Perhatikan gambar berikut! Hitung energi kalor yang timbul pada R 2 dan R 3 selama 10 s!

Pembahasan

Diketahui : Rangkaian listrik campuran seri dan paralel R 1 ​ R 2 ​ R 3 ​ I 1 ​ ​ = = = = ​ 30 Ω 60 Ω 70 Ω 4 A ​ Ditanya : Energi kalor yang timbul pada R 2 dan R 3 selama 10 s? Jawab : Konsep: Hukum ohm berbunyi "besar arus ( I ) dalam suatu rangkaian adalah berbanding lurus dengan beda tegangan ( V ) dan berbanding terbalik dengan tahanan atau hambatan ( R )”. Dirumuskan : I = R V ​ Karakteristik rangkaian seri : Kuat arus yang mengalir pada setiap hambatan besarnya sama. Karakteristik rangkaian paralel : Karakteristik rangkaian paralel adalah beda potensial atau tegangan pada setiap komponen besarnya sama. Hukum I Kirchoff Jumlah kuat arus yang masuk titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar titik percabangan. Rumus energi listrik W = V q = V ( I t ) = ( I R ) ( I t ) = I 2 Rt dengan W I V q R t ​ = = = = = = ​ energi listrik ( J ) kuat arus listrik ( A ) tegangan listrik ( V ) muatan listrik ( C ) hambatan ( ohm ) waktu ( s ) ​ Langkah-langkah penyelesaian: Kita akan menggunakan rumus energi listrik W = I 2 Rt Harus mencari kuat arus I yang melalui masing-masing hambatan terlebih dahulu. Langkah 1 , menghitung beda potensial atau tegangan pada R 1 . V 1 ​ ​ = = = ​ I 1 ​ R 1 ​ 4 × 30 120 volt ​ Langkah 2 , mencari kuat arus yang melalui hambatan R 2 . Kita bisa lihat dari gambar, bahwa R 1 dan R 2 dirangkai paralel. Berdasarkan karakteristik rangkaian paralel, maka : V 1 ​ = V 2 ​ = 120 volt Masukan ke rumus hukum Ohm I 2 ​ ​ = = = ​ R 2 ​ V 2 ​ ​ 60 120 ​ 2 A ​ Langkah 3 , mencari kuat arus yang melalui R 3 . Berdasarkan hukum I Kirchoff ∑ ​ I ma s u k ​ I 1 ​ + I 2 ​ 4 + 2 6 I 3 ​ ​ = = = = = ​ ∑ ​ I k e l u a r ​ I 3 ​ I 3 ​ I 3 ​ 6 A ​ Langkah 4 , menghitung energi kalor selama 10 s pada masing-masing hambatan. Hambatan R 1 W ​ = = = = ​ ( I 1 ​ ) 2 R 1 ​ t ( 4 ) 2 ( 30 ) ( 10 ) 4800 J 4 , 8 kJ ​ Hambatan R 2 W ​ = = = = ​ ( I 2 ​ ) 2 R 2 ​ t ( 2 ) 2 ( 60 ) ( 10 ) 2400 J 2 , 4 kJ ​ Hambatan R 3 W ​ = = = = ​ ( I 1 ​ ) 2 R 1 ​ t ( 6 ) 2 ( 70 ) ( 10 ) 25200 J 25 , 2 kJ ​ Dengan demikian, energi kalor yang timbul pada R 2 dan R 3 selama 10 sberturut-turut 2,4 kJ dan25,2 kJ.