Soal Fisikan arus dan Tegangan AC 2

Pilihan Ganda

1.    Sebuah voltmeter yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik dirumah menunjukkan 220 V. Nilai ini menunjukkan harga ….

       A.Mutlaknya.

       B.Efektifnya.

       C.Maksimumnya.

       D.Terendahnya.

       E.Rata – ratanya.

2.    Perbandingan harga V/I pada arus bolak – balik menunjukkan ….

       A.Reaktansi induktif.

       B.Reaktansi kapasitip.

       C.Impedansi.

       D.hambatan.

       E.Daya.

3.    Sebuah kumparan dengan hambatan 50 ohm dan induktansi diri 0,75 Henry dihubungkan dengan tegangan listrik 110 V dan frekuensi 60 Hz, maka kuat arus pada kumparan itu ….

       A.0,17 A.

       B.0,71 A.

       C.1,25

       D.2,5 A

       E.2,0

4.    Sebuah bel listrik mempunyai kumparan yang induktansinya 0,012 Henry pada frekuensi 50 Hz, reaktansi induktifnya ….

       A.3,7 ohm.

       B.4,0 ohm.

       C.3,8 ohm.

       D.3,9 ohm.

       E.5 ohm.

5.    Jika frekuensinya bertambah besar, maka impedansi kapasitor ….

       A.Naik.

       B.Turun.

       C.Turun secara eksponensial.

       D.Naik secara eksponensial.

       E.Tetap.

6.    Jika sebuah lampu pijar dihubungkan pada arus bolak – balik melalui sebuah kapasitor, maka lampu ….

       A.Tidak menyala.

       B.Menyala sebentar, kemudian mati.

       C.Menyala.

       D.Menyala dua kali lebih terang.

       E.Menyala redup.

7.    Sebuah elektromotor digunakan untuk mengangkat beban seberat 2 kg vertikal ke atas. Bila elektromotor bekerja pada tegangan 10 V arus mengalir pada elektromotor tersebut 1,96 A dan dalam 4 sekon dapat mengangkat setinggi 2 m, maka efisiensinya ….

       A.40 %

       B.50 %

       C.75 %

       D.80 %

       E.90 %

8.    Besarnya frekuensi resonansi suatu rangkaian RLC seri adalah ….

       A.Berbanding lurus dengan akar L/C.

       B.Berbanding lurus dengan akar C/L.

       C.Berbanding terbalik dengan akar L/C.

       D.Berbanding terbaik dengan akar C/L.

       E.Berbanding terbalik dengan LC.

9.    Suatu rangkaian resonansi disusun seri mempunyai induktor 0,1 H, kapasitor 1,014 mF dan hambatan 5ohm dihubungkan dengan sumber 50 V. Rektansi induktif rangkaian tersebut adalah ….

       A.314 ohm

       B.500 ohm

       C.50 ohm

       D.3140 ohm

       E.5 ohm

10.  Jika kapasitor, induktor dan hambatan dipasang secara seri, maka resonansi rangkaian dapat diturunkan dengan ….

       A.Mengecilkan R

       B.Mengecilkan C

       C.Mengecilkan L

       D.Membesarkan tegangan ada ujung rangkaian.

       E.Mengecilkan arus dalam rangkaian

11.  Sebuah hambatan dan induktor dihubungkan seri pada tegangan bolak – balik 110 V. Tegangan antara kedua ujung – ujungnya adalah sama besar, yaitu sebesar ….

       A.30 V

       B.50 V

       C.50 √2 V

       D.75 V

       E.75√2 V

12.  Jika n buah kapasitor dipasang seri pada tegangan bolak – balik yang berfrekuensi w rad/s maka reaktansi kapasitipnya ….

       A.n/wC ohm.

       B. wC/n ohm.

       C.nw ohm.

       D. wC ohm.

       E.nw/C ohm.

13.  Nilai arus efektif dari tegangan bolak – balik yang nilai maksimumnya 0,85 A adalah ….

       A.0,12 A

       B.0,425 A

       C.0,6 A

       D.1,06 A

       E.1,2 A

14.  Diketahui V = V_maks sin wt dan I =   I_maks sin (wt - Л/2), maka beda fase antara V dan I adalah ….

       A. wt.

       B. wt -p/2

       C.sin (p/2)

       D.Л/2

       E.-Л/2

15.  Pada rangkaian seri hambatan R = 60 ohm dan induktor L dilalui arus bolak – balik 2 A. Apabila dalam diagram vektor tan a = ¾ maka tegangan induktor ….

       A.72 V

       B.90 V

       C.120 V

       D.160 V

       E.200 V

      

SOAL – SOAL URAIAN

1.    Tunjukkan bahwa daya efektif dalam rangkaian RLC seri dapat dinyatakan sebagai P (V cos q)² R dengan V menyatakan V_ef

2.    Jika frekuensi sumber 50 Hz, berapakah impedansi dari rangkaian soal no 1?

3.    Rangkaian AC terdiri dari R = 600 ohm, L= 2H dan C = 10 mF. Tentukanlah impedansi dan sudut fase rangkaian bila tegangan sumber V = 100√2 sin 100t

4.    Sebuah rangkaian seri terdiri dari R, L, dan C dihubungkan ke tegangan bolak – balik 110 V ; 375 rad/s.

       Hitunglah arus efektif rangkaian dan daya diserap oleh rangkaian!

5.    Rangkaian R, L, C seri terdiri dari R = 300 ohm, L = 60 mH, C = 0,5 mF dihubungkan ke sumber tegangan AC 50 V yang memiliki frekuensi sudut 10.000 rad/s. Berapakah reakstansi X_L dan X_C, impedansi, amplitudo arus, reaktansi rangkaiannya?

6.    Sebuah rangkaian RC di rangkaian seri pada jaringan 200 V, 60 Hz yang terdiri atas X_C = 30 ohm, resistor non induktif 44 ohm dan X_L = 90 ohm serta hambatan 36 ohm. Tentukanlah :

(a)    arus dalam rangkaian.

(b)   Faktor daya dan daya yang dterserap oleh rangkaian.

7.    Sebuah tegangan V = 60 sin 120 Лt dialirkan pada resistor 20 ohm. Berapa besar arus yang ditunjukkan oleh resisitor bila frekuensi sumber 60 Hz, dan berapa daya yang hilang dalam resistor?

8.    Tiga buah kapasitor disusun seri dan kedua terminalnya dihubungkan ke sumber AC yang berfrekuensi w rad/s. Tentukanlah reaktansi kapasitor penggantinya !

9.    Hamabatan 1.000 ohm, induktor 0,5 H, dan kapasitor 0,2 mF disusun seri dan dihubungkan ke sumber arus AC yang frekuensinya 500 rad/s. Berapakah impedansi rangkaiannya?

10.  Pada frekuensi 1.000 Hz reaktansi induk dari sebuah induktor adalah 200 ohm dan reaktansi kapasitif kapasitor 5.000 ohm. Induktor dan kapasitor dirangkai seri pada suatu rangkaian bolak – balik. Berapakah frekuensinya agar terjadi resonansi?

11.  Dalam rangkaian R-L seri diketahui impedansinya Z =28,3ohm pada frekuensi 100 Hz dan Z =22,9 ohm pada frekuensi 75 Hz. Tentukanlah besarnya hambatan R dan induktansi L.

12.  Kumparan suatu elektromagnet mempunyai hambatan R = 300 ohm dan induktansi L = 500 H dihubungkan ke sumber AC yang memiliki amplitudo tegangan V = 180 V dan frekuensi 50 rad/s. Berapakah:

(a)    Faktor dayanya,

(b)   Daya rata – rata yang diberikan oleh sumber arus?

13.  Sebuah hair dryer bekerja pada daya 1500 W, 120 V. Hitunglah :

(a)    I_rms nya,

(b)   Hambatan hair dryer.

(c)    Daya sesaat maksimumnya!

14.  Hambatan 300 ohm dihubungkan seri dengan kapasitor 5mF, tegangan pada hambatan V_R = 1,2 cos (2500 rad/s)t volt. Nyatakanlah respon arus dalam rangkaian, reaktansi kapasitif kapasitor, dan respon tegangan pada kapasitor.

15.  Generator AC dapat membangkitkan tegangan 100 V dan frekuensi 50 Hz, sumber arus ini dihubungkan ke rangkaian RLC seri dengan R = 9 ohm, L = 0,04 H, C = 100 mF.

       Tentukan:

(a)    impedansi.

(b)   Sudut fase, dari rangkaian,

(c)    Arus maks yang melalui rangkaian.

16.  Dalam rangkaian RLC seri, R = 50 ohm, L = 30 mH, C = 30 mF. Frekuensi sumber 60 Hz dan beda potensial rms 120 V.

       Tentukan:

(a)    Arus rms rangkaian dan beda potensial setiap elemen

(b)   Daya rms dan faktor dayanya

(c)    Kondisi resonansinya

17.  Respon tegangan dan arus bolak – balik masing - masing

       V = V_m sin wt  

       I = I_m sin (wt - p/2)

       Tentukanlah beda fase antara arus dan tegangannya!

18.  Kapasitor terpasang seri dengan hambatan 30ohm dihubungkan ke sumber AC 220 V. Jika reaktansi kapasitor itu 40 ohm, tentukanlah :

(a)    Arus dalam rangkaian

(b)   Sudut fase arus dan tegangan dan

(c)    Daya yang hilang dalam rangkaian

19.  Seorang montir memperbaiki rangkaian penala radio, rangkaian itu terdiri dari RLC seri dan ia ingin menurunkan frekuensi rangkaian resonansinya. Bagaimanakah caranya?

20.  Sebuah hambatan dan induktor dihubungkan seri pada tegangan AC 110 V. Berapakah tegangan antara ujung induktor dan resistor?