1.
Dua buah resistor dengan besar hambatan yang berbeda dibuat dalam rangkaian tertutup dengan dua buah sumber tegangan yang berbeda seperti gambar diatas. Besar hambatan pertama 4 ohm, besar hambatan kedua 3 ohm, besar sumber tegangan pertama 12 volt dan sumber tegangan yang kedua 5 volt. Berdasarkan data yang telah disebutkan di atas tentukanlah :
a. Besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian
b. Besar beda potensial antara titik A dan titik B (
)Jawab
a. Untuk menjawab soal di atas langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus pada rangkaian dan menentukan arah loop (putaran). Pada soal di atas kita tentukan arah arus berlawan dengan arah jarum jam hal ini berdasarkan pemikiran bahwa besar sumber tegangan yang pertama lebih besar dari sumber tegangan yang kedua dengan arah kutub yang berlawanan. Berdasarkan teori arus listrik bersumber dari kutub positif sehingga kita simpulkan arah putaran arus berlawanan dengan arah jarum jam.
Arah loop adalah arah putaran ketika kita melakukan oprasi persamaan hukum kirchoff
kita ambil loop searah dengan arah arus. Kalaupun akan mengambil arah loop berlawanan dengan arah arus bukanlah suatu masalah karena hasilnya akan sama, dengan tetap konsisiten menggunakan aturan yang telah disepakati yaitu ketika kita telusur seseuai dengan arah loop bertemu dengan kutub positif terlebih dahulu pada sumber tegangan maka nilai ggl bernilai positif, besar arus positif ketika ketika searah dengan loop .
Kita gunakan hukum Kirchoff yang kedua dalam sebuah lingkaran tertutup bahwa jumlah ggl dalam sebuah rangkaian tertutup dijumlahkan dengan jumlah perkalian arus dan hambatannya sama dengan nol
b. Menentukan beda potensial antara dua titik. Titik A dan titik B
Untuk menghitung beda potensial antara dua titik kita gunakan hukum Kirchoff yang kedua. Menghitung beda potensial ini kita lupakan loop dan anggaplah kita berjalan menyusuri dari titik A ke titik B dengan aturan perhitungan tetap berlaku yaitu jika arah kita menyusur ketika searah dengan arus, maka arus bernilai pisitif, dan ketika menyusur bertemu sumber tegangan bertemu dengan kutub positif maka nilai ggl positif.
Langkah pertama lewat atas
2.
Empat buah hambatan luar dan empat buah hambatan dalam berada dalam sebuah rangkaian tertutup seperti pada gambar di atas. Besar hambatan dalam sumber tegangan sama besarnya 0,5 ohm. Hambatan luar, hambatan pertama besarnya 3 ohm, hambatan kedua besarnya 2 ohm, hambatan ketiga besarnya 5 ohm, dan hambatan keempat besarnya 3 Ohm. tentukanlah :
a. Besar arus dalam rangkaian tersebut
b. Besar beda potensial anatara titik A dan titik B (
)Jawab
a.Langkah pertama tentukanlah arah araus dan arah loop (putaran) pada rangkaian tersebut. pada soal ini diambil arah arus berlawanan dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam karena dengan alasan seperti pada nomer 1. Arah loop diambil dengan arah arus seperti pada gambar di bawah. Soal nomor dua ini berbeda dengan nomor 1 di dalam soal nomor 2 terdapat hambatan dalam pada sumber tegangan dengan simbol r, proses pengerjaannya sama saja dengan hambatan dalam diikutkan dalam proses perhitungan.
Kemudian perhatikan gambar gunakan hukum Kirchoff kedua
b. Menentukan beda potensial antara dua titik. Titik A dan titik B
Langkah pertama menentukan beda potensial antara titik A dan titik B kita telusur dari titik A ke titik B lewat kanan
Langkah kedua menentukan beda potensial antara titik A dan titik B kita telusur dari titik A ke titik B lewat atas
3.
a. besar arus pada setiap cabang
b. besar beda potensial antara titik A dan titik B (
)Jawab
Untuk menjawab soal ini sama seperti 2 soal sebelumnya kita harus menentukan dulu arah arus dan arah loop. Dalam menentukan arah araus dan arah loop bisa diperkirakan tetapi sebetulnya terserah saja tentukan arah arus hanya tetap harus mengikuti atautan yang telah disepakati. di bawah ini saya sajikan gambar arah rus dan arah loop untuk digunakan pada hukum Kirchoff.
Gunakan hukum Kirchoff pertama bahwa jumlah raus masuk akan sama dengan jumlah arus keluar, dalam persamaan matematis sesuai denga gambar di atas bisa dituliskan
Pada penggunaan hukum Kirchoff pertama ini kita berhasil mendapatkan persamaan pertama yaitu
Pada perhitungan loop pertama kita berhasil mendapatkan persamaan kedua yaitu
Kemudian perhatikan loop kedua pada loop kedua terdapat 2 arus yaitu arus kedua dan arus ketiga jadi perhatikan ketika dioprasikan pada persamaan hukum kirchoff yang kedua
Pada perhitungan loop kedua kita berhasil mendapatkan persamaan ketiga yaitu
Dan bisa didapatkan persamaan ke empat
Persamaan keempat ini kita eliminasikan dengan persamaan ketiga menjadi
Dan berhasilkan menghitung besar arus kedua sebesar
Besar arus ketiga bertanda negatif artinya besar arus yang mengalir pada arus ketiga adalah (2/7) ampere tetapi arah arus ketiga yang diperkirakan adalah salah, pada kejadian sebetulnya atau yang terjadi sebenarnya pada rangkaian adalah arah kebalikannya. Pada perhitungan selanjutnya tetap saja tanda negatif harus dibawa dalam perhitungan jangan dihilangkan karena kita akan tetap mengacu ketika melakukan perhitungan selanjutnya pada gambar yang telah ditetapkan
Menghitung beda potansial antara dua titik A dan B lewat tengah pada arangkaian
Menghitung beda potansial antara dua titik A dan B lewat jalan kiri lewat rangkaian
Menghitung beda potansial antara dua titik A dan B lewat jalan kanan pada rangkaian
Besar beda potensial lewat tiga jalur perhitungannya hasilnya sama berarti perhitungan yang kita lakukan telah benar
No comments:
Post a Comment