Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya 3
Soal 17
Sebuah resistor 20 Ω, induktor 40 mH, dan kapasitor 5 µF di hubungkan seri dengan sumber GGL bolak-balik 10 V pada frekuensi 1.000/π Hz. Impedansi rangkaian adalah sebesar . . . .
A. 10 Ω
B. 10√2 Ω
C. 20 Ω
D. 20√2 Ω
E. 35 Ω
Jawab:
resistor R = 20 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 2πfL = 2π x 1.000/π Hz x 40 x 10-3 H = 80 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(2π x 1.000/π Hz x 5 x 10-6 F) = 100 Ω
Impedansi rangkaian adalah sebesar
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (80 Ω – 100 Ω)2 + (20 Ω)2
Z = 20√2 Ω
Soal 2
Dalam rangkaian RLC, nilai R = 60 Ω, L = 5 mH, C = 5 mF, dan sumber tegangan bolak-balik dengan harga puncak 120 V. Frekuensi sudut ω, supaya arus yang dibangkitkan dalam resistor mencapai nilai paling besar adalah . . . .
A. 450 rad/s
B. 380 rad/s
C. 290 rad/s
D.200 rad/s
E. 179 rad/s
Jawab: D
resistor R = 60 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 5ω x 10-3 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(5ω x 10-3 F) = 200/ω Ω
Supaya arus yang dibangkitkan dalam resistor mencapai nilai paling besar maka XL = XC (rangkaian resistif), maka
5ω x 10-3 Ω = 200/ω Ω
ω = 200 rad/s
Soal 3
Sebuah radio biasanya di tuning agar dapat menerima siaran suatu stasiun radio dengan mengubah nilai kapasitor dalam sebuah rangkaian LC. Untuk menerima siaran dari stasiun pemancar berfrekuensi 400 kHz, kapasitor di tuning pada nilai C1. Untuk menerima siaran berfrekuensi 1200 Hz, kapasitor harus dipasang pada kapasitas….
A. 4C1
B. C1/9
C. √2/C
D. 4/C1
E. 9/C1
Jawab: B
Frekuensi resonansi pada LC diberikan oleh
f = 1/(2π√LC)
maka
(f1/f2)2 = C2/C1
(400/1200)2 = C2/C1
C2 = C1/9
Soal 4
Sebuah resistor, induktor dan kapasitor dihubungkan seperti rangkaian di samping.
Beda potensial pada ujung-ujung induktor adalah sebesar . . . .
A. 100 V
B. 140 V
C. 200 V
D. 240 V
E. 300 V
Jawab:
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (120 - 160)2 + 302
Z = 50 Ω
Kuat arus efektif yang melalui rangkaian adalah
I = V/Z = 2 A
Maka beda potensial pada ujung-ujung induktor 20 µH adalah sekitar
V = IXL = 2 A x 120 Ω = 240 V
Soal 5
Rangkaian seri resistor 200 ohm, induktor 1 H, dan kapasitor 5 mikrofarad dipasang pada tegangan 200 V dengan frekuensi angular 500 rad/s. Kuat arus yang mengalir adalah . . . .
A. 1,41 A
B. 1,25 A
C. 1,00 A
D. 0,80 A
E. 0,57 A
Jawab:
resistor R = 200 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 500 x 1 = 500 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(500 x 5 x 10-6 F) = 400 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (500 - 400)2 + 2002
Z = 100√5 Ω
Kuat arus pada rangkaian adalah
I = V/Z = 200 V/100√5 Ω = 0,89 A
Soal 6
Akibat pengaruh arus bolak-balik pada rangkain RLC, maka di peroleh data yang tertera pada gambar di bawah ini.
Berdasarkan data tersebut di atas maka nilai reaktansi induktornya adalah . . . .
A. 60 Ω
B. 80 Ω
C. 120 Ω
D. 160 Ω
E. 240 Ω
Jawab: C
Diketahui VR = 80 V, VLR = 100 V dan V = 100 V, R = 160 Ω
Tegangan total pada rangkaian diberikan oleh
V2 = (VL - VC)2 + VR2
1002 = (VL - VC)2 + 802
VL - VC = 60 V
Sedangkan
I = VR/R = 80V/160 Ω = 0,5 A
Karena VRL = Vtotal maka VC = 0, sehingga
VL = 60 V = IXL
XL = 60 V/0,5 A = 120 Ω
Soal 7
Suatu rangkaian seri RLC dipasang pada tegangan listrik bolak balik yang nilai efektifnya 100 V dan frekuesinya 60 Hz. Apabila R = 20 ohm, L = 26,5 mH dan C = 106 µF maka beda potensial (tegangan) dalam volt antara ujung-ujung L adalah . . . .
