilai positif, karena searah dengan arah loop.

5. Jika hasil akhir arus bertanda negatif, berarti arah yang sebenarnya berlawanan dengan permisalan loop tadi.

+ −

(3)

Rangkaian Resistor

Rangkaian Seri

Rangkaian Paralel

= + + … + =_� +_� + … +_�

�

� = � + � + … + � � = � = � = … = �

� = � = � = … = � � = � + � + … + �

TRIK SUPERKILAT:

Menentukan kapasitor pengganti pada rangkaian seri:

=_{Σℎ �� }�� _{� ��}�

Contoh Soal:

Tentukan hambatan pengganti dari rangkaian berikut:

KPK dari 40, 60, 20 adalah 120 kan?

Jadi penyelesaiannya adalah

=

4 + 6 + = + + = Ω

� �!

+ −

�

� �

+ −

� �

�

= 60 Ω

= 40 Ω

(4)

TRIK SUPERKILAT:

Trik menyelesaikan soal loop rangkaian listrik adalah menggunakan prinsip tegangan.

Contoh soal rangkaian tertutup berikut:

Jadi, rangkaian tertutup dimisalkan menjadi rangkaian paralel terhadap ujung A dan B. Sehingga bisa dipecah menjadi tiga rangkaian yaitu: kiri, tengah dan kanan.

Nah, pada rangkaian paralel tentunya adik-adik sudah paham, bahwa pada rangkaian hambatan yang disusun paralel maka besar tegangan adalah sama besar pada masing-masing lintasan.

Berarti � pada lintasan kiri, tengah, dan kanan adalah sama, yaitu �

� = Σ�

_{� � �− � � � � � �}

×

Atau dijabarkan menjadi:

� = [Σ�_{Σ ] ×}_{Σℎ �� }�� _{� ��}�

� = [−� +� +� ] ×_{Σℎ �� }�� _{� ��}�

Catatan:

Tanda pada � bergantung pada kutub apa yang ditemui lebih dulu. (untuk lintasan A ke B ternyata

� bertemu dengan kutub negatif lebih dulu)

Maka soal tersebut bisa diselesaikan menjadi:

� = [− + + ] ×

4 + 6 +

= [− + + _{] × + +}

= ×

= volt

Nah, untuk mencari kuat arus yang mengalir di masing-masing lintasan maka gunakan konsep hukum Kirchoff II:

� = Σ� + Σ�

Untuk soal di atas, maka:

� = −� + � ⇒ = − + � ⇒ � = , A(tanda minus artinya arah arus dari A ke B)

� = + � ⇒ = + � ⇒ � = , A

� = � + � ⇒ = + � ⇒ � = − , A(tanda minus artinya arah arus dari B ke A)

A

B

� = 16 V

� = 10 V

= 40 Ω

A

B

A

B

A

B

= 60 Ω = 20 Ω

� = 16 V

= 20 Ω

= 60 Ω

(5)

CONTOH SOAL

Menentukan kuat arus (�)atau beda potensial (�) pada alat ukur.

1. Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar! Kuat arus yang terukur amperemeter adalah .... A. 0,1 A

B. 0,5 A C. 1,0 A D. 1,5 A E. 3,0 A

2. Perhatikan rangkaian listrik di samping!

Jika saklar A dan B ditutup nilai voltmeter � adalah .... A. 2 volt

B. 6 volt C. 8 volt D. 10 volt E. 12 volt

Menentukan besar beda potensial (�) menggunakan konsep rangkaian hambatan

3. Rangkaian sederhana 3 hambatan identik R seperti gambar.

Jika titik A dan C diberi beda potensial 120 volt, maka potensial � adalah .... A. 48 volt

4. Rangkaian sederhana 3 hambatan identik disusun seperti gambar berikut.

Jika titik A dan C diberik beda potensial 180 volt, maka besar beda potensial � adalah .... A. 60 volt

5. Rangkaian sederhana terdiri atas 3 hambatan seperti pada gambar.

Jika beda potensial � = volt, beda potensial � adalah ....

Pada BC hambatan disusun paralel, = =�×�

�+�=

= + = + =

� = � ⇒ � =� ⇒ � =

⇒ � = volt

ABC disusun seri. � = � = �

�+�=

� = � ⇒ � =� ⇒ =�

⇒ � = volt

A B C

ABC disusun seri. � = � = �

�+�=

= + = + =

� = � ⇒ � =� ⇒ � =

(6)

Menentukan kuat arus (�) pada rangkaian tertutup dengan satu loop.

6. Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar!

Kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup adalah .... A. 1,66 A

B. 1,5 A C. 1,33 A D. 1,00 A E. 0,75 A

7. Perhatikan rangkaian di bawah ini.

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 Ω, besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah ....

A. 0,5 A B. 1,5 A C. 1,8 A D. 4,5 A E. 5,4 A

8. Perhatikan gambar di bawah !

Besar kuat arus yang melalaui rangkaian di atas adalah .... A. 1 A

B. 1,5 A C. 2 A D. 2,75 A E. 3 A

9. Perhatikan gambar berikut!

Besar kuat arus dalam rangkaian .... A. 0,15 A

arah arus berlawanan arah loop

+ +

− ₋

(7)

Menentukan kuat arus (�) pada rangkaian tertutup dengan satu loop (seolah-olah dua loop).

10.Perhatikan rangkaian resistor di samping!

Nilai kuat arus dalam rangkaian adalah .... A. 1,5 A

B. 2,5 A C. 3,0 A D. 4,5 A E. 5,0 A

11.Perhatikan rangkaian resistor di bawah ini

Nilai kuat arus � pada rangkaian adalah ....

Menentukan kuat arus (�) pada rangkaian tertutup dengan dua loop.

12.Pada rangkaian listrik sederhana seperti pada gambar!

Besar kuat arus � adalah ....

13.Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar!

Kuat arus yang melalui sebesar ....

Hambatan total rangkaian:

= + = + ( ×_{+ ) = + = Ω}

� =_{Σ = = , A}�

TRIK SUPERKILAT

Hambatan total rangkaian:

= + + = + ( ×_{+ ) = + = Ω}

Gunakan metode Determinan untuk menyelesaikan Sistem Persamaan Linear:

� = | |

pada lintasan kanan tidak terdapat hambatan sama sekali

Lihat lintasan kiri: Σ� + Σ� = �

(8)

14.Perhatikan rangkaian listrik pada gambar berikut.

Kuat arus yang melalui hambatan 20 Ω adalah ....

15.Perhatikan rangkaian listrik pada gambar berikut.

Kuat arus yang melalui hambatan 20 Ω adalah ....

16.Suatu rangkaian listrik digambarkan sebagai berikut.

Jika saklar ditutup, besar arus yang melewati adalah .... A. 1 A

B. 2 A C. 3 A D. 4 A E. 5 A

17.Perhatikan rangkaian listrik berikut ini!

Arus listrik yang melalui sebesar .... A. 0

Karena 20 � berada di lintasan kanan. Lihat hukum Coulomb II pada lintasan kanan:

� = Σ� + ΣI

Karena 20 � berada di lintasan kanan. Lihat hukum Coulomb II pada lintasan kanan:

� = Σ� + ΣI

Karena � berada di lintasan tengah. Lihat hukum Coulomb II pada lintasan kanan:

� = Σ� + ΣI

(9)

18.Perhatikan rangkaian berikut!

Arus yang melewati sebesar ....

Menentukan beda potensial (�) pada rangkaian tertutup dengan satu loop.

19.Perhatikan rangkaian berikut ini!

Nilai tegangan di sebesar ....

20.Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Tegangan listrik di sebesar .... A. 1 volt

21.Perhatikan rangkaian listrik seperti pada gambar!

Kuat arus dan tegangan antara dan pada rangkaian di atas adalah .... A. 0,1 A dan 16 V

(10)

Menentukan beda potensial (�) pada rangkaian tertutup dengan dua loop.

22.Perhatikan rangkaian listrik pada gambar di samping.

Besar beda potensial di adalah .... A. 5 volt

23.Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.

24.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.

= Ω

= Ω = Ω

V, Ω

TRIK SUPERKILAT:

� = � = (Σ� � � �− � � � � � � ) � � �

= ( + + + + ) × + +

= + + ×

= = volt A

(11)

PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012

1. Perhatikan rangkaian listrik berikut ....

Besar kuat arus yang mengalir pada hambatan 4 Ω adalah ....

A. 1,0 A

B. 1,2 A

C. 1,6 A

D. 2,4 A

E. 3,2 A

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:

� = + , = + + , = , + , = Ω

� = �

� = = A