Rangkaian seri RLC 1

Sekolah	:
Tahun Pelajaran	:
Semester	:	I(Satu)
Kelas	:	XII – IPA
Materi Ajar	:	Rangkaian seri RLC 1

 

 

Pilihan Berganda

 

Soal : 1

Arus listrik yang mengalir melalui resistor 8Ω mempunyai tegangan maksimum 162 volt. Arus efektif yang mengalir melalui hambatan sebesar …

A.   4,5 A                       D. 17,4 A

B.   11,78 A                    E. 20, 25 A

C.   12 A

 

Pembahasan

Kunci : <No. option>

 

Soal : 2

Perhatikan diagram berikut

Diagram tersebut menunjukkan suatu bentuk gelombang pada layar osiloskop sinar katode. Ketika suatu tegangan ac dihubungkan ternyata angka yang terlihat adalah 2V/cm dan 5 ms/cm. Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan …

A.   V_m = 8V dan f = 16,7 Hz

B.   V_m = 8V dan f = 100 Hz

C.   V_m = 16V dan f = 25 Hz

D.  V_m = 16V dan f = 40 Hz

E.   V_m = 16V dan f = 25 Hz

 

Pembahasan

 

Tegangan maksimum, V_m (V_P) :

 

Periode, T :

 

Frekuensi, f :

 

Kesimpulan :

Tegangan maksimum, V_m = 8 volt dan f = 16,7 Hz

 

Kunci : A

 

Soal : 3

Sebuah resistor R dan sebuah kumparan L dihubungkan seri pada sumber ac 40 volt. Besar tegangan antara ujung – ujung resistor sama dengan tegangan pada ujung – ujung kumparan. Besar tegangan masing – masing adalah …

A.   40√2 volt                 D. 10 volt

B.   40 volt                     E. 10√2 volt

C.   20√2 volt

 

Pembahasan

 

Tegangan V_L = V_R = V

 

Kunci : C

 

Soal : 4

Hambatan 160 ohm, kumparan 0,6 Henry, dan kapasitor 8 mikrofarad dirangkaikan secara seri, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan ac yang mempunyai frekuensi angular 500 rad/s. Besar impedansinya adalah …

A.   15 ohm                    D. 50 ohm

B.   20 ohm                    E. 125 ohm

C.   35 ohm

 

Pembahasan

 

 

Nilai reaktansi induktif XL :

Nilai reaktansi kapasitif XC :

 

 

Impedansi Z,

 

Kunci : D

 

Soal : 5

Rangkaian seri resistor R dengan induktor L memerlukan arus 2,5 A. Jika dihubungkan dengan sumber tegangan ac 120 volt, besar hambatan resistor saat tegangan antara ujung – ujung resistor sama dengan induktor.

A.   12 Ω                                D. 24√2 Ω

B.   12√2 Ω                             E. 25√2 Ω

C.   24 Ω

 

Pembahasan

 

Tegangan pada resistor sama dengan tegangan induktor, V_L = V_R = V.

 

ó        V² = (V_R)² + (V_L)²

ó  (120)² = V² + V²

ó 14.400 = 2V²

ó         V = 60√2 volt

 

Hambatan R :

ó      V = I . R

ó 60√2 = 5/2 . R

ó      R = 24√2 Ω

 

Kunci : D

 

Soal : 6

Jika indikator diukur secara langsung dengan alat ukur ohmmeter akan menunjukkan angka 60 Ω. Jika kemudian indikator dihubungkan dengan tegangan ac, ternyata diperoleh data V = 10 volt dan I = 0,1 A.

Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, besar reaktansi induktif adalah …

A.   100 ohm                  D. 40 ohm

B.   80 ohm                    E. 30 ohm

C.   60 ohm

 

Pembahasan

 

Hasil pengukuran ohmmeter berarti R = 60 Ω.

 

Impedansi, Z :

Maka nilai reaktansi induktifnya, XL :

 

ó     Z² = R² + XL²

ó 100² = 60² + XL²

ó    XL = 80 ohm

 

Kunci : B

 

Soal : 7

Perhatikan gambar rangkaian berikut

Diketahui sumber tegangan ac dengan frekuensi 25 Hz. Jika C bernilai (62,5)/∏ μF, R = 200 Ω dan V_AB = 200 volt. Maka besar arus yang mengalir dalam rangkaian …

A.   1,0 A                       D. 0,2 A

B.   0,75 A                     E. 0,1 A

C.   0,5 A

 

Pembahasan

 

 

Impedansi, Z :

 

 

Maka kuat arus listrik I_m :

 

 

Kunci : C

 

Soal : 8

Perhatikan gambar rangkaian berikut

 

Diketahui penunjukkan voltmeter V₁ = 200 volt dan V₂ = 160 volt. Reaktansi induktif L adalah …

A.   20 Ω                 D. 100 Ω

B.   40 Ω                 E. 120 Ω

C.   60 Ω

 

Pembahasan

  

Tegangan V_L :

 

Kuat arus I_m :

 

Maka reaktansi induktif, XL :

Kunci : C

 

Soal : 9

Perhatikan diagram fasor rangkaian RL berikut

 

 

Dalam rangkaian seri R dengan L, diketahui nilai R = 60Ω dan arus yang mengalir sebesar 2A. Jika tan θ = ¾ maka besar tegangan induktor V_L adalah …

A.   72 volt                     D. 160 volt

B.   90 volt                     E. 200 volt

C.   120 volt

 

Pembahasan

 

Nilai tegangan pada hambatan R,

 

ó V_R = I.R

ó V_R = 2 x 60

ó V_R = 120 volt

 

Tegangan induktor, V_L :

Kunci : B

 

Soal : 10

Suatu kumparan dihubungkan dengan tegangan ac. Melalui pengukuran dengan ohmmeter, voltmeter, dan amperemeter diperoleh data, yaitu 30 Ω, 5 V, dan 100 mA. Maka reaktansi induktif kumparan adalah …

A.   80 ohm                    D. 40 ohm

B.   70 ohm                    E. 20 ohm

C.   50 ohm

 

Pembahasan

 

Impedansi rangkaian, Z :

 

Maka nilai reaktansi induktif, XL :

 

 

Kunci : D