Teknokiper.com - Pembahasan contoh soal tentang energi dan daya listrik untuk tingkat sekolah menengah pertama. Contoh soal energi dan daya listrik ini disusun dalam bentuk pilihan ganda dilengkapi dengan pembahasan dan dirancang sedemikian berdasarkan beberapa subtopik yang paling sering keluar dalam kajian energi dan daya listrik untuk tingkat menengah pertama. Beberapa subtopik yang akan dibahas antaralain pengertian energi dan daya listrik, besaran dan satuan dalam energi dan daya lisrtik, persamaan energi listrik, persamaan daya listrik, konsep hambatan, konversi energi listrik, dan perhitungan biaya atau ongkos untuk energi listrik yang terpakai.
A. Tegangan, suhu, dan volume
B. Tegangan, kuat arus, dan waktu
C. Kuat arus, suhu, dan waktu
D. Kuat arus, waktu, dan volume
Pembahasan :
Berdasarkan rumusnya, energi listrik dapat didefenisikan sebagai hasil kali tegangan, kuat arus, dan waktu. Secara matematis, besar energi listrik dapat dihitung dengan rumus berikut:
⇒ W = V.i.t
Keterangan :
W = energi listrik (J)
V = tegangan (Volt)
i = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s).
Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa besar energi listrik bergantung pada tiga besaran yaitu tegangan, kuat arus listrik, dan waktu.
Contoh 2 : Konversi Energi Listrik
Berikut ini yang merupakan alat-alat yang mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ....
A. Lampu neon dan solder
B. Lampu pijar dan kipas angin
C. Setrika dan teko listrik
D. Setrika dan kipas angin
Pembahasan :
Beberapa peralatan rumah yang mengubah energi listrik menjadi energi kalor antaralain setrika listrik, teko listrik, dan solder. Setrika mengubah energi listrik menjadi energi kalor untuk menyetrika pakaian sedangkan teko listrik mengubah energi listrik menjadi energi kalor untuk memanaskan air.
Pada lampu pijar dan lampu neon terdapat sebagian energi listrik yang diubah menjadi energi panas akan tetapi tujuan utama alat tersebut adalah untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya yang digunakan sebagai alat penerangan. Sedangkan kipas angin mengubah energi listrik menjadi enegi mekanik berupa putaran.
A. 5 Volt
B. 4 Volt
C. 3 Volt
D. 2 Volt
Pembahasan :
Dik : q = 2 C, W = 8 J
Dit : V = .... ?
Hubungan energi, muatan, dan beda potensial:
⇒ W = q.V
⇒ V = W/q
⇒ V = 8/2
⇒ V = 4 Volt.
Contoh 4 : Menentukan Energi yang Terbuang
Perhatikan gambar rangkaian berikut ini!
Diketahui R1 dan R2 berturut-turut adalah 4 Ohm dan 6 Ohm. Jika besar kuat arus i adalah 2,5 Ampere, maka besar energi yang dibuang dalam bentuk panas pada resistor R1 dalam waktu 10 detik adalah ....
A. 360 J
B. 240 J
C. 90 J
D. 60 J
Pembahasan :
R1 dan R2 dirangkai secara paralel sehingga hambatan penggantinya adalah:
⇒ 1/Rp = (4 + 6)/(4 x 6)
⇒ Rp = (4 x 6)/(4 + 6)
⇒ Rp = 24/10
⇒ Rp = 2,4 Ohm.
Beda potensial pada rangkaian resistor:
⇒ V = i . Rp
⇒ V = 2,5 x 2,4
⇒ V = 6 Volt
Beda potensial pada resistor 4 Ohm sama dengan beda potensial rangkaian yaitu 6 Volt. Dengan demikian, besar energi yang dibuang dalam bentuk panas (energi disipasi) pada hambatan 4 Ohm adalah:
⇒ W = V2/R1 . t
⇒ W = 62/4 . 10
⇒ W = 36/4 . 10
⇒ W = 90 J
A. 240 Ohm
B. 120 Ohm
C. 80 Ohm
D. 40 Ohm
Pembahasan :
Dik : V = 120 volt, P = 60 watt
Dit : R = ... ?
