Uji Prestasi Mandiri 1.1 Arus Listrik

Soal Nomor 1

Muatan listrik sebesar 6 Coulomb mengalir pada suatu kawat penghantar dalam waktu 5 menit. Berapakah kuat arus listrik pada kawat tersebut?

Diketahui :
q = 6 Coulomb
t = 5 menit = 300 detik

Ditanya :
I = ...?

Jawab :
\begin{aligned}
I &= \frac{q}{t} \\
&= \frac{6}{300} \\
&= 0,02 \ Ampere
\end{aligned}

Soal Nomor 2

Hitunglah muatan listrik yang melewati suatu penampang kawat jika pada kawat tersebut mengalir arus listrik sebesar 5 A dalam waktu :
a. 7 sekon
b. 3 menit
c. 1 jam

Diketahui :
I = 5 A
\(t_1\) = 7 sekon
\(t_2\) = 3 menit = 180 sekon
\(t_3\) = 1 jam = 3600 sekon

Ditanya :
q = ...?

Jawab :
Soal 2a
\begin{aligned}
q &= I \cdot t_1 \\
&= 5 \cdot 7 \\
&= 35 \ Coulomb
\end{aligned}

Soal 2b
\begin{aligned}
q &= I \cdot t_2 \\
&= 5 \cdot 180 \\
&= 900 \ Coulomb \\
&= 9 \times 10^2 \ Coulomb
\end{aligned}

Soal 2c
\begin{aligned}
q &= I \cdot t_3 \\
&= 5 \cdot 3600 \\
&= 18000 \ Coulomb \\
&= 1,8 \times 10^4 \ Coulomb
\end{aligned}

Soal Nomor 3

Pada sebuah kawat penghantar mengalir arus listrik sebesar 4 A. Berapakah jumlah elektron yang mengalir melalui kawat tersebut dalam waktu 12 sekon?

Diketahui :
I = 4 A
t = 12 s

Ditanya :
n = ...?

Jawab :
\begin{aligned}
q &= I \cdot t \\
&= 4 \cdot 12 \\
&= 48 \ Coulomb\\
\\
n &= \frac{q}{e} \\
&= \frac{48}{1,6\times 10^-{19}} \\
&= 30 \times 10^{19} \\
&= 3 \times 10^{20} \ buah \ elektron
\end{aligned}

Baca Juga

Soal Latihan 1.1 s.d 1.5
Uji Prestasi Mandiri 1.1
Uji Prestasi Mandiri 1.2
Uji Prestasi Mandiri 1.3
Soal Latihan 1.6 s.d 1.9
Uji Prestasi Mandiri 1.4
Soal Latihan 1.10
Uji Prestasi Mandiri 1.5
Soal Laatihan 1.11 s.d 1.12
Uji Prestasi Mandiri 1.6
Soal Latihan 1.13 s.d 1.15
Uji Prestasi Mandiri 1.7
Soal Latihan 1.16

PETUNJUK PENGERJAAN SOAL

• Arus listrik dapat didefinisikan sebagai banyaknya muatan yang mengalir tiap detik. Arus listrik merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan juga arah. Arah dari kuat arus adalah dari potensial tinggi menuju potensial yang lebih rendah. Aliran arus seperti ini disebut juga aliran arus konvensional.
• Berbeda dengan aliran elektron, aliran ini arahnya berlawanan dengan aliran konvensional, yaitu dari potensial rendah menuju potensial tinggi.
• Satu buah elektron memiliki besar muatan \(1,6 \times 10^{-19}\) Coulomb, dengan muatan negatif.
• Kuat arus memiliki satuan Ampere, atau disingkat dengan A.
• Saat rangkaian terbuka, arus tidak dapat mengalir, sehingga tidak dapat menyalakan lampu.

Soal Nomor 1

• Kuat arus merupakan besaran yang memiliki nilai.
• Besar nilai kuat arus dapat dihitung menggunakan persamaan \(I = \frac{q}{t}\). Hal ini sesuai dengan definisi kuat arus, yaitu banyaknya muatan tiap satuan waktu.
• Ampere itu setara dengan Couloumb/detik, sehingga waktu yang diperlukan, harus diubah satuannya ke dalam satuan detik atau sekon.
• satu menit adalah 60 sekon.
• Jika semua satuan sudah dalam satuan internasional, barulah dapat dihitung nilainya.
• Dalam ilmu fisika, beda satuan sudah menghasilkan nilai yang berbeda. Jadi hati-hatilah dalam menggunakan satuan. Kemampuan konversi satuan sangat diperlukan dalam mempelajari ilmu fisika.

Soal Nomor 2

• Muatan yang melewati suatu penampang kawat dalam selang waktu tertentu, menunjukkan muatan total.
• Menghitung muatan dapat menggunakan persamaan \(q = I \cdot t\).
• Satuan Coulomb setara dengan satuan Ampere sekon.
• Pada soal ini, satuan kuat arus sudah dalam ampere sehingga tidak perlu dilakukan konversi satuan.
• Namun, untuk besaran waktu, satuannya masih bervariatif, sehingga ketiganya harus dijadikan dalam satuan sekon atau detik.
• 1 menit setara dengan 60 detik, sedangkan 1 jam setara dengan 3600 detik.

Soal Nomor 3

• Pada waktu tertentu saat kawat penghantar dialiri arus, disitulah ada sejumlah elektron yang ikut mengalir.
• Besar jumlah elektron yang mengalir itu tidak tetap, bergantung dengan besar muatan yang ditimbulkan pada waktu tersebut.
• Untuk menghitung jumlah elektron yang mengalir, maka nilai muatan totalnya atau q, harus dihitung terlebih dahulu menggunakan persamaan \(q = I \cdot t\)
• Pada soal nomor 3 ini, semua satuan sudah dalam satuan internasional, jadi tidak perlu melakukan konversi satuan.
• Setelah menghitung besar q, barulah dapat menghitung jumlah elektron, caranya adalah membagi muatan total tersebut dengan besar satu muatan elektron atau menggunakan persamaan : \(n = \frac{q}{1,6 \times 10^{-19}}\).
• menurut aturan eksponensial, saat ada pangkat negatif sebagai penyebut, kalau dipindah posisian menjadi pembilang maka pangkatnya dikurangi. Misalnya : \(\frac{1}{10^{-19}} = 10^{19}\).