KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
UJIAN AKHIR SEMESTER
SEMESTER GANJIL 2013/2014
Mata Ujian : Dasar Teknik Elektro
Hari/Tanggal
: Senin, 23 Desember 2013
Kode MK : …………..
Waktu
: 90 menit
SKS
: 2
Sifat
: Open / Close Book
Semester : 1
Nama Dosen
: Haryanto, ST.,MT.
Kelas
: A, D
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. Diberikan sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah loop dengan data sebagai
berikut :
E1 = 6 volt
E2 = 9 volt
E3 = 12 volt
Tentukan :
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1
2. Tentukan kuat arus yang melalui tiap baterai pada rangkaian berikut ini, Jika R1 = R2
= R4 = R5 = 1 Ω, R3 = 4 Ω, E1 = E2 = 2 V dan E3 = 4V.
3. Hitung hambatan total (hambatan pengganti) rangkaian seri berikut:
4. Untuk mendapatkan hambatan total pada hambatan rangkaian paralel, sebenarnya
juga tidak begitu sulit. Perhatikan contoh rangkaian berikut:
Hitung hambatan pengganti ujung A dan B pada rangkaian gambar di atas!
Pembahasan No. 3
untuk menentukan hambatan pengganti rangkaian hambatan seri di atas kita dapat
jumlahkan langsung secara aljabar. Jadi hambatan total rangkaian seri di atas adalah:
Rtot = R1 + R2 + R3
Rtot = 3 + 6 + 9 = 18 ohm
Pembahasan No. 4
Selain cara di atas kita bisa coba dengan cara berikut:
Dengan x adalah KPK dari resistor-resistor yang terhubung paralel, atau bisa juga hasil
kali semua resistor yang terhubung paralel. Jadi untuk rangkaian di atas
penyelesaiannya bisa sebagai berikut:
Sekarang kita coba untuk rangkaian berikut:
Jika kita pilih x merupakan hasil kali semua resistor (x = 3 x 6 x 9 =162 ), maka besar
hambatan totalnya dapat ditentukan:
Pembahasan No. 2
Untuk memudahkan penyelesaian, kita ikuti langkah-langkah yang telah diberikan
sebelumnya,
Langkah 1 gambar ulang rangkaian pada soal
Langkah 2 Pada rangkaian ini terdapat 3 cabang yaitu ad dengan arus I1, be dengan arus
I3, dan cf dengan arus I2, serta arah yang ditunjukkan seperti pada gambar.
Langkah 3 Langkah ini tidak perlu dilakukan pada rangkaian tersebut, karena resistor
yang terpasang sudah sederhana.
Langkah 4 Tetapkan menjadi 2 loop, dimana loop 1 mempunyai arah yang serah dengan
jarum jam sedangkan loop 2 berlawanan (lihat gambar).
Langkah 5 Terapkan hukum II Kirchhoff pada loop 1 dan 2
Loop 1
Saat mengikuti arah loop 1, ggl 2 V kiri bertanda negatif dan ggl 4 V bertanda positif,
dan arus I1 searah dengan loop sedangkan arus I3 berlawanan arah loop sehingga I1
positif dan I3 negatif
ΣE + ΣIR = 0
(-2 + 4) + I1 (1+1) – I3 (4) = 0
2I1 – 4I3 = -2 … (i)
Loop 2
Saat mengikuti arah loop 2, ggl 2 V kanan bertanda negatif dan ggl 4 V bertanda positif,
dan arus I2 searah dengan loop sedangkan arus I3 berlawanan arah loop sehingga I2
positif dan I3 negatif
ΣE + ΣIR = 0
(-2 + 4) + I2 (1+1) – I3 (4) = 0
2I2 – 4I3 = -2 … (ii)
Langkah 6 Terapkan hukum I Kirchhoff untuk menuliskan persamaan arus pada tutuk
cabang b. Kuat arus yang masuk ke cabang b adalah I1, I2, dan I3 (lihat gambar),
sedangkan arus yang keluar cabang tidak ada, maka:
Σ I masuk = Σ I keluar
I1 + I2 + I3 = 0 … (iii)
Langkah 7 Selesaikan seluruhnya secara matematis
Dari persamaan (i) diperoleh: 2I1 = 4I3 – 2 —> I1 = 2I3 – 1 … (*)
Dari persamaan (ii) diperoleh: 2I2 = 4I3 – 2 —> I2 = 2I3 – 1 … (**)
Substitusi keduanya ke persamaan (iii):
I1 + I2 + I3 = 0
(2I3 – 1) + (2I3 – 1) + I3 = 0
5I3 = 2
I3 = 0.4 A
Substitusi kembali I3 ke persamaan (*) dan (**)
I1 = 2I3 – 1 = – 0.2 A
I2 = 2I3 – 1 = – 0.2 A
Jadi, uat arus yang melalui
Baterai 2 V kiri adalah 0.2 A
Baterai 4 V adalah 0.4 A
Baterai 2 V kanan adalah 0.2 A
5.
Penyelesaian: No. 1
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
Langkah-langkah standar :
- menentukan arah arus
- menentukan arah loop
- masukkan hukum kirchoff arus
- masukkan hukum kirchoff tegangan
- menyelesaikan persamaan yang ada
Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut :
Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan :
Loop 1
(Persamaan I)
Loop II
(Persamaan II)
Gabungan persamaan I dan II :
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1
- See more at:
http://www.wayankatel.com/2012/09/contoh-soal-pembahasan-materi-fisika-hukumkirchoff.html#sthash.GbtvH2nX.dpuf