Hambatan total lampu :
⇒ R = V2/P
⇒ R = (120)2/60
⇒ R = 14.400/60
⇒ R = 240 Ohm.
Contoh 6 : Menentukan Besar Energi Listrik
Sebuah lampu digunakan selama 1 jam. Jika pada lampu bertuliskan 220 V - 5 A, maka besar energi listrik yang diperlukan lampu tersebut adalah ....
A. 3.960 kJ
B. 1.980 kJ
C. 1.320 kJ
D. 396 kJ
Pembahasan :
Dik : t = 1 jam = 3.600 s, V = 220 V, i = 5 A
Dit : W = ... ?
Berdasarkan rumus energi listrik:
⇒ W = V.i.t
⇒ W = 220 (5) (3.600)
⇒ W = 3.960.000 J
⇒ W = 3.960 kJ.
A. 50 Watt
B. 75 Watt
C. 100 Watt
D. 150 Watt
Pembahasan :
Dik : PL = 300 W, VL = 220 V, VS = 110 V
Dit : PS = ... ?
Hubungan PL dan PS adalah sebagai berikut:
⇒ PS = (VS/VL)2 . PL
⇒ PS = (110/220)2 .300
⇒ PS = (½)2 .300
⇒ PS = ¼ . 300
⇒ PS = 75 Watt.
Contoh 8 : Satuan Laju Energi
Laju energi listrik yang digunakan dinyatakan dalam satuan ....
A. Joule
B. Ampere
C. Watt
D. Volt
Pembahasan :
Laju energi yang digunakan atau banyaknya energi yang digunakan setiap detiknya disebut daya. Besar daya yang digunakan dapat dihitung berdasarkan rumus berikut:
⇒ P = W/t
Keterangan :
P = daya
W = energi listrik (J)
t = waktu (s)
Berdasarkan rumus di atas, dapat kita lihat bahwa satuan dari laju energi atau daya adalah Joule/sekon dan lebih dikenal dengan istilah Watt.
Diketahui R1 dan R2 berturut-turut adalah 4 Ohm dan 6 Ohm. Jika tegangan yang dipakai adalah 20 Volt, maka daya listrik pada rangkaian tersebut adalah ....
A. 40 Watt
B. 50 Watt
C. 60 Watt
D. 80 Watt
Pembahasan :
Kedua resitor dihubungkan secara seri sehingga hambata totalnya adalah:
⇒ Rs = R1 + R2
⇒ Rs = 4 + 6
⇒ Rs = 10 Ohm
Daya listrik pada rangkaian adalah
⇒ P = V2/Rs
⇒ P = 202/10
⇒ P = 400/10
⇒ P = 40 Watt.
Contoh 10 : Menghitung Biaya Energi Listrik
Sebuah keluarga mengunakan listrik dengan daya 900 watt selama 200 jam. Jika harga listrik 1 kwh = Rp 350,- maka biaya yang harud dikeluarkan keluarga tersebut adalah ....
A. Rp 68.000,-
B. Rp 63.000,-
C. Rp 61.000,-
D. Rp 58.000,-
Pembahasan :
Dik : P = 900 W, t = 200 jam, 1 kwh = Rp 350,-
Dit : Biaya enegi listrik = ... ?
Besar energi listrik yang digunakan:
⇒ W = P . t
⇒ W = 900 . 200
⇒ W = 180.000 Wh
⇒ W = 180 kwh
Biaya yang harus dibayar:
⇒ Ongkos energi listrik = jumlah kwh x Rp 350,-
⇒ Ongkos energi listrik = 180 x Rp 350,-
⇒ Ongkos energi listrik = Rp 63.000,-
Contoh 1 : Energi Listrik
Faktor-faktor yang mempengaruhi besar energi listrik adalah ....A. Tegangan, suhu, dan volume
B. Tegangan, kuat arus, dan waktu
C. Kuat arus, suhu, dan waktu
D. Kuat arus, waktu, dan volume
Pembahasan :
Berdasarkan rumusnya, energi listrik dapat didefenisikan sebagai hasil kali tegangan, kuat arus, dan waktu. Secara matematis, besar energi listrik dapat dihitung dengan rumus berikut:
⇒ W = V.i.t
Keterangan :
W = energi listrik (J)
V = tegangan (Volt)
i = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s).
Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa besar energi listrik bergantung pada tiga besaran yaitu tegangan, kuat arus listrik, dan waktu.
Jawaban : B
Contoh 2 : Konversi Energi Listrik
Berikut ini yang merupakan alat-alat yang mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ....
A. Lampu neon dan solder
B. Lampu pijar dan kipas angin
C. Setrika dan teko listrik
D. Setrika dan kipas angin
Pembahasan :
Beberapa peralatan rumah yang mengubah energi listrik menjadi energi kalor antaralain setrika listrik, teko listrik, dan solder. Setrika mengubah energi listrik menjadi energi kalor untuk menyetrika pakaian sedangkan teko listrik mengubah energi listrik menjadi energi kalor untuk memanaskan air.
Pada lampu pijar dan lampu neon terdapat sebagian energi listrik yang diubah menjadi energi panas akan tetapi tujuan utama alat tersebut adalah untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya yang digunakan sebagai alat penerangan. Sedangkan kipas angin mengubah energi listrik menjadi enegi mekanik berupa putaran.
Jawaban : C
Contoh 3 : Beda Potensial Antara Dua Titik
Jika energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik 2 Coulomb dari titik A ke titik B adalah 8 Joule, maka perbedaan potensial antara titik A dan B adalah ....A. 5 Volt
B. 4 Volt
C. 3 Volt
D. 2 Volt
Pembahasan :
Dik : q = 2 C, W = 8 J
Dit : V = .... ?
Hubungan energi, muatan, dan beda potensial:
⇒ W = q.V
⇒ V = W/q
⇒ V = 8/2
⇒ V = 4 Volt.
Jawaban : B
Contoh 4 : Menentukan Energi yang Terbuang
Perhatikan gambar rangkaian berikut ini!
Diketahui R1 dan R2 berturut-turut adalah 4 Ohm dan 6 Ohm. Jika besar kuat arus i adalah 2,5 Ampere, maka besar energi yang dibuang dalam bentuk panas pada resistor R1 dalam waktu 10 detik adalah ....
A. 360 J
B. 240 J
C. 90 J
D. 60 J
Pembahasan :
R1 dan R2 dirangkai secara paralel sehingga hambatan penggantinya adalah:
| ⇒ | 1 | = | 1 | + | 1 |
| Rp | R1 | R2 |
| ⇒ | 1 | = | 1 | + | 1 |
| Rp | 4 | 6 |
⇒ Rp = (4 x 6)/(4 + 6)
⇒ Rp = 24/10
⇒ Rp = 2,4 Ohm.
Beda potensial pada rangkaian resistor:
⇒ V = i . Rp
⇒ V = 2,5 x 2,4
⇒ V = 6 Volt
Beda potensial pada resistor 4 Ohm sama dengan beda potensial rangkaian yaitu 6 Volt. Dengan demikian, besar energi yang dibuang dalam bentuk panas (energi disipasi) pada hambatan 4 Ohm adalah:
⇒ W = V2/R1 . t
⇒ W = 62/4 . 10
⇒ W = 36/4 . 10
⇒ W = 90 J
Jawaban : C
Contoh 5 : Menentukan Besar Hambatan Elemen Listrik
Besar hambatan total pada sebuah lampu yang bertuliskan 120 V dan 60 W adalah ....A. 240 Ohm
B. 120 Ohm
C. 80 Ohm
D. 40 Ohm
Pembahasan :
Dik : V = 120 volt, P = 60 watt
Dit : R = ... ?
Hambatan total lampu :
⇒ R = V2/P
⇒ R = (120)2/60
⇒ R = 14.400/60
⇒ R = 240 Ohm.
