Untuk rangkaian di bawah, energi yang timbul tiap detiknya dalam tahanan 2 ohm adalah ... a. 18 watt b. 12 watt c. 9 watt d. 6 watt e. 3 watt

Question

Jawaban yang benar adalah A. 18 watt.

Diketahui:

R1 = 2 Ω

R2 = 4 Ω

E1 = 12 V

E2 = 6 V

Ditanya:

P pada hambatan R1 = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah hukum Kirchhoff pada rangkaian dua loop. Pada suatu rangkaian tertutup (loop), berlaku hukum II Kirchhoff yaitu:

Σε + Σ(I.R) = 0.

Ketika suatu hambatan dialiri sumber tegangan tertentu, maka terdapat daya yang terdisipasi yang dinyatakan oleh:

P = I² x R,

dengan:

Σε = resultan ggl (volt)

I = arus listrik (A)

R = hambatan listrik (Ω)

P = daya listrik (W).

Untuk menyelesaikan persoalan tersebut, dapat mengikuti langkah-langkah sebagai berikut.

1. Tentukan arah loop dan arah arusnya.

(a). Pada loop sebelah kiri (1) arahnya dari kutub positif E1 = 12 V searah putaran jarum jam, sedangkan pada loop sebelah kanan (2) arahnya dari E2 = 6 V berlawanan arah putaran jarum jam.

(b). Lalu, tentukan titik cabang yaitu titik atas pada cabang R2 sebagai titik yang ditinjau (seperti tampak pada gambar soal). Arah arus listrik yaitu:

•) i1 keluar dari kutub positif E1 ke kanan menuju titik cabang.

•) i3 ke bawah menjauhi titik cabang menuju R2.

•) i2 keluar dari kutub positif E2 ke kiri menuju titik cabang.

2. Tinjau hukum I Kirchhoff pada titik cabang.

ΣI masuk = ΣI keluar

i1 + i2 = i3 ....(1)

3. Tinjau hukum II Kirchoff pada tiap loop.

Σε + Σ(I.R) = 0

Loop kiri:

Σε + Σ(I.R) = 0

(-12) + 2×i1 + 4×i3 = 0

i1 + 2 i3 = 6 ....(2)

Loop kanan:

Σε + Σ(I.R) = 0

(-6) + 4×i3 + 0×i2 = 0

4 i3 = 6

i3 = 1,5 A ....(3)

4. Setelah diperoleh tiga persamaan di atas, selanjutnya diselesaikan dengan cara mensubstitusikan persamaan (3) ke persamaan (2), sehingga diperoleh:

Persamaan (3) ke (2):

i1 + 2 i3 = 6

i1 + 2 (1,5) = 6

i1 = 6 - 3

i1 = 3 A ....(4)

Arus listrik i1 inilah yang mengalir pada resistor R1, sehingga energi yang timbul tiap detik pada hambatan 2 ohm adalah:

P = i1² x R1

P = 3² x 2

P = 18 watt.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah A.

Untuk rangkaian di bawah, energi yang timbul tiap detiknya dalam tahanan 2 ohm adalah ... a. 18 watt b. 12 watt c. 9 watt d. 6 watt e. 3 watt

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa