Listrik Dinamis, Hukum Kirrchoff, dan Daya Listrik

Multiple Choice

Seutas kawat panjangnya 2 m dengan hambatan 4 Ω dipotong menjadi dua bagian tidak sama panjang, lalu kedua potongan disambung paralel. Jika beda potensial 12 V dipasang pada ujung-ujung rangkaian baru, arus total yang paling mendekati benar adalah … A

• 3

• 4

• 6

• 9

• Tidak dapat ditentukan tanpa mengetahui panjang tiap potongan

Multiple Choice

Mahasiswa merangkai resistor R1 = 10 Ω dan R2 = 15 Ω seri pada catu daya 9 V. Setelah pengukuran, amperemeter menunjukkan 0,4 A. Manakah PENJELASAN PALING LOGIS atas ketidaksesuaian hasil ini dengan hukum Ohm?

• Amperemeter terhubung paralel sehingga mengganggu rangkaian

• R1 mengalami kenaikan suhu sehingga hambatannya turun

• Tegangan 9 V sebenarnya diberikan antara setiap resistor, bukan ujung rangkaian

• Nilai R2 salah baca, seharusnya 5 Ω

• Instrumen multimeter harusnya diletakkan sebelum catu daya

Multiple Choice

Sebuah lampu pijar 6 V/3 W dihubungkan ke baterai 9 V menggunakan resistor seri. Mahasiswa diminta menetapkan nilai resistor agar lampu menyala pada daya nominalnya. Manakah alasan bahwa pendekatan hanya dengan hukum Ohm dapat menghasilkan kesalahan perancangan?

• Resistor ideal tidak ada, maka hukum Ohm tak berlaku

• Tegangan lampu berubah saat suhu filamen naik

• Baterai 9 V memiliki EMF terinduksi balik

• Hambatan kawat penghubung biasanya lebih dominan daripada resistor

• Hukum Ohm hanya berlaku pada suhu di bawah 0 °C

Multiple Choice

Suatu sensor suhu termistor NTC ditempatkan sebagai bagian dari pembagi tegangan dengan resistor tetap 1 kΩ. Output diambil di tengah rangkaian (tegangan pada termistor). Dosen menantang mahasiswa: “Bagaimana cara paling efektif memaksimalkan sensitivitas perubahan tegangan terhadap perubahan suhu sekitar suhu operasi?”

• Mengganti resistor tetap dengan nilai yang sama persis dengan hambatan termistor pada suhu target

• Mengurangi tegangan catu daya agar tidak melewati batas daya termistor

• Menambahkan resistor seri besar untuk membatasi arus

• Menyusun termistor secara paralel dengan resistor tetap

• Mengukur arus, bukan tegangan, karena hukum Ohm linier terhadap arus

Multiple Choice

Dalam proyek layanan masyarakat, mahasiswa diminta membuat rangkaian sederhana demonstrasi efisiensi energi: diberikan sumber 12 V dan dua lampu LED identik (masing-masing 20 mA pada 3 V). Mahasiswa mengusulkan menyusun seri kedua LED dengan sebuah resistor pembatas arus. Evaluasi kritis terhadap usul ini adalah …

• Tepat, karena rugi daya pada resistor lebih kecil dibanding jika paralel

• Salah, karena hukum Ohm tidak berlaku pada LED

• Kurang tepat, karena variasi tegangan forward LED menyebabkan salah satu LED tidak menyala optimal, menurun­kan efisiensi keseluruhan

• Salah, karena arus seri dua LED akan dua kali lipat dibanding satu LED

• Tepat, karena hukum Ohm menjamin kedua LED memperoleh tegangan sama

Multiple Choice

Tiga lampu identik disusun secara seri dan dinyalakan dengan baterai 9 V. Salah satu lampu kemudian putus. Apa yang kemungkinan paling tepat terjadi, dan mengapa?

• Dua lampu lainnya tetap menyala, tetapi redup

• Semua lampu mati karena arus tidak dapat mengalir

• Tegangan pada dua lampu lainnya meningkat

• Lampu yang putus bertindak seperti resistor

• Dua lampu lainnya menyala lebih terang

Multiple Choice

Empat resistor masing-masing 2 Ω disusun dalam bentuk dua pasang paralel yang kemudian disusun seri. Berapa hambatan total rangkaian, dan apa makna fisis dari susunan ini dalam konteks efisiensi energi?

• 8 Ω, efisien karena mengurangi arus

• 2 Ω, tidak efisien karena arus terlalu besar

• 4 Ω, efisien karena membagi arus dan menurunkan rugi daya

• 1 Ω, tidak efisien karena arus terlalu kecil

• 3 Ω, tidak efisien karena membingungkan aliran arus

Multiple Choice

Siswa merancang rangkaian dengan satu lampu 6 V 1 W dan baterai 12 V. Jika ia ingin lampu bekerja normal, rangkaian resistor mana yang paling logis digunakan?

• Satu resistor 6 Ω diseri

• Dua resistor 6 Ω paralel

• Satu resistor 36 Ω diseri

• Dua resistor 3 Ω paralel

• Tidak diperlukan resistor jika lampu cukup terang

Multiple Choice

Dalam eksperimen, siswa menyusun tiga resistor 4 Ω secara paralel, lalu menyambungkannya ke sumber 12 V. Siswa bingung karena pengukuran arus total lebih kecil dari yang dihitung. Apa penyebab paling masuk akal?

• Kesalahan pada rumus paralel

• Hambatan kabel dan alat ukur mempengaruhi total hambatan

• Baterai tidak cocok dengan resistor paralel

• Resistor dihubungkan secara seri tanpa sengaja

• Tegangan sumber lebih tinggi dari yang tertulis

Multiple Choice

Dalam sebuah pelatihan guru, ditunjukkan bahwa dua lampu identik menyala lebih terang saat diparalel dibanding saat diseri. Manakah PENJELASAN PALING TEPAT atas fenomena tersebut?

• Tegangan pada masing-masing lampu lebih tinggi dalam rangkaian paralel

• Hambatan lampu meningkat jika disusun seri

• Arus total lebih kecil dalam paralel

• Tegangan dibagi rata dalam rangkaian paralel

• Paralel menyebabkan lampu cepat rusak

Multiple Choice

Dalam suatu titik cabang pada rangkaian listrik, terdapat arus masuk sebesar 3 A dari satu kabel, 2 A dari kabel lain, dan 1 A keluar dari titik tersebut. Berdasarkan Hukum I Kirchhoff, berapa besar dan arah arus pada kabel keempat agar hukum tersebut tetap berlaku?

• 4 A masuk

• 5 A keluar

• 6 A keluar

• 4 A keluar

• Tidak dapat ditentukan tanpa mengetahui hambatan kabel

Multiple Choice

Seorang siswa merancang rangkaian percabangan dengan asumsi: “Semua arus dari sumber baterai pasti terbagi rata ke setiap cabang.”
Pernyataan tersebut akan gagal bila …

• Semua cabang memiliki resistor yang sama

• Rangkaian disusun dengan kabel tanpa hambatan

• Setiap cabang diukur dengan amperemeter identik

• Masing-masing cabang memiliki resistor berbeda

• Sumber tegangan memiliki kapasitas arus besar

Multiple Choice

Dalam percobaan, siswa mengukur tegangan baterai 9 V dan dua lampu dalam satu loop. Ternyata tegangan total pada kedua lampu hanya 8,4 V. Apa yang paling mungkin menjadi penyebab perbedaan hasil dengan hukum Kirchhoff?

• Arus mengalir terlalu cepat

• Baterai kehilangan daya karena suhu

• Terdapat hambatan internal baterai

• Volt meter tidak mengukur dengan arah yang benar

• Hukum Kirchhoff tidak berlaku pada lampu

Multiple Choice

Diberikan rangkaian dua loop yang saling terhubung. Seorang mahasiswa menghitung dua persamaan hukum II Kirchhoff dan mendapati arus negatif pada salah satu loop. Apa makna dari hasil tersebut?

• Arus tidak mungkin negatif

• Rangkaian tidak stabil

• Arah arus yang diasumsikan berlawanan arah dengan arus sebenarnya

• Hukum Kirchhoff tidak berlaku untuk dua loop

• Hambatan terlalu kecil, sehingga arus menjadi balik

Multiple Choice

Dalam sebuah proyek pembelajaran kontekstual, siswa diminta membuat rangkaian senter sederhana. Saat diuji, lampu tidak menyala meski baterai masih baru. Jika dilihat dari hukum II Kirchhoff, kemungkinan penyebab paling logis adalah …

• Baterai tidak mengandung cukup muatan

• Loop rangkaian tidak tertutup sempurna

• Arus terlalu besar untuk senter

• Senter mengubah arus menjadi tegangan

• Tegangan baterai terlalu tinggi

Multiple Choice

Sebuah alat listrik berdaya 100 W dinyalakan selama 5 jam setiap hari. Jika tarif listrik adalah Rp1.500 per kWh, berapa biaya listrik untuk alat tersebut selama 30 hari?

• Rp15.000

• Rp22.500

• Rp30.000

• Rp45.000

• Rp60.000

Multiple Choice

Dua alat listrik digunakan secara bersamaan: alat A (60 W) dan alat B (90 W). Namun, alat A menyala selama 2 jam, sedangkan alat B selama 1 jam. Manakah pernyataan yang paling tepat tentang konsumsi energinya?

• Alat A mengonsumsi lebih banyak energi daripada alat B

• Alat B mengonsumsi lebih banyak energi daripada alat A

• Keduanya mengonsumsi energi yang sama

• Konsumsi energi tidak dapat dihitung tanpa mengetahui voltase

• Alat A lebih berbahaya karena menyala lebih lama

Multiple Choice

Sebuah kipas angin memiliki tegangan kerja 220 V dan mengalirkan arus sebesar 0,5 A. Namun kipas tersebut hanya menghasilkan 80% efisiensi daya untuk menghasilkan angin. Berapa daya yang hilang sebagai panas?

• 22 W

• 44 W

• 55 W

• 88 W

• 110 W

Multiple Choice

Seorang siswa menyatakan bahwa memasang lampu dengan daya lebih besar akan lebih hemat energi, karena ruang lebih terang dan waktu menyala lebih singkat. Pendapat ini akan tepat jika …

• Tarif listrik ditentukan oleh lama pemakaian, bukan daya

• Lampu digunakan di ruangan sempit

• Daya yang lebih besar tidak memengaruhi arus

• Intensitas cahaya lampu berbanding lurus dengan efisiensinya

• Lampu yang dipasang memiliki efisiensi cahaya tinggi (lumen/watt)

Multiple Choice

Sebuah keluarga mengganti semua lampu pijar 60 W dengan lampu LED 10 W. Jika mereka memiliki 10 lampu yang dinyalakan 4 jam per hari, berapa besar penghematan energi per hari?

• 0,5 kWh

• 2 kWh

• 1 kWh

• 4 kWh

• 0,2 kWh