CONTOH SOAL HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN IMPEDASI DAN KUAT ARUS PADA LISTRIK BOLAK BALIK

CONTOH SOAL URAIAN

1.Sebuah rangkaian seri RLC terdiri dari R = 80 Ω, L = 1 H, dan C = 1 μF. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan ac dan terjadi resonansi, maka tentukanlah frekuensi resonansinya.

Pembahasan 
fR = 1 / {2π √(LC)}
⇒ fR = 1 / {2π √(1.1 x 10-6)}
⇒ fR = 1 / (2π .10-3)
⇒ fR = 103 / 2π
⇒ fR = 500/π Hz.

2.  Pada rangkaian seri RLC dengan R = 80 Ω, XL = 100 Ω, dan XC = 40 Ω, dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik dengan tegangan maksimum 120 volt, tentukanlah arus maksimum pada rangaian tersebut. 

Pembahasan 
Z = √{R2 + ( XL - Xc)2}
⇒ Z = √{802 + ( 100 - 40)2}
⇒ Z = √(6.400 + 3.600)
⇒ Z = √(104)
⇒ Z = 100 Ω.
Imax = Vmax/ Z
⇒ Imax = 120/ 100
⇒ Imax = 1,2 A.  

CONTOH SOAL PILIHAN GANDA

Sebuah resistor 400 Ω, induktor 2 H, dan kapasitor 20 μF dirangkai secara seri serta dihubungkan dengan sumber tegangan 220 volt, 100 rad/s. Tentukanlah :

1. Reaktansi induktif
2. Reaktansi kapasitif
3. Sifat rangkaian
4. Impedansi
5. Arus efektif dalam rangkaian 
6. Sudut fase antara tegangan dan arus
7. Tegangan pada masing-masing komponen



1. Tentukan besar Reaktansi induktif....

A.    100 Ω

B.     200 Ω

C.     300 Ω

D.    400 Ω

E.     500 Ω

Pembahasan :

Dik V = 220 volt, ω =100 rad/s, L = 2 H.
XL = ω.L
⇒ XL = 100.(2)
⇒ XL = 200 Ω.

2.  Hitunglah besar Reaktansi kapasitif....

A.    100 Ω

B.     200 Ω

C.     300 Ω

D.    400 Ω

E.     500 Ω

Pembahasan :

Diketahui C = 20 μF = 20 x 10-6 F.
Xc = 1/(ωC)
⇒ Xc = 1/(100. 20 x 10-6)
⇒ Xc = 500 Ω.

3. Bagaiamanakah Sifat rangkaianya...

A.    bersifat kapasitas

B.     bersifat  efektif 

C.     bersifat kolektif

D.    bersifat kapasitif.

E.     bersifat kapasitor

Pembahasan :

Xc > XL

Jadi rangkaian bersifat kapasitif.

4. Berapakah besarnya Impedansi....

A.    200 Ω

B.     100 Ω

C.     300 Ω

D.    500 Ω

E.     400 Ω

Pembahasan :

Z = √{R2 + ( XL - Xc)2}
⇒ Z = √{4002 + ( 200 - 500)2}
⇒ Z = √(160.000 + 900.000)
⇒ Z = √(250.000)
⇒ Z = 500 Ω.

5.Tentukan berapakah Arus efektifnya ....

A.    220mA

B.     200mA

C.     440mA

D.    4000mA

E.     240mA

Pembahasan :

Arus efektif merupakan hasil bagi tegangan efektif dengan impedansi. Perhatikan bahwa pada soal tegangan dan frekuensi sudut tidak ditulis dalam satu persamaan, itu berarti tegangan yang diketahui adalah tegangan efektif.
Ief = Vef / Z
⇒ Ief = 220 / 500
⇒ Ief = 0,44 A
⇒ Ief = 440 mA. 

6. Berapakah Sudut fasenya ....

A.    -37o

B.     -35o

C.     -330

D.    -31o

E.     -29o

Pembahasan : 

tan θ = (XL - XC)/ R
⇒ tan θ = (200 - 500)/400
⇒ tan θ = -300/400
⇒ tan θ =-3/4
⇒ θ = - 37o.

7. BerapakahTegangan pada masing-masing komponen secara brturut-turut dari VR,VL,Vc....

A.    176,88,200

B.     176,80,200

C.     170,88,220

D.    170,80,220

E.     176,88,220

Pembahasan :

Pada resistor (VR)
VR = I.R
⇒ VR = 0,44 (400)
⇒ VR = 176 volt.

Pada induktor (VL)
VL = I.XL
⇒ VL = 0,44 (200)
⇒ VL = 88 volt.

Pada kapasitor (Vc)
Vc = I.Xc
⇒ VL = 0,44 (500)
⇒ VL = 220 volt.

8.Alat yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan untuk DC maupun AC adalah …. 
A. Osiloskop
B. Termometer
C. Voltmeter
D. Multimeter
E. Amperemeter
Jawab: 
Multimeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan untuk DC maupun AC. Sedangkan voltmeter hanya bias digunakan untuk mengukur besar tegangan saja, amperemeter hanya bias digunakan untuk mengukur besar kuat arus saja, thermometer digunakan untuk mengukur suhu tubuh dan osiloskop digunakan untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat.