Diketahui ε1 = 8V, ε2 = 8 V, ε3 = 2V. Harga masing-masing hambatan adalah R1 = 5 Ω , R2 = 1 Ω, R3 = 2 Ω, R4 = 1 Ω, dan R5 = 5 Ω. Pada rangkaian listrik berikut ini, tentukanlah daya yang melalui hambatan R3!.

CurahanGuru.site - Sobat pelajar, silahkan pelajari soal berikut beserta penjelasannya! semoga dapat dimanfaatkan sebagaimana mestinya ya.

Soal

Pada rangkaian listrik di ketahui 𝜀₁ = 8 V, 𝜀₂ = 8 V, 𝜀₃ = 2 V, R₁ = 5 Ω, R₂ = 1 Ω, R₃ = 2 Ω, R₄ = 1 Ω, R₅ = 5 Ω. Tentukan daya yang melalui hambatan R₃ !

Penyelesaian :

Seperti yang sudah diuraikan pada soal, terlebih dahulu kita perlu menentukan arah loopnya.
Perhatikan bahwa ggl kedua (ε₂) yang ada di tengah nilainya lebih kecil dibandingkan dengan ggl lainnya. Sehingga, asumsikanlah arah loopnya menuju ke tengah seperti gambar berikut ini.

Berdasarkan gambar diatas, jelas terlihat terlihat bagaimana hubungan antara arus pada titik percabangan yaitu :

I₃ = I₁ + I₂

Selanjutnya tinjaulah masing-masing loop.

Tinjau Loop I

∑ ε + ∑ I.R = 0

⇒ ε₁ + ε₃ + (R₁ + R₂) I₁ + R₃ . I₃ = 0

⇒ -8 + 2 + 6 I₁ + 2 I₃ = 0

⇒ -6 + 6 I₁ + 2 (I₁ + I₂) = 0

⇒ -6 + 6 I₁ + 2 I₁ + 2 I₂ = 0

⇒ -6 + 8 I₁ + 2 R₂ = 0

⇒ 8 I₁ + 2 I₂ = 6

⇒ 4 I₁ + I₂ = 3

⇒ I₂ = 3 – 4 I₁

 

Tinjau Loop II

∑ ε + ∑ I.R = 0

⇒ ε₂ + ε₃ + (R₄ + R₅) I₂ + R₃.I₃ = 0

⇒ -8 + 2 + 6 I₂ + 2 I₃ = 0

⇒ -6 + 6 I₂ + 2 (I₁ + I₂) = 0

⇒ -6 + 6 I₂ + 2 I₁ + 2 I₂ = 0

⇒ -6 + 8 I₂ + 2 I₁ = 0

⇒ 8 I₂ + 2 I₁ = 6

⇒ 4 I₂ + I₁ = 3

⇒ I₁ + 4 I₂ = 3

 

Berdasarkan dua persamaan yang telah kita dapatkan, tentukan nilai I₁ dan I₂ dengan menggunakan metode eliminasi ataupun substitusi.

Dengan substitusi diperoleh :

I₁ + 4 I₂ = 3

⇒ I₁ + 4 (3 – 4 I₁)= 3

⇒ I₁ + 1₂ – 16 I₁ = 3

⇒ -15 I₁ = 3 – 1₂

⇒ -15 I₁ = -9

⇒ I₁ = 9⁄15

⇒ I₁ = 3⁄5 A.

Dengan begitu diperoleh arus kedua :

I₂ = 3 – 4 I₁

⇒ I₂ = 3 – 4 (3⁄5)

⇒ I₂ = 3 – (12⁄5)

⇒ I₂ = (15⁄5) – (12⁄5)

⇒ I₂ = 3⁄5 A.

Berdasarkan hukum Kirchoff I,

maka nilai I₃ diperoleh :

I₃ = I₁ + I₂

⇒ I₃ = (3⁄5) + (3⁄5)

⇒ I₃ = 6⁄5 A

Dengan begitu, daya yang melalui hambatan R₃ adalah :

P = I₃ . R₃

⇒ P = (6⁄5)² . (2)

⇒ P = (36⁄25) . (2)

⇒ P = 2,88 Watt.

 

Buat sobat Curahan Guru, yang mau les Online Fisika atau kalau ada permasalahan terkait dengan fisika, (PR, Tugas Sekolah, Kunci LKS) silahkan DISINI (0877 4698 3001)

Terimakasih, semoga bermanfaat.