A. 15 V
B. 25 V
C. 40 V
D. 60 V
E. 100 V
Jawab: C
Hambatan resistor R = 20 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 2πfL = 2π x 60 Hz x 26,5 x 10-3 H = 10 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(2π x 60 Hz x 106 x 10-6 F) = 25 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (10 - 25)2 + 202
Z = 25 Ω
Kuat arus efektif yang melalui rangkaian adalah
I = V/Z = 100/25 = 4 A
Maka beda potensial pada ujung-ujung induktor 20 µH adalah sekitar
V = IXL = 4,0 A x 10 Ω = 40 V
Soal 8
Berdasarkan gambar rangkaian RLC di samping, apabila impedansi rangkaian 25 Ω, hambatan resistor R adalah . . . .
A. 7 Ω
B. 14 Ω
C. 18 Ω
D. 21 Ω
E. 25 Ω
Jawab: A
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 125 rad/s x 128 x 10-3 H = 16 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(125 rad/s x 200 x 10-6 F) = 40 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
252 = (16 - 40)2 + R2
R = 7,0 Ω
Soal 9
Hambatan R, induktor L dan kapasitor C masing-masing mempunyai nilai 300 ohm, 0,9 henry dan 2 µF. Perhatikan pernyataan berikut:
(i). Impedansi rangkaian 500 Ω
(ii) Tegangan yang melintasi L adalah 90 V
(iii) Arus efektif rangkaian 0,1 A
(iv) Tegangan melintasi C adalah 80 V
Jika ketiga komponen listrik tersebut dihubungkan seri dan diberi tegangan efektif AC sebesar 50 volt sedangkan frekuensi sudut AC 1000 rad/s, pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2) dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4)
Jawab: B
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 1000 rad/s x 0,9 H = 900 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(1000 rad/s x 2 x 10-6 F) = 500 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (900 - 500)2 + 3002
Z = 500 Ω
Kuat arus pada rangkaian adalah
I = V/Z = 50/500 = 0,1 A
Tegangan pada L, VL = IXL = 0,1 x 900 = 90 V
Tegangan pada C, VC = IXC = 0,1 x 500 = 50 V
Sebuah resistor 20 Ω, induktor 40 mH, dan kapasitor 5 µF di hubungkan seri dengan sumber GGL bolak-balik 10 V pada frekuensi 1.000/π Hz. Impedansi rangkaian adalah sebesar . . . .
A. 10 Ω
B. 10√2 Ω
C. 20 Ω
D. 20√2 Ω
E. 35 Ω
Jawab:
resistor R = 20 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 2πfL = 2π x 1.000/π Hz x 40 x 10-3 H = 80 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(2π x 1.000/π Hz x 5 x 10-6 F) = 100 Ω
Impedansi rangkaian adalah sebesar
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (80 Ω – 100 Ω)2 + (20 Ω)2
Z = 20√2 Ω
Soal 2
Dalam rangkaian RLC, nilai R = 60 Ω, L = 5 mH, C = 5 mF, dan sumber tegangan bolak-balik dengan harga puncak 120 V. Frekuensi sudut ω, supaya arus yang dibangkitkan dalam resistor mencapai nilai paling besar adalah . . . .
A. 450 rad/s
B. 380 rad/s
C. 290 rad/s
D.200 rad/s
E. 179 rad/s
Jawab: D
resistor R = 60 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 5ω x 10-3 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(5ω x 10-3 F) = 200/ω Ω
Supaya arus yang dibangkitkan dalam resistor mencapai nilai paling besar maka XL = XC (rangkaian resistif), maka
5ω x 10-3 Ω = 200/ω Ω
ω = 200 rad/s
Soal 3
Sebuah radio biasanya di tuning agar dapat menerima siaran suatu stasiun radio dengan mengubah nilai kapasitor dalam sebuah rangkaian LC. Untuk menerima siaran dari stasiun pemancar berfrekuensi 400 kHz, kapasitor di tuning pada nilai C1. Untuk menerima siaran berfrekuensi 1200 Hz, kapasitor harus dipasang pada kapasitas….
A. 4C1
B. C1/9
C. √2/C
D. 4/C1
E. 9/C1
Jawab: B
Frekuensi resonansi pada LC diberikan oleh
f = 1/(2π√LC)
maka
(f1/f2)2 = C2/C1
(400/1200)2 = C2/C1
C2 = C1/9
Soal 4
Sebuah resistor, induktor dan kapasitor dihubungkan seperti rangkaian di samping.
Beda potensial pada ujung-ujung induktor adalah sebesar . . . .
