SERI - 1 : 5 SOAL ENERGI LISTRIK

Selamat datang di blog saya, Pada kesempatan kali ini saya akan berbagi pengalaman belajar dan mengajar tentang energi listrik di kelas 9 SMP. Semoga pengalaman berbagi ini dapat memberikan manfaat buat kita semua. 

Daftar isi : 

1. Pengkonversian arus listrik menjadi kalor 

2. Kenaikan suhu akibat perubahan energi listrik 

    menjadi kalor

3. Pemilihan kabel listrik berdasarkan ketahanannya 

    terhadap kuat arus

4. Memahami spek pada bola lampu 

5. Menghitung lamanya pemanasan air menggunakan 

    energi listrik 

Pilihan Berganda

1. Arus 5A mengalir melalui resistor  4Ω selama dua menit. 

    Maka energi kalor yang dihasilkan ….( dalam satuan Joule )

    A.   12 Joule

    B.   120 Joule

    C.   1 200 Joule

    D.  12 000 Joule

Penyelesaian,

Diketahui :

Kuat arus listrik, I = 5A

Besar hambatan, R = 4ꭥ

Waktu, t = 2 menit = 2 x 60 detik = 120 detik

 

Ditanya :

Energi kalor = … ?

 

Jawab :

 

Perhatikan, di dalam soal tidak disebutkan bentuk energi yang lain. Itu berarti energi listrik seluruhnya dikonversikan menjadi energi kalor. Maka kita harus mengingat hukum kekekalan energi, sehingga kita dapat menggunakan rumus berikut.

 

ó Q = W = I².R.t

ó Q = 5² . 4 . 120

ó Q = 12 000 Joule

 

Kunci : D

2.  Sebuah kumparan pemanas dicelupkan dalam 0,2 kg air dingin.

     Kumparan itu dihubungkan dengan catu daya 

    (sumber tegangan DC) 12 Volt.Arus yang mengalir 5A, 

    jika aliran arus berlangsung 2 menit.

    Hitunglah kenaikan suhu air.

    A.   7⁰C

    B.   8⁰C

    C.   9⁰C

    D.  10⁰C

Penyelesaian,

Diketahui :

Massa air dingin, m_a = 0,2 kg

Sumber tegangan, V = 12 volt

Kuat arus listrik, I = 5A

Waktu, t = 2 menit = 2 x 60 detik = 120 detik

 

Ditanya :

Kenaikan suhu air dingin, ∆T = … ?

 

Jawab :

 

Perhatikan, dari soal di atas hanya disebutkan energi listrik seluruhnya berubah menjadi energi kalor. Maka kita akan menggunakan hukum kekekalan energi ( Q = W ).

 

 

ó Q = W

ó m_a . c_a . ∆T = V. I. t

ó 0,2 x 4200 x ∆T = 12 x 5 x 120

 

Catatan, kalor jenis air c_a = 4200 J/kg⁰C (ini harus dihafal).

 

ó 2 x 420 x ∆T = 12 x 5 x 120

ó ∆T = 8,57⁰C

ó ∆T ≈ 9⁰C

 

Kunci : C

 

3. Setrika listrik tertulis 200V/600W. Agar aman kabel setrika 

    tersebut harus mampu mengalirkan arus listrik ….

    A.   Lebih dari 2A

    B.   Lebih dari 3A

    C.   Tepat 3A

    D.  Kurang dari 3A

Penyelesaian,

 

Diketahui :

Spek setrika listrik 200V/600W, berarti V = 200 volt dan 

daya P = 600 watt.

 

Ditanya :

Kuat arus listrik yang mampu ditahan kabel ?

 

Jawab :

 

ó    P = V.I

ó 600 = 200 x I

ó     I = 3A

 

Catatan :

Agar penggunaan kabel ama, maka ketahanan kabel harus dipilihkan diatas 3A atau lebih dari 3A.

 

Kunci : B

 

4. Sebuah lampu pijar 60W/220V, jika dipasang ke sumber 

    tegangan 110 volt akan ….

    A.   Menyala lebih terang tetapi tidak awet

    B.   Menyala lebih redup

    C.   Hambatannya berkurang

    D.  Hambatannya bertambah

 

Penyelesaian,  

 

Spek lampu 60W/220V	Keadaan lampu
Kurang dari 220 V	Redup
Sama dengan 220 V	Menyala baik
Diatas 220 V	Padam

 

Kunci : B

 

 

 

5. Sebuah tangki berisi 20 kg air dengan suhu 10⁰C.

    Jika air dipanaskan dengan pemanas yang berdaya 2,4 kW, 

    maka berapa lama air akan mendidih.

    A.   32,5 menit

    B.   42,5 menit

    C.   52,5 menit

    D.  55,2 menit

 

Penyelesaian,

 

Diketahui :

Massa air, m_a = 20 kg

Suhu awal, T₁ = 10⁰C

Suhu akhir, T₂ = 100⁰C (air mendidih)

Daya, P = 2,4 kW=2400 watt

 

Ditanya :

Waktu yang dibutuhkan untuk membuat air mendidih, t = … ?

 

Jawab :

 

ó Q = W

ó m_a . c_a . ∆T = P . t

ó m_a . c_a . (T₂ – T₁) = P . t

ó 20 x 4200 x (100 – 10)⁰C = 2400 x t

ó 20 x 4200 x 90 = 2400 x t  (kiri dan kanan bagi 600)

ó 20 x 7 x 90 = 4 x t

ó   5 x 7 x 90 = t

ó t = 3150 detik (rubah ke satuan menit)

ó t = 52,5 menit

 

Kunci : C

 

Terima kasih sudah berkunjung, jika ada saran mau pun kritik silahkan tinggalkan di kolom komentar. Terima kasih