Soal Rangkaian Campuran Seri Pararel dan Pembahasannya

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini, kita akan bahas Contoh Soal Rangkaian Campuran dan Pembahasannya. Contoh Soal Rangkaian Campuran dan Pembahasannya dalam bahasan kita ini akan memberikan untuk menjawab soal-soal yang berkaitan dengan rangkaian seri dan paralel resistor.

Contoh Soal Rangkaian Campuran

Nomor 1.

Tiga lampu identik di rangkai dengan sakelar dan baterai seperti di tunjukkan pada gambar berikut.

Apa yang terjadi pada nyala lampu A dan B ketika saklar ditutup?

Pembahasan

Untuk menyelesaikan Contoh Soal Rangkaian Campuran ini, kita perlu menggunakan konsep daya listrik, dimana semakin besar daya listrik lampu, maka akan semakin terang nyalanya. Jadi terang atau tidaknya nyala lampu di tentukan oleh daya yang terpakai (daya efektifnya).

Baca Juga: Lampu manakah yang menyala lebih terang?

Olehnya itu, kita cari satu persatu daya pada lampu A, B, dan C. Ingat, daya listrik yang di simbol P memiliki rumus atau persamaan:

Sebelum sakelar di tutup

Sebelum sakelar di tutup, lampu C tidak menyala. Lampu yang menyala adalah lampu A dan C, tentu dengan nyala yang sama besarnya karena jenis lampunya sama (identik).

Daya pada setiap lampu

Misalkan tegangan sumber Vs, dan hambatan pada setiap bohlam adalah R. Karena saklar belum di tutup maka lampu A dan B tersusun secara seri sehingga, hambatan total rangkaian adalah 2R. Arus yang melewati lampu A dan B sama sebesar,

I_A =I_B =I = Vs/Rtotal = Vs/2R

Ingat, ketika dua hambatan R₁ dan R₂ tersusun seri , maka jumlah tegangan V₁ + V₂ harus sama dengan tegangan sumber. Karena jenis bohlam identik, maka tegangan pada lampu A dan B juga akan sama besar.

V_A =V_B = Vs/2

Olehnya itu,

Setelah sakelar di tutup

Setelah sakelar di tutup, semua lampu akan menyala. Karena lampu identik maka nyala lampu B dan C, akan sama terangnya dan nyala keduanya akan berbeda dengan nyala lampu A.

Daya pada setiap lampu

Karena tegangan sumber Vs, dan hambatan pada setiap bohlam adalah R. Kemudian, ketika sakelar di tutup, maka lampu B dan C tersusun secara paralel, maka:

Olehnya itu,

Dari hasil ini dapat di bandingkan daya pada lampu sebelum dan setelah sakelar di tutup

Dengan demikian maka jawaban yang paling benar adalah B, Lampu A lebih terang, B meredup.

Baca Juga : Contoh Soal Hukum Coulomb.

2. Nomor 2.

Perhatikan Gambar rangkaian listrik berikut!

Jika di ketahui R₁= 6 ohm, R₂ = 2 ohm, R₃ = 6 ohm, dan E = 10 volt, maka besar kuat arus yang melalui R₂ adalah.…
A. 0,7 ampere
B. 1,0 ampere
C. 1,4 ampere
D. 2,0 ampere
E. 8,3 ampere

Pembahasan:

Untuk memudahkan menyelesaikan Contoh Soal Rangkaian Campuran ini, Anda dapat mengubah posisi hambatan tanpa mengubah persambungannya. Misalkan dengan memindah R₁ ke bawah, rangkaian di atas menjadi:

Tampak jelas bahwa R₁ dan R₃ dirangkai paralel dan kemudian dirangkai seri dengan R₂. Hambatan totalnya adalah,

R_paralel = (R₁//R₃) = (6//6) = (6×6) /(6+6) = 3 ohm

Sehingga Rtotalnya adalah,

R_total = (R₁//R₃) + R₂ = 3 + 2 = 5 ohm

Dengan demikian maka arus totalnya adalah,

I_total = V_s/R_total = 10 V/5 ohm = 2 A

Karena yang ditanyakan adalah arus yang melalui R₂, dan berdasarkan gambar terlihat bahwa arus yang akan melewati R₂ adalah arus total. Jadi arus yang melalui R₂ adalah sebesar 2A.

Jadi jawaban yang benar adalah D. 2A.

3. Nomor 3. Contoh soal Rangkaian Campuran

Perhatikan rangkaian listrik berikut ini.

