Ayo, Cek Pemahaman Rangkaian Listrik!

Ayo, Cek Pemahaman Rangkaian Listrik!

Tiga lampu identik dirangkai seperti Gambar 2.13. Jika amperemeter menunjukkan angka 0,6 A dan voltmeter menunjukkan 3 V, maka:
a. tentukan besar hambatan masing-masing lampu dan tegangan baterai yang digunakan!
b. jika lampu A dilepaskan, bagaimana nyala lampu B dan C?
c. jika lampu C dilepaskan, bagaimana nyala lampu A dan B?

Disclaimer :

• Pembahasan soal fisika di bawah hanya digunakan oleh orang tua atau wali untuk memandu proses belajar anak.
• Sebelum melihat pembahasan soal ini, pastikan teman-teman sudah mengerjakan sendiri terlebih dahulu.

Diketahui :
tiga lampu identik hambatannya dimisalkan \(R\)
\(I_{total} = 0,6 \ A\)
\(V_p = 3 \ Volt\)

Ditanya :
a. \(R\) = ...? dan \(V_s\) = ...?
b. Nyala lampu B dan C jika lampu A dilepas
c. Nyala lampu A dan B jika lampu C dilepas

Jawab :

Soal a
Menghitung hambatan total paralel (lampu B dan C)
\begin{aligned}\frac{1}{R_p} &= \frac{1}{R}+\frac{1}{R}\\ &= \frac{2}{R} \\ R_p &= \frac{R}{2} \end{aligned}

Menghitung hambatan total
\begin{aligned} R_{total} &= R_A + R_p \\ &= R + \frac{R}{2} \\ &= \frac{3}{2} R \end{aligned}

Kuat arus pada rangkaian paralel (\(I_p\))
Arus pada lampu A dan paralel lampu B an C (gabungan lampu B dan C) memiliki besar yang sama
\begin{aligned} I_{total} &= I_A = I_p \\ &= 0,6 \ A \end{aligned}

Menghitung nilai hambatan paralel
\begin{aligned} R_p &= \frac{V_p}{I_p} \\ &= \frac{3}{0,6} \\ &= 5 \ \Omega \end{aligned}

Menghitung nilai masing-masing hambatan pada lampu (\(R\))
\begin{aligned} R_p &= \frac{R}{2}\\ 5 &= \frac{R}{2} \\ R &= 5 \cdot 2 \\ &= 10 \ \Omega \end{aligned}

Menghitung nilai hambatan total pada rangkaian
\begin{aligned} R_{tot} &= \frac{3}{2} R \\ &= \frac{3}{2} \cdot 10 \\ &= 15 \ \Omega \end{aligned}

Menghitung tegangan baterai yang digunakan
\begin{aligned} V_s &= I_{tot} \cdot R_{tot} \\ &= 0,6 \cdot 15 \\ &= 9 \ volt \end{aligned}

Soal b

Nyala lampu B dan C jika lampu A dilepas, hambatan totalnya menjadi :
\begin{aligned} \frac{1}R_{tot} &= \frac{1}{R_B}+\frac{1}{R_C}\\ &= \frac{1}{R}+\frac{1}{R}\\
&= \frac{2}{R} \\ R_{tot} &= \frac{R}{2} \end{aligned}

Jika lampu A dilepaskan, hambatan rangkaian semakin kecil yaitu:
\(R_{tot} = \frac{1}{2} R\), saat baterai tetap maka arus yang mengalir semakin besar,
daya lampu semakin besar sehingga setiap lampu menyala lebih terang.

Soal c

Nyala lampu A dan B jika lampu C dilepas, hambatan totalnya menjadi :
\begin{aligned} R_{tot} &= {R_A}+R_B\\ &= R+R\\ &= 2R \\ \end{aligned}

Jika lampu C dilepaskan, hambatan rangkaian semakin besar yaitu
\(R_{tot} = 2R\), saat baterai tetap maka arus yang mengalir semakin kecil,
daya lampu semakin kecil sehingga setiap lampu menyala lebih redup.