Bank Soal Fisika SMA Daya dan Energi Listrik

Diketahui:

Spesifikasi lampu A

Daya lampu A $P_{\text{LA}}$ = 40 W

Tegangan lampu A $V_{\text{LA}}$ = 120 V

Spesifikasi lampu B

Daya lampu B $P_{\text{LB}}$ = 60 W

Tegangan lampu B $V_{\text{LB}}$ = 120 V

Tegangan sumber $V_{\text{S}}$ = 120 V

Ditanya:

Jumlah daya dari kedua lampu $P_{\text{total}}=$?

Dijawab:

Yang tetap dari keempat lampu adalah hambatan lampu. Daya merupakan energi persatuan waktu dan dirumuskan dengan persamaan berikut.

$P=\frac{W}{t}=I^2R=\frac{V^2}{R}$

Berdasarkan persamaan:

$P_{\text{L}}=\frac{V_{\text{L}}^2}{R_{\text{L}}}\rightarrow\ R_{\text{L}}=\frac{V_{\text{L}}^2}{P_{\text{L}}}$

Maka, hambatan masing-masing lampu adalah:

Lampu A

$R_{\text{LA}}=\frac{V_{\text{LA}}^2}{P_{\text{LA}}}$

$R_{\text{LA}}=\frac{\left(120\right)^2}{40}\ \Omega$

Lampu B

$R_{\text{LB}}=\frac{V_{\text{LB}}^2}{P_{\text{LB}}}$

$R_{\text{LB}}=\frac{\left(120\right)^2}{60}\ \Omega$

Menghitung hambatan total lampu

Karena kedua lampu dipasang seri, maka:

$R_{\text{total}}=R_{\text{S}}=R_{\text{LA}}+R_{\text{LB}}$

$R_{\text{total}}=\frac{\left(120\right)^2}{40}+\frac{\left(120\right)^2}{60}\$

$R_{\text{total}}=\frac{\left(60+40\right)\left(120\right)^2}{\left(40\right)\left(60\right)}$

$R_{\text{total}}=\frac{\left(100\right)\left(120\right)^2}{\left(2.400\right)}$

Menghitung data total

$P_{\text{total}}=\frac{V_{\text{S}}^2}{R_{\text{total}}}$

$P_{\text{total}}=\frac{\left(120\right)^2}{\frac{\left(100\right)\left(120\right)^2}{\left(2.400\right)}}$

$P_{\text{total}}=\frac{\left(120\right)^2}{\left(120\right)^2}\left(\frac{2.400}{100}\right)$

$P_{\text{total}}=\frac{2.400}{100}$

$P_{\text{total}}=24$ W

Jadi, jumlah daya dari lampu A dan B adalah 24 W.