Jika R₁ = 3 ohm, R₂ = 2 ohm, R₃ = 6 ohm, dan E = 12 V, kuat arus yang di tunjukkan oleh amperemeter A adalah ….

A. 1 A
B. 2 A
C. 3 A
D. 6 A
E. 10 A

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan Contoh Soal Rangkaian Campuran ini, Anda dapat mengubah posisi hambatan tanpa mengubah persambungannya. Dengan memindah R₁ ke bawah, rangkaian di atas menjadi:

Tampak jelas bahwa R₁ dan R₃ di rangkai paralel dan kemudian di rangkai seri dengan R₂. Hambatan totalnya adalah,

R_paralel = (R₁//R₃) = (3//6) = (3×6) /(3+6) = 2 ohm

Sehingga R_totalnya adalah,

R_total = (R₁//R₃) + R₂ = 2 + 2 = 4 ohm

Dengan demikian maka arus totalnya adalah,

I_total = E/R_total = 12 V/4 ohm = 3 A

Karena yang di tanyakan adalah arus yang melalui Ammeter atau yang melewati R₁, maka kita cari dulu tegangan pada R1.

Telah di ketahui bahwa tegangan pada R₁ dan R₃ besarnya sama yaitu:

V₁ = V₃ = ((R₁//R₃)/R_total) x E

V₁ = (2/4) x 12 Volt = 6 Volt

Sehingga arus yang melalui Ammeter atau yang melewati R₁ adalah,

I₁ = V₁/R₁ = 6 V/ 3 ohm = 2 A

Jadi jawaban yang benar adalah B. 2A.

4. Nomor 4. Contoh Soal Rangkaian Campuran

Perhatikan gambar berikut!

Pernyataan yang benar adalah….

Baca Juga: Gambar Rangkaian Listrik Seri

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan Contoh Soal Rangkaian Campuran ini, kita definisikan dulu, R₁ = 8 ohm, R₂ = 3 ohm, R₃ = 6 ohm, dan Vs = 10 V. Kemudian dari gambar terlihat bahwa R₂ dan R₃ tersusun paralel yang kemudian dirangkai seri dengan R₁.

Dari gambar:

R_paralel = (R₂//R₃) = (3//6) = (3×6) /(3+6) = 2 ohm

Sehingga R_totalnya adalah,

R_total = R₁ + (R₂//R₃) = 8 + 2 = 10 ohm

Dengan demikian maka arus totalnya adalah,

I_total = E/R_total = 10 V/10 ohm = 1 A

Dari gambar terlihat bahwa, arus yang melalui R₁ atau I₁ merupakan arus total, sehingga I₁ = 1 A.

Karena R₂ dan R₃ tersusun paralel, maka tegangan pada R₂ dan R₃ besarnya sama yaitu:

V₂ = V₃ = V_bc = ((R₂//R₃)/R_total) x E

V₂ = V₃ = V_bc = (2/10) x 10 Volt = 2 Volt

Kemudian tegangan pad R₁ atau V_ab adalah,

V_ab = V_s – V_bc

V_ab = 10 V – 2 V = 8 V

Olehnya itu, maka

Jadi jawaban yang benar adalah D. Tegangan antara b dan c adalah 2 Volt dan I₂ sebesar 2/3 A.

Baca Juga: Contoh Soal Medan Listrik

5. Nomor 5. Contoh Soal Rangkaian Campuran

Perhatikan gambar di bawah ini,

Jika di ketahui, R₁ = 4 ohm, R₂ = 3 ohm, R₃ = 6 ohm, dan tegangan sumber Vs =24 Volt, tentukanlah:

• (a) besar hambatan total rangkaian
• (b) tegangan listrik pada setiap resistor
• (b) kuat arus listrik yang melalui setiap resistor

Pembahasan nomor 5 ini dapat anda lihat pada artikel berikut:

Contoh Soal Rangkaian Seri Paralel Resistor

Jika ada yang perlu penjelasan tambahan, anda dapat menuliskannya pada kolom komentar di bawah ini.

Baca Juga: Contoh Soal Grafik Hukum Ohm

Jadi teringat ungkapan,

Beraninya kau lewat didepan rumahku sambil berteriak keras memanggil namaku setiap saat…

Hmm, jika Dia membaca ini, mungkin dia akan ingat pesannya ini sambil tersenyum, hanya Dia yang tau maksudnya, aku lupa menanyakannya…

Demikian, semoga ada manfaat.