Jawaban : A
Contoh 6 : Menentukan Besar Energi Listrik
Sebuah lampu digunakan selama 1 jam. Jika pada lampu bertuliskan 220 V - 5 A, maka besar energi listrik yang diperlukan lampu tersebut adalah ....
A. 3.960 kJ
B. 1.980 kJ
C. 1.320 kJ
D. 396 kJ
Pembahasan :
Dik : t = 1 jam = 3.600 s, V = 220 V, i = 5 A
Dit : W = ... ?
Berdasarkan rumus energi listrik:
⇒ W = V.i.t
⇒ W = 220 (5) (3.600)
⇒ W = 3.960.000 J
⇒ W = 3.960 kJ.
Jawaban : A
Contoh 7 : Menentukan Daya yang Digunakan
Sebuah teko listrik dioperasikan pada sumber tegangan sebesar 110 V. Jika data yang tertera pada teko listrik itu adalah 220 V, 300 W, maka daya yang digunakan oleh elemen teko listrik itu adalah ....A. 50 Watt
B. 75 Watt
C. 100 Watt
D. 150 Watt
Pembahasan :
Dik : PL = 300 W, VL = 220 V, VS = 110 V
Dit : PS = ... ?
Hubungan PL dan PS adalah sebagai berikut:
⇒ PS = (VS/VL)2 . PL
⇒ PS = (110/220)2 .300
⇒ PS = (½)2 .300
⇒ PS = ¼ . 300
⇒ PS = 75 Watt.
Jawaban : B
Contoh 8 : Satuan Laju Energi
Laju energi listrik yang digunakan dinyatakan dalam satuan ....
A. Joule
B. Ampere
C. Watt
D. Volt
Pembahasan :
Laju energi yang digunakan atau banyaknya energi yang digunakan setiap detiknya disebut daya. Besar daya yang digunakan dapat dihitung berdasarkan rumus berikut:
⇒ P = W/t
Keterangan :
P = daya
W = energi listrik (J)
t = waktu (s)
Berdasarkan rumus di atas, dapat kita lihat bahwa satuan dari laju energi atau daya adalah Joule/sekon dan lebih dikenal dengan istilah Watt.
Jawaban : C
Contoh 9 : Menentukan Daya Suatu Rangkaian
Perhatikan gambar berikut ini!Diketahui R1 dan R2 berturut-turut adalah 4 Ohm dan 6 Ohm. Jika tegangan yang dipakai adalah 20 Volt, maka daya listrik pada rangkaian tersebut adalah ....
A. 40 Watt
B. 50 Watt
C. 60 Watt
D. 80 Watt
Pembahasan :
Kedua resitor dihubungkan secara seri sehingga hambata totalnya adalah:
⇒ Rs = R1 + R2
⇒ Rs = 4 + 6
⇒ Rs = 10 Ohm
Daya listrik pada rangkaian adalah
⇒ P = V2/Rs
⇒ P = 202/10
⇒ P = 400/10
⇒ P = 40 Watt.
Jawaban : A
Contoh 10 : Menghitung Biaya Energi Listrik
Sebuah keluarga mengunakan listrik dengan daya 900 watt selama 200 jam. Jika harga listrik 1 kwh = Rp 350,- maka biaya yang harud dikeluarkan keluarga tersebut adalah ....
A. Rp 68.000,-
B. Rp 63.000,-
C. Rp 61.000,-
D. Rp 58.000,-
Pembahasan :
Dik : P = 900 W, t = 200 jam, 1 kwh = Rp 350,-
Dit : Biaya enegi listrik = ... ?
Besar energi listrik yang digunakan:
⇒ W = P . t
⇒ W = 900 . 200
⇒ W = 180.000 Wh
⇒ W = 180 kwh
Biaya yang harus dibayar:
⇒ Ongkos energi listrik = jumlah kwh x Rp 350,-
⇒ Ongkos energi listrik = 180 x Rp 350,-
⇒ Ongkos energi listrik = Rp 63.000,-
Jawaban : B
0 comments :
Post a Comment