Pertanyaan

Dua puluh baterai masing-masing dengan data ε = 6 V dan r = 0 , 4 Ω disusun seperti tampak dalam gambar. Kutub-kutub sistem baterai P dan Q dihubungkan dengan rangkaian hambatan yang terhubung seperti jembatan Wheatstone ABDC . Tentukan tegangan jepit V PQ !

Dua puluh baterai masing-masing dengan data $ε = 6 V$ dan $r = 0, 4 Ω$ disusun seperti tampak dalam gambar.

Kutub-kutub sistem baterai P dan Q dihubungkan dengan rangkaian hambatan yang terhubung seperti jembatan Wheatstone ABDC. Tentukan tegangan jepit V_PQ!

N. Puspita

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Pembahasan

Diketahui: Ditanya: V PQ Jawab: Menghitung tegangan total pada baterai: ; karena ada 2 susunan paralel dari 10baterai maka: ; baterai yang disusun paralel menghasilkan tegangan yang tetap. Menghitung hambatan dalam total pada baterai: ; karena ada 2 susunan paralel dari 10baterai maka: ; karena baterai yang disusun paralel Menghitung Hambatan pengganti pada Jembatan Wheatstone: Cek hasil kali silang : 2 × 1 ≠ 4 × 1,5; sehingga untuk mencari nilai hambatan pengganti maka diperlukan rangkaian hambatan bantu. Mengubah hambatan R AB /R 1 , R AC /R 2 , dan R BC /R 5 menjadi R a , R b , dan R c . Besar nilai hambatan R a , R b , dan R c adalah: Rangkaian jembatan Wheatstone yang baru adalah sebagai berikut : Menghitung nilai hambatan pengganti : Rangkaian seri R b dan R 4 : Rangkaian seri R c dan R 3 : Rangkaian Paralel : Besar Hambatan Pengganti : Menghitung kuat arus : Menghitung tegangan jepit V PQ Jadi, jawaban yang tepat adalah 30 V.

Diketahui:

Ditanya: V_PQ

Jawab:

Menghitung tegangan total pada baterai:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell V subscript n end cell equals cell n cross times V end cell row cell V subscript 10 end cell equals cell 10 cross times 6 end cell row blank equals cell 60 space V end cell end table ; karena ada 2 susunan paralel dari 10 baterai maka:

V subscript t o t a l end subscript equals 60 space straight V ; baterai yang disusun paralel menghasilkan tegangan yang tetap.

Menghitung hambatan dalam total pada baterai:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R d subscript n space end cell equals cell n cross times R d end cell row cell R d subscript 10 end cell equals cell 10 cross times 0 comma 4 end cell row blank equals cell 4 space capital omega end cell end table ; karena ada 2 susunan paralel dari 10 baterai maka:

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell fraction numerator 1 over denominator R d subscript t o t a l end subscript end fraction end cell equals cell fraction numerator 1 over denominator R d subscript 10 end fraction plus fraction numerator 1 over denominator R d subscript 10 end fraction end cell row cell fraction numerator 1 over denominator R d subscript t o t a l end subscript end fraction end cell equals cell 1 fourth plus 1 fourth end cell row cell fraction numerator 1 over denominator R d subscript t o t a l end subscript end fraction end cell equals cell 2 over 4 end cell row cell R d subscript t o t a l end subscript end cell equals cell 2 space straight capital omega end cell end table$ ; karena baterai yang disusun paralel

Menghitung Hambatan pengganti pada Jembatan Wheatstone:
Cek hasil kali silang: 2 × 1 ≠ 4 × 1,5; sehingga untuk mencari nilai hambatan pengganti maka diperlukan rangkaian hambatan bantu.

Mengubah hambatan R_AB/R₁, R_AC/R₂, dan R_BC/R₅ menjadi R_a, R_b, dan R_c. Besar nilai hambatan R_a, R_b, dan R_c adalah :

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript a end cell equals cell fraction numerator R subscript 1 times R subscript 2 over denominator R subscript 1 plus R subscript 2 plus R subscript 5 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 2 capital omega times 4 capital omega end style over denominator begin display style 2 capital omega plus 4 capital omega plus 2 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 8 capital omega squared end style over denominator begin display style 8 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell 1 capital omega end cell end table$

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript b end cell equals cell fraction numerator R subscript 1 times R subscript 5 over denominator R subscript 1 plus R subscript 2 plus R subscript 5 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 2 capital omega times 2 capital omega end style over denominator begin display style 2 capital omega plus 4 capital omega plus 2 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 4 capital omega squared end style over denominator begin display style 8 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell 0 comma 5 capital omega end cell end table$

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript c end cell equals cell fraction numerator R subscript 2 times R subscript 5 over denominator R subscript 1 plus R subscript 2 plus R subscript 5 end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 4 capital omega times 2 capital omega end style over denominator begin display style 2 capital omega plus 4 capital omega plus 2 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator begin display style 8 capital omega squared end style over denominator begin display style 8 capital omega end style end fraction end cell row blank equals cell 1 capital omega end cell end table$

Rangkaian jembatan Wheatstone yang baru adalah sebagai berikut :

Menghitung nilai hambatan pengganti :

Rangkaian seri R_b dan R₄ :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript b comma 4 end subscript end cell equals cell R subscript b plus R subscript 4 end cell row blank equals cell 0 comma 5 space capital omega space plus 1 comma 5 space capital omega space end cell row blank equals cell 2 space capital omega end cell end table

Rangkaian seri R_c dan R₃ :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript c comma 3 end subscript end cell equals cell R subscript c plus R subscript 3 end cell row blank equals cell 1 space capital omega space plus 1 space capital omega space end cell row blank equals cell 2 space capital omega end cell end table

Rangkaian Paralel :

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell 1 over R subscript p end cell equals cell 1 over R subscript b comma 4 end subscript plus 1 over R subscript c comma 3 end subscript end cell row cell 1 over R subscript p end cell equals cell fraction numerator 1 over denominator 2 straight capital omega end fraction plus fraction numerator 1 over denominator 2 straight capital omega end fraction end cell row cell R subscript P end cell equals cell 1 straight capital omega end cell end table$

Besar Hambatan Pengganti :

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell R subscript p e n g g a n t i end subscript end cell equals cell R subscript a plus R subscript P end cell row blank equals cell 1 straight capital omega plus 1 straight capital omega end cell row blank equals cell 2 straight capital omega end cell end table

Menghitung kuat arus :

$table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row I equals cell V subscript t o t end subscript over R subscript t o t end subscript end cell row blank equals cell fraction numerator V subscript t o t end subscript over denominator R subscript d plus R subscript p e n g g a n t i end subscript end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 60 space straight V over denominator 2 straight capital omega plus 2 straight capital omega end fraction end cell row blank equals cell fraction numerator 60 space straight V over denominator 4 straight capital omega end fraction end cell row blank equals cell 15 space straight A end cell end table$

Menghitung tegangan jepit V_PQ

Jadi, jawaban yang tepat adalah 30 V.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

5.0 (1 rating)