Latihan Fisika Kelas XII Rangkaian Arus Searah
# 3
Pilgan

Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!

Berdasarkan rangkaian tersebut, besar arus listrik yang mengalir melewati hambatan 4 Ω4\ \Omega adalah ... A.

A

1,5

B

2,0

C

2,5

D

3,0

E

3,5

Pembahasan:

Diketahui:

Gambar rangkaian listrik:

Hambatan 1 R1=4 ΩR_1=4\ \Omega

Hambatan 2 R2=0R_2=0

Hambatan 3 R3=2 ΩR_3=2\ \Omega

Tegangan sumber 1 ε1\varepsilon_1 = 12 V

Tegangan sumber 2 ε2\varepsilon_2 = 6 V

Ditanya:

Kuat arus listrik di hambatan 1 I1=I_1=?

Dijawab:

Rangkaian listrik pada soal dapat dihitung dengan menggunakan hukum II Kirchhoff pada 2 loop. Hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa dalam rangkaian tertutup, jumlah ggl dan penurunan tegangannya sama dengan nol. Secara matematis dirumuskan dengan persamaan berikut.

Σ ε+Σ IR=0\Sigma\ \varepsilon+\Sigma\ IR=0

Dengan cacatan bahwa ggl bertanda positif (+) jika saat mengikuti arah loop, kutub positif sumber dijumpai terlebih dahulu. Jika arah arus sama dengan arah loop, maka arusnya bernilai positif (+).

Gambar rangkaian listrik dapat diubah menjadi seperti berikut.

Sesuai dengan hukum I KIrchhoff, berlaku:

I3=I1+I2I_3=I_1+I_2

Karena loop II lebih sederhana, maka dapat dihitung terlebih dahulu dengan menggunakan persamaan hukum II Kirchhoff.

Loop II

Σ ε+Σ IR=0\Sigma\ \varepsilon+\Sigma\ IR=0

ε2+I2R2+I3R3=0\varepsilon_2+I_2R_2+I_3R_3=0

6+I2(0)+I3(2)=0-6+I_2\left(0\right)+I_3\left(2\right)=0

6+2I3=0-6+2I_3=0

2I3=62I_3=6

I3=62I_3=\frac{6}{2}

I3=3I_3=3 A

Selanjutnya menghitung arus pada loop I.

Loop I

Σ ε+Σ IR=0\Sigma\ \varepsilon+\Sigma\ IR=0

ε1+I1R1+I3R3=0\varepsilon_1+I_1R_1+I_3R_3=0

12+I1(4)+(3)(2)=0-12+I_1\left(4\right)+\left(3\right)\left(2\right)=0

12+4I1+6=0-12+4I_1+6=0

6+4I1=0-6+4I_1=0

4I1=64I_1=6

I1=64I_1=\frac{6}{4}

I1=1,5I_1=1,5 A

Jadi, besar arus listrik yang mengalir melewati hambatan 4 Ω4\ \Omega adalah 1,5 A.