C. Hambatan Listrik (R)
advertisement
Konsultasi Konsultasi Fisika SMK C. Lis Listrik Arus Searah (DC) Hambatan Listrik (R) Konsep Materi Hambatan Listrik (R) Hambatan pada kawat dipengaruhi oleh: a. Panjang kawat (l) b. Luas penampang kawat (A) c. Hambatan jenis kawat (ρ) d. Perubahan suhu pada kawat (∆T) Rumus l A R =ρ hubungan hambatan listrik dengan perubahan suhu Besarnya Hambatan kawat (R) R = Ro ( 1 + α ⋅ ∆T ) sebanding dengan panjang kawat (l) dan hambatan jenis kawat (ρ) dan ρ = hambatan jenis kawat (Ω.m) berbanding terbalik dengan Luas α = koefisien suhu hambatan (oC) Penampang kawat (A). Ro = hambatan listrik awal (Ohm) R~ρ ~l~ 1 A Susunan Hambatan Listrik A. Seri Jika dua hambatan R1 dan R2 disusun seri, maka: - I 1 = I 2 = I total (arusnya sama ) - Rtotal = R1 + R2 Mencari tegangan pada masing-masing hambatan V1 + V 2 = Vtotal V1 = R1 I R2 R1 Rtotal VSumber dan V2 V1 + V2 = _ R2 Rtotal VSumber Vs B. Paralel Jika dua hambatan R1 dan R2 disusun seri, maka: - V1 = V 2 = Vtotal (tegangannya Menentukan resisitor pengganti: 1 1 1 = + Rtotal R1 R2 sama ) - I 1 + I 2 = I total Mencari tegangan pada masing-masing hambatan 6 Lis Listrik Arus Searah (DC) I1 = I1 I Konsultasi Fisika SMK R1 R2 R1 + R2 ITotal dan I2 R2 + _ I2 = Vs R1 R1 + R2 ITotal 1. Berapakah hambatan sebuah kawat besi yang memiliki panjang 0,5 cm, dan uas 1,3 x 10-2 cm2. Jika hambatan jenis kawat besi tersebut 9,7 x 10-8 Ohmmeter? Penyelesaian: Penyelesaian: −2 R =ρ l 0, 5 × 10 = 9, 7 × = 0, 037 Ohm A 1, 3 × 10 −6 Jadi, hambatan kawat besi tersebut adalah 0,037 Ohm 2. Lilitan kawat mempunyai hambatan 25 Ohm pada suhu 35oC, sedangkan pada suhu 50oC hambatannya menjadi 25,17 Ohm. Berapakah koefisien hambatan suhu jenisnya? Penyelesaian: Penyelesaian: ( R = Ro 1 + α ⋅ ∆T ( ) 25, 17 = 25 1 + α ⋅ 15 1, 0068 = 1 + 15α 0, 0068 = 15α ) α = 4, 5 × 10 −4 Jadi, koefisien hambatan suhu jenisnya adalah 4,5 x 10-4 oC-1 3. Dua buah resistor masing-masing 6 Ohm dan 3 Ohm disusun seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt. Tentukan a. hambatan total, b. tegangan pada masing-masing hambatan. Penyelesaian: Penyelesaian: a. Hambatan Total Rtotal = R1 + R2 = 6 + 3 = 9 ohm Jadi, hambatan totalnya adalah 9 Ohm 7 Konsultasi Konsultasi Fisika SMK b. Lis Listrik Arus Searah (DC) Tegangan pada masing-masing hambatan V1 = V2 = R1 Rtotal R2 Rtotal VSumber = 6 ⋅ 12 = 8 volt 9 VSumber = 3 ⋅ 12 = 4 volt 9 Jadi, tegangan pada masing-masing hambatan adalah 8 volt dan 4 volt 4. Perhatikan gambar di samping ini! Jika kuat arus listrik I = 6 A, hambatan R1 = 2 Ohm, R2 = 3 Ohm, maka kuat arus pada masingmasing hambatan besarnya adalah! I1 R1 I I2 R2 Penyelesaian: Penyelesaian: Arus pada hambatan (R1) Arus pada hambatan (R2) I1 = R2 I Total R1 + R2 I2 = R1 I Total R1 + R2 I1 = 3 18 ⋅6 = = 3,6 2+3 5 I2 = 2 12 ⋅6 = = 2,4 2+3 5 Jadi, arus pada hambatan (R1) dan R2 adalah 3,6 ampere dan 2,4 ampere 1. Suatu kumparan kawat mempunyai hambatan kawat 2 Ω pada suhu 00C dan suhu 1000 C mempunyai hambatan 2,8 Ω. Tentukan nilai t0C saat mempunyai hambatan 3,2 Ω. Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 8 Lis Listrik Arus Searah (DC) Konsultasi Fisika SMK _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2. Perhatikan gambar berikut. Hambatan pengganti rangkaian tersebut adalah .... Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 3. Sebuah kawat yang panjangnya 2 m dan luas penampangnya 5 cm2 memiliki hambatan 100Ω. Jika kawat tersebut memiliki panjang 4 m dan luas penampang 1,25 cm2, berapakah hambatannya? Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 4. Sebuah termometer hambatan terbuat dari platina (α = 3,92 × 10-3/C°). Pada suhu 20°C, hambatannya 50 Ω. Sewaktu dicelupkan ke dalam bejana berisi logam indium yang sedang melebur, hambatan termometer naik menjadi 76,8 Ω. Tentukan titik lebur indium tersebut. Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 5. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut ini. Jika hambatan 1 = 8 ohm, 2 = 16 ohm, 3 = 16 ohm, 4 = 8 ohm, dan 5 = 12 ohm. Besarnya tegangan antara A dan B adalah .... 9 Konsultasi Konsultasi Fisika SMK Lis Listrik Arus Searah (DC) Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 6. Tentukan hambatan pengganti antara titik a dan b dari rangkaian berikut. Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 7. Tiga buah hambatan masing-masing 2 Ω, 3 Ω, dan 6Ω. Tentukan nilai hambatan terkecil dan terbesar dari kombinasi susunan ketiga hambatan tersebut. Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 8. Dari rangkaian berikut ini, jika antara A dan C terdapat beda potensial 120 volt, berapakah beda potensial antara A dan B? 10 Lis Listrik Arus Searah (DC) Konsultasi Fisika SMK Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 9. Tentukanlah hambatan pengganti antara titik a dan b pada rangkaian berikut ini. Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 10. Untuk rangkaian berikut ini, tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B dan titik B dan C adalah… Jawaban: _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 11