Contoh Soal Arus Bolak Balik dan Jawabannya

Halo teman-teman, kali ini kita akan membahas tentang arus bolak balik. Tentunya kalian sudah belajar tentang arus bolak balik di pelajaran fisika, bukan? Namun, beberapa di antara kalian mungkin masih kesulitan dalam memahaminya. Oleh karena itu, artikel ini akan memberikan kumpulan contoh soal arus bolak balik beserta jawabannya serta penjelasan materi yang mudah dipahami. Yuk, kita mulai!

Soal 1

Berapa nilai efektif arus bolak-balik dengan amplitudo 5 A?

Jawaban:

  • Untuk mendapatkan nilai efektif arus bolak-balik, kita perlu menggunakan rumus:
  • Ieff = Imaks / √2
  • Dalam hal ini, Imaks = 5 A (amplitudo)
  • Substitusikan nilai Imaks ke dalam rumus:
  • Ieff = 5 / √2 = 3,54 A

Soal 2

Sebuah resistor dengan nilai 10 ohm dilewati arus bolak-balik dengan amplitudo 2,5 A. Berapa nilai hambatan totalnya?

Jawaban:

  • Untuk menghitung nilai hambatan total, kita perlu menggunakan rumus:
  • Rtotal = R + XL – XC
  • XL dan XC masing-masing merupakan impedansi induktif dan kapasitif dari rangkaian.
  • Dalam hal ini, karena hanya ada resistor, XL dan XC bernilai nol.
  • Substitusikan nilai resistor dan amplitudo arus bolak-balik ke dalam rumus:
  • Rtotal = 10 ohm + 0 – 0 = 10 ohm
  • Jadi, nilai hambatan totalnya adalah 10 ohm.

Soal 3

Sebuah rangkaian arus bolak-balik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai 20 ohm dan sebuah induktor dengan nilai 0,1 H. Jika frekuensi arus bolak-balik adalah 50 Hz, berapa nilai impedansi total rangkaian?

Jawaban:

  • Untuk menghitung nilai impedansi total, kita perlu menggunakan rumus:
  • Ztotal = √(R2 + (XL – XC)2)
  • XL dan XC masing-masing merupakan impedansi induktif dan kapasitif dari rangkaian.
  • Inductance (L) = 0,1 H dan frekuensi (f) = 50 Hz, sehingga XL = 2πfL = 31,42 ohm.
  • XC = 1 / (2πfC), namun dalam hal ini tidak ada kapasitor, sehingga XC = 0.
  • Substitusikan nilai resistor, XL, dan XC ke dalam rumus:
  • Ztotal = √(202 + (31,42 – 0)2) = 38,08 ohm
  • Jadi, nilai impedansi total rangkaian adalah 38,08 ohm.

Soal 4

Sebuah rangkaian arus bolak-balik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai 30 ohm dan sebuah kapasitor dengan nilai 10 μF. Jika frekuensi arus bolak-balik adalah 500 Hz, berapa nilai impedansi total rangkaian?

Jawaban:

  • Untuk menghitung nilai impedansi total, kita perlu menggunakan rumus:
  • Ztotal = √(R2 + (XL – XC)2)
  • XL dan XC masing-masing merupakan impedansi induktif dan kapasitif dari rangkaian.
  • Inductance (L) = 0,1 H dan frekuensi (f) = 500 Hz, sehingga XL = 314,16 ohm.
  • XC = 1 / (2πfC) = 318,31 ohm.
  • Substitusikan nilai resistor, XL, dan XC ke dalam rumus:
  • Ztotal = √(302 + (314,16 – 318,31)2) = 69,64 ohm
  • Jadi, nilai impedansi total rangkaian adalah 69,64 ohm.

Soal 5

Sebuah rangkaian arus bolak-balik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai 40 ohm dan sebuah kapasitor dengan nilai 22 μF. Jika frekuensi arus bolak-balik adalah 100 Hz, berapa nilai impedansi total rangkaian?

Jawaban:

  • Untuk menghitung nilai impedansi total, kita perlu menggunakan rumus:
  • Ztotal = √(R2 + (XL – XC)2)
  • XL dan XC masing-masing merupakan impedansi induktif dan kapasitif dari rangkaian.
  • Inductance (L) = 0,1 H dan frekuensi (f) = 100 Hz, sehingga XL = 62,83 ohm.
  • XC = 1 / (2πfC) = 72,12 ohm.
  • Substitusikan nilai resistor, XL, dan XC ke dalam rumus:
  • Ztotal = √(402 + (62,83 – 72,12)2) = 68,97 ohm
  • Jadi, nilai impedansi total rangkaian adalah 68,97 ohm.

Soal 6

Sebuah rangkaian arus bolak-balik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai 50 ohm dan sebuah kapasitor dengan nilai 47 μF. Jika frekuensi arus bolak-balik adalah 200 Hz, berapa fase antara arus dan tegangan?

Jawaban:

  • Untuk menghitung fase antara arus dan tegangan, kita perlu menggunakan rumus:
  • φ = arctan((XL – XC) / R)
  • XL dan XC masing-masing merupakan impedansi induktif dan kapasitif dari rangkaian.
  • Inductance (L) = 0,1 H dan frekuensi (f) = 200 Hz, sehingga XL = 125,66 ohm.
  • XC = 1 / (2πfC) = 68,40 ohm.
  • Substitusikan nilai resistor, XL, dan XC ke dalam rumus:
  • φ = arctan((125,66 – 68,40) / 50) = 56,7 derajat
  • Jadi, fase antara arus dan tegangan adalah 56,7 derajat.

Soal 7

Sebuah rangkaian arus bolak-balik terdiri dari sebuah resistor dengan nilai 60 ohm dan sebuah induktor dengan nilai 0,2 H. Jika frekuensi arus bolak-balik adalah 500 Hz, berapa fase antara arus dan tegangan?

Jawaban:

Leave a Comment