Soal Latihan Dan Pembahasan Aturan Kirchhoff E1

Soal tes Fisika ini disusun untuk memmenolong siswa mencar ilmu Fisika menurut topik-topik tertentu. Soal pilihan berganda ini terdiri dari beberapa seri yang disusun menurut model soal dan tingkat kesusahan. Pada bab ini, topik yang akan kita bahas ialah Hukum Kirchhoff I dan Hukukm Kirchhoff II. Target dari tes ini ialah siswa sanggup mengunakan konsep Hukum Kirchhoff dalam menganalisa suatu rangkaian listrik tertutup, menganalisis arah arus, memilih besar lengan berkuasa arus, memilih besar tegangan, dan bisa menjawaban soal yang bekerjasama dengan Hukum Kirchhoff.

1. Perhatikan gambar rangkaian listrik di bawah ini!
   
   

   Besar dan arah besar lengan berkuasa arus pada kendala 2 Ω ialah ....
   A. 0,75 A dari atas ke bawah
   B. 0,75 A dari bawah ke atas
   C. 0,5 A dari atas ke bawah
   D. 0,5 A dari bawah ke atas
   E. 0,8 A dari bawah ke atas
   

   Pembahasan :
   

   

   Sesudah kita tentukan arah loop menyerupai gambar di atas, maka selanjutnya kita gunakan rumus. Berdasarkan aturan Kirchhoff I, hubungan antara I1, I2, dan I3 ialah :
   I1 + I2 = I3
   
   Berdasarkan konsep aturan Kirchoff II :
   ⇒ Jika arus bertemu kutub (+) sumber tegangan, ε berharga positif.
   ⇒ Jika arus bertemu kutub (-) sumber tegangan, ε berharga negatif.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -4 + 2 + 4.I1 + 2.I3 = 0
   ⇒ -2 + 4.I1 + 2.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 6I1 + 2I2 = 2
   ⇒ 3I1 + I2 = 1 ................1)
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -6 + 2 + 4.I2 + 2.I3 = 0
   ⇒ -4 + 4.I2 + 2.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 2I1 + 6I2 = 4
   ⇒ I1 + 3I2 = 2
   ⇒ I1 = 2 − 3I2 .................2)
   
   Substitusi persamaan 2 ke persamaan 1 :
   3I1 + I2 = 1
   ⇒ 3(2 − 3I2) + I2 = 1
   ⇒ 6 − 9I2 + I2 = 1
   ⇒ 6 − 8I2 = 1
   ⇒ I2 = ⅝ A
   
   Selanjutnya :
   I1 = 2 − 3I2
   ⇒ I1 = 2 − 3(⅝)
   ⇒ I1 = ⅛ A
   
   Kuat arus yang mengalir pada kendala 2 Ω ialah :
   I3 = I1 + I2
   ⇒ I3 = ⅛ + ⅝
   ⇒ I3 = ¾
   ⇒ I3 = 0,75 A (dari atas ke bawah)
   

   Jawaban : A

   
   
2. Perhatikan gambar di bawah ini!
   

   Kuat arus yang mengalir pada kendala 4Ω ialah ....
   A. 0,5 A
   B. 1,0 A
   C. 1,5 A
   D. 2,0 A
   E. 2,5 A
   

   Pembahasan :
   

   

   Arus yang mengalir pada tiruana kendala ialah sama besar.
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ (-4 + 2 − 2) + (2 + 2 + 4) I = 0
   ⇒ -4 + 8I = 0
   ⇒  I = 0,5 A
   

   Jawaban : A

   
   
3. Perhatikan gambar diberikut ini!
   
   

   Kuat arus yang melewati kendala 4Ω ialah ....
   A. 0,2 A
   B. 0,4 A
   C. 0,6 A
   D. 1,0 A
   E. 1,2 A
   

   Pembahasan :
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -12 + (3 + 1).I1 + 4.I3 = 0
   ⇒ -12 + 4.I1 + 4.(I2 − I1) = 0
   ⇒ 8I1 + 4I2 = 12
   ⇒ 2I1 + I2 = 3 ................1)
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ 12 + (7 + 1).I2 + 4.I3 = 0
   ⇒ 12 + 8.I2 + 4.(I1 + I2) = 0
   ⇒ 4I1 + 12I2 = -12
   ⇒ I1 + 3I2 = -3
   ⇒ I1 = -3 − 3I2 .................2)
   
   Substitusi persamaan 2 ke persamaan 1 :
   2I1 + I2 = -3
   ⇒ 2(-3 − 3I2) + I2 = 3
   ⇒ -6 − 6I2 + I2 = 3
   ⇒ -5I2 = 9
   ⇒ I2 = -1,8 A
   
   Selanjutnya :
   I1 = -3 − 3I2
   ⇒ I1 = -3 − 3(-1,8)
   ⇒ I1 = 2,4 A
   
   Kuat arus yang mengalir pada kendala 4 Ω ialah :
   I3 = I1 + I2
   ⇒ I3 = 2,4 + (-1,8)
   ⇒ I3 = 0,6 A
   

   Jawaban : C

   
   
4. Perhatikan rangkaian di bawah ini!
   
   

   Jika arus yang mengalir pada kendala 5 ialah 0,75 A, maka besar tegangan E ialah ....
   A. 5 V
   B. 10 V
   C. 15 V
   D.20 V
   E. 25 V
   

   Pembahasan:
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -10 + 5 + 10.I1 + 5.(0,75) = 0
   ⇒ -5 + 10.I1 + 3,75 = 0
   ⇒ 10I1 = 1,25
   ⇒ I1 = 0,125 A
   Dari I1 + I2 = I3.
   ⇒ I2 = I3 − I1
   ⇒ I2 = 0,75 − 0,125
   ⇒ I2 = 0,625 A.
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -E + 5 + 10.I2 + 5(0,75) = 0
   ⇒ -E + 5 + 10(0,625) + 3,75 = 0
   ⇒ -E + 5 + 6,25 + 3,75 = 0
   ⇒ E = 15 V.
   

   Jawaban : C

   
   
5. Dari gambar rangkaian di bawah ini, nilai elemen E ialah ....
   
   

   A. 5,5 V
   B. 11 V
   C. 15 V
   D. 20 V
   E. 25 V
   

   Pembahasan :
   

   

   Dari gambar di atas : I1 + I2 = I3.
   
   Loop II :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -30 + 12 + 5.I2 + 4.(2,5) = 0
   ⇒ -18 + 5.I2 + 10 = 0
   ⇒ 5I2 = 8
   ⇒ I2 = 1,6 A
   Dari I1 + I2 = I3.
   ⇒ I1 = I3 − I2
   ⇒ I1 = 2,5 − 1,6
   ⇒ I1 = 0,9 A.
   
   Loop I :
   ∑ ε + ∑ I.R = 0
   ⇒ -30 + E + 10.I1 + 4(2,5) = 0
   ⇒ -30 + E + 10(0,9) + 10 = 0
   ⇒ -30 + E + 9 + 10 = 0
   ⇒ -11 + E = 0
   ⇒ E = 11 V.
   

   Jawaban : B