A. 100 V
B. 140 V
C. 200 V
D. 240 V
E. 300 V
Jawab:
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (120 - 160)2 + 302
Z = 50 Ω
Kuat arus efektif yang melalui rangkaian adalah
I = V/Z = 2 A
Maka beda potensial pada ujung-ujung induktor 20 µH adalah sekitar
V = IXL = 2 A x 120 Ω = 240 V
Soal 5
Rangkaian seri resistor 200 ohm, induktor 1 H, dan kapasitor 5 mikrofarad dipasang pada tegangan 200 V dengan frekuensi angular 500 rad/s. Kuat arus yang mengalir adalah . . . .
A. 1,41 A
B. 1,25 A
C. 1,00 A
D. 0,80 A
E. 0,57 A
Jawab:
resistor R = 200 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 500 x 1 = 500 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(500 x 5 x 10-6 F) = 400 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (500 - 400)2 + 2002
Z = 100√5 Ω
Kuat arus pada rangkaian adalah
I = V/Z = 200 V/100√5 Ω = 0,89 A
Soal 6
Akibat pengaruh arus bolak-balik pada rangkain RLC, maka di peroleh data yang tertera pada gambar di bawah ini.
Berdasarkan data tersebut di atas maka nilai reaktansi induktornya adalah . . . .
A. 60 Ω
B. 80 Ω
C. 120 Ω
D. 160 Ω
E. 240 Ω
Jawab: C
Diketahui VR = 80 V, VLR = 100 V dan V = 100 V, R = 160 Ω
Tegangan total pada rangkaian diberikan oleh
V2 = (VL - VC)2 + VR2
1002 = (VL - VC)2 + 802
VL - VC = 60 V
Sedangkan
I = VR/R = 80V/160 Ω = 0,5 A
Karena VRL = Vtotal maka VC = 0, sehingga
VL = 60 V = IXL
XL = 60 V/0,5 A = 120 Ω
Soal 7
Suatu rangkaian seri RLC dipasang pada tegangan listrik bolak balik yang nilai efektifnya 100 V dan frekuesinya 60 Hz. Apabila R = 20 ohm, L = 26,5 mH dan C = 106 µF maka beda potensial (tegangan) dalam volt antara ujung-ujung L adalah . . . .
A. 15 V
B. 25 V
C. 40 V
D. 60 V
E. 100 V
Jawab: C
Hambatan resistor R = 20 Ω
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 2πfL = 2π x 60 Hz x 26,5 x 10-3 H = 10 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(2π x 60 Hz x 106 x 10-6 F) = 25 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (10 - 25)2 + 202
Z = 25 Ω
Kuat arus efektif yang melalui rangkaian adalah
I = V/Z = 100/25 = 4 A
Maka beda potensial pada ujung-ujung induktor 20 µH adalah sekitar
V = IXL = 4,0 A x 10 Ω = 40 V
Soal 8
Berdasarkan gambar rangkaian RLC di samping, apabila impedansi rangkaian 25 Ω, hambatan resistor R adalah . . . .
A. 7 Ω
B. 14 Ω
C. 18 Ω
D. 21 Ω
E. 25 Ω
Jawab: A
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 125 rad/s x 128 x 10-3 H = 16 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(125 rad/s x 200 x 10-6 F) = 40 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
252 = (16 - 40)2 + R2
R = 7,0 Ω
Soal 9
Hambatan R, induktor L dan kapasitor C masing-masing mempunyai nilai 300 ohm, 0,9 henry dan 2 µF. Perhatikan pernyataan berikut:
(i). Impedansi rangkaian 500 Ω
(ii) Tegangan yang melintasi L adalah 90 V
(iii) Arus efektif rangkaian 0,1 A
(iv) Tegangan melintasi C adalah 80 V
Jika ketiga komponen listrik tersebut dihubungkan seri dan diberi tegangan efektif AC sebesar 50 volt sedangkan frekuensi sudut AC 1000 rad/s, pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . . .
A. (1), (2), (3) dan (4)
B. (1), (2) dan (3)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (4)
Jawab: B
Reaktansi induktif adalah
XL = ωL = 1000 rad/s x 0,9 H = 900 Ω
Reaktansi kapasitif adalah
XC = 1/ωC = 1/(1000 rad/s x 2 x 10-6 F) = 500 Ω
Hambatan total rangkaian adalah
Z2 = (XL - XC)2 + R2
Z2 = (900 - 500)2 + 3002
Z = 500 Ω
Kuat arus pada rangkaian adalah
I = V/Z = 50/500 = 0,1 A
Tegangan pada L, VL = IXL = 0,1 x 900 = 90 V
Tegangan pada C, VC = IXC = 0,1 x 500 = 50 V
Post a Comment for "Soal Rangkaian Listrik AC dan Pembahasannya 3"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!