Soal SMA Materi Hambatan Listrik Fisika dan Pembahasannya 2015/2016

Soal No. 1
Perhatikan gambar susunan beberapa hambatan listrik berikut ini! Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan 
Rangkaian di atas adalah rangkaian seri murni, sehingga tinggal dijumlahkan saja.
Rp = 2 + 3 + 6 = 11 Ohm

Soal No. 2
Perhatikan gambar susunan tiga hambatan berikut ini! 



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan 
Rangkaian di atas berupa paralel murni sehingga : 



Soal No. 3
10 buah hambatan identik masing-masing sebesar 10 Ω disusun seperti gambar berikut! 



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan 
Seri antara R₂ dan R₃ , namakan R₂₃ :



Seri antara R₄, R₅ dan R₆ namakan R₄₆ : 



Seri antara R₇ , R₈ , R₉ dan R₁₀ namakan R₇₁₀ 



Paralel antara R₁, R₂₃, R₄₆ dan R₇₁₀ menghasilkan R_AB:

1/R_AB = 1/10 + 1/20 + 1/30 + 1/40
1/R_AB = 12/120 + 6/120 + 4/120 + 3/120
R_AB = 120 / 25 = 4,8 Ohm


Soal No. 4
10 buah hambatan listrik disusun seperti gambar berikut! Masing-masing hambatan adalah identik dan besarnya 120 Ω . 



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaiandi atas!

Pembahasan 
Paralel antara R₂ dan R₃ namakan R₂₃ sebesar 60 Ω
Paralel antara R₄ , R₅ dan R₆ namakan R₄₆ sebesar 40 Ω
Paralel antara R₇ , R₈ , R₉ dan R₁₀ namakan R₇₁₀ sebesar 30 Ω
Seri antara R₁ , R₂₃ , R₄₆ dan R₇₁₀ menghasilkan R_AB

R_AB = 120 + 60 + 40 + 30 = 250 Ω

Soal No. 5
8 buah hambatan dengan nilai masing masing :
R₁ = 10 Ω 
R₂ = 2 Ω 
R₃ = 3 Ω 
R₄ = 17 Ω 
R₅ = 20 Ω 
R₆ = 20 Ω 
R₇ = 8 Ω 
R₈ = 10 Ω 



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik A dan B dari gambar rangkaian di atas!

Pembahasan 
→ Seri R₃ dan R₄ namakan R₃₄
R₃₄ = R₃ + R₄ = 3 + 17 = 20 Ω
→ Paralel antara R₅ dan R₃₄ namakan R₃₅ 
R₃₅ = 10 Ω
→ Seri antara R₂, R₃₅ dan R₇ namakan R₂₇
R₂₇ = 2 + 10 + 8 = 20 Ω
→ Paralel antara R₂₇ dan R₆ namakan R₂₇₆
R₂₇₆ = 10 Ω
→ Seri antara R₁ , R₂₇₆ dan R₈ menghasilkan R_AB

R_AB = 10 + 10 + 10 = 30 Ω

Soal No. 6
8 buah hambatan indentik masing-masing senilai 10 Ω disusun seperti gambar berikut! 



Tentukan hambatan pengganti (hambatan total) antara titik P dan R !

Pembahasan 
Karena R₂ dan R₄ tidak akan di aliri arus listrik / rangkaian terbuka, maka anggap tidak ada.
→ Seri R₅ dan R₆ :
R₅₆ = 20 Ω
→ Seri R₇ dan R₈ :
R₇₈ = 20 Ω
→ Paralel R₅₆ dan R₇₈ :
R₅₈ = 10 Ω
→ Seri R₁ , R₅₈ dan R₃ menghasilkan R_PQ :

R_PQ = 10 + 10 + 10 = 30 Ω


Soal 7 
Diberikan rangkaian seperti gambar dibawah.
Jika R₁ = 50 Ω, R₂ = 60 Ω, R₃ = 40 Ω, R₄ = 20 Ω, R₅ = 30 Ω
Hitung hambatan pengganti dari rangkaian diatas!

Pembahasan
Pada rangkaian diatas kondisinya adalah:

sehingga R₅ tidak bisa dihilangkan begitu saja, harus dimasukkan dalam perhitungan. Solusinya adalah mengganti R₁, R₄ dan R₅ dengan 3 buah hambatan baru sebutlah R_a, R_b dan R_c agar rangkaian diatas bisa diselesaikan secara seri / paralel. Berikut ilustrasi dan rumus transformasinya:

 

sehingga rangkaian yang baru adalah seperti gambar berikut:

dengan


Langkah berikutnya adalah
seri antara R_b dan R₂ didapat : 15 + 60 = 75 Ω
seri antara R_c dan R₃ didapat : 6 + 40 = 46 Ω
paralel antara dua hasil diatas

terakhir serikan R_paralel dengan R_a sebagai R_total :

 

Dengan demikian didapatkan hambatan pengganti untuk rangkaian jembatan Wheatstone diatas adalah 37,89 Ω.

Soal 8 

Berapa nilai kuat arus yang mengalir masuk ke rangkaian listrik berikut ini, jika semua hambatan memiliki nilai yang sama yaitu 12 Ohm dan dipasang sumber tegangan 12 volt?

Pembahasan:

Terlebih dahulu cari hambatan pengganti rangkaian diatas, gunakan rumus berikut:

dengan demikian hambatan total rangkaian adalah

Sehingga nilai kuat arus rangkaian dengan mudah didapat

Soal 9

Perhatikan Gambar dibawah!

 

Misalkan nilai R₁ =6 Ω, R₂ = 4 Ω, R₃ = 2 Ω, R₄ =3 Ω dan R₅ =9 Ω.

 

Berapakah nilai hambatan pengganti rangkaian diatas?

Untuk soal-soal Fisika SMA biasanya menampilkan tipe soal tentang jembatan Wheatstone hingga level berikut.

Pembahasan
Jika:

(R₁ x R ₃) = (R₂ x R₄)

maka R₅ dianggap tidak ada atau dihilangkan saja karena tidak akan ada arus listrik yang mengalir melalui R₅. Pada soal diatas 6 x 2 = 4 x 3 sehingga ketentuan diatas boleh dipakai. Serikan dua hambatan cabang atas, serikan hambatan cabang bawah kemudian paralelkan hasil keduanya. Hasil yang didapat adalah:

Tag : 2015/2016, 3 SMA/IPA, Kunci Jawaban, UN Fisika