3. Perhatikan gambar rangkaian loop dibawah ini!

Berikut ini adalah pertanyaan dari rjlzhwa pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

3. Perhatikan gambar rangkaian loop dibawah ini!
3. Perhatikan gambar rangkaian loop dibawah ini!

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jawaban:

\sf{I_1 \: atau \: yang \: melewati \: R_1= \boxed{\frac{181}{46} \: A }}

\sf{I_2 \: atau \: yang \: melewati \: R_2= \boxed{\frac{70}{46} \: A} }

\sf{I_3 \: atau \: yang \: melewati \: R_3= \boxed{\frac{111}{46} \: A} }

Dengan arah arus sama dengan asumsi.

Penjelasan:

Diketahui

  • \sf{R_1=2 \: Ohm }
  • \sf{R_2=6 \: Ohm }
  • \sf{R_3=10 \: Ohm }
  • \sf{\epsilon_1=32 \: Volt }
  • \sf{\epsilon_2=15 \: Volt }

Ditanya \sf{I_1, \: I_2, \: dan \: I_3 }

______________________________

Asumsi yang dibuat pada rangkaian listrik ini:

  • Ada dua loop, yaitu bagian kiri dan kanan
  • Arus mengalir di setiap loop dengan arah searah jarum jam
  • Jika arus yang diasumsikan tadi berhadapan dengan kutub positif baterai (GGL), maka nilai negatif dan sebaliknya
  • Ditentukan titik percabangan atas bahwa: \sf{I_1 = I_2 + I_3 \:\:\:\:\:... \: (i) }

______________________________

Loop I (Kiri)

Pertama kita analis loop kiri dulu, di mana ada dua hambatan dan satu GGL, maka sesuai dengan hukum Kirchhoff II:

\sf{\:\:\:\:\:\sum \epsilon= \sum I \cdot R }

\sf{\:\:\:\:\:\epsilon_1 = I_1(R_1) + I_3(R_3) }

\sf{\:\:\:\:\: 32= I_1(2) + I_3(10) }

\sf{\:\:\:\:\: 32=2I_1 + 10I_3 }

\sf{\:\:\:\:\: 16= I_1 + 5I_3 \:\:\:\:\:... \: (ii) }

Substitusi (i) ke hasil di atas, jadi:

\sf{\:\:\:\:\: 16= I_1 + 5I_3 }

\sf{\:\:\:\:\: 16= (I_2+I_3) + 5I_3 }

\sf{\:\:\:\:\: 16=I_2+6I_3 \:\:\:\:\:... \: (iii) }

______________________________

Loop II (Kanan)

Jika loop pertama searah jarum jam, maka loop kedua juga harus sama, dengan GGL ke-2 negatif dan \sf{I_3 } juga negatif:

\sf{\:\:\:\:\:\sum \epsilon= \sum I \cdot R }

\sf{\:\:\:\:\:-\epsilon_2 = -I_3(R_3) + I_2(R_2) }

\sf{\:\:\:\:\:-15= -I_3(10) + I_2(6) }

\sf{\:\:\:\:\:-15=6I_2 -10I_3 \:\:\:\:\:... \: (iv) }

______________________________

Tentukan Masing-masing I

Persamaan (iii) dan (iv) merupakan SPLDV, maka tinggal cari dengan berbagai metode:

\sf{16=I_2+6I_3 \:\:\:\:\:|\times 6| \:\:\:\:\: 96=6I_2+36I_3 }

\sf{-15=6I_2 -10I_3\:\:\:\:\:|\times 1| \:\:\:\:\: -15=6I_2 -10I_3 }

.

\sf{96=6I_2+36I_3 }

\sf{-15=6I_2 -10I_3 }

_______________-

\sf{111=46I_3 }

\sf{I_3= \frac{111}{46} \: A }

.

\sf{16= I_2 + 6I_3 }

\sf{I_2=16-6(\frac{111}{46}) = \frac{70}{46}\: A }

.

\sf{I_1 = I_2 + I_3 }

\sf{I_1 = \frac{70}{46} + \frac{111}{46} = \frac{181}{46} \: A }

______________________________

Jadi, arus masing-masing yang melalui \sf{R_1, \: R_2, \: R_3, } adalah:

\sf{I_1 \: atau \: yang \: melewati \: R_1= \boxed{\frac{181}{46} \: A }}

\sf{I_2 \: atau \: yang \: melewati \: R_2= \boxed{\frac{70}{46} \: A} }

\sf{I_3 \: atau \: yang \: melewati \: R_3= \boxed{\frac{111}{46} \: A} }

Dan semua arah arus sudah sesuai dengan asumsi awal.

______________________________

♡∩_∩

(„・‧̫・„)♡

┏━∪∪━━━━┓

Selamat belajar yaa ...

┗━━━━━━━┛

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh yayang501 dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Sat, 04 Mar 23