4 Contoh Soal Arus Bolak Balik Fisika SMA

Ilustrasi Contoh Soal Arus Bolak Balik, sumber foto (Ed Us) by unsplash.com

Arus bolak-balik adalah salah satu materi yang bisa dijumpai dalam pelajaran fisika tingkat SMA. Contoh soal arus bolak balik perlu dipelajari karena materi ini tergolong cukup sulit bagi sebagian siswa. Menyimak penjelasan guru di kelas saja belum cukup untuk menguasai materi ini. Kamu perlu berlatih mengerjakan soal agar pemahamanmu semakin meningkat. Secara umum, arus bolak-balik adalah arus listrik yang memiliki besar dan arah yang berganti-ganti secara bolak-balik. Arus jenis ini tidak sama dengan arus searah yang mengalir secara konsisten. Agar semakin memahaminya, sebaiknya simak contoh soalnya di artikel ini.

Contoh Soal Arus Bolak Balik Fisika

Mengutip buku Pasti Bisa Fisika untuk SMA/MA Kelas XII oleh Tim Ganesha Operation (2017), rangkaian arus bolak-balik memiliki hambatan yang dinamakan impedansi Z. Hambatan ini terdiri dari hambatan murni R, hambatan induktif XL, dan hambatan kapasitif XC. Adapun contoh soal arus bolak balik yaitu sebagai berikut.

Ilustrasi Contoh Soal Arus Bolak Balik, sumber foto (Inaki Del Olmo) by unsplash.com

1. Diketahui R = 40 ohm, Vm = 200 Volt, dan f = 50 Hz. Tentukanlah besarnya arus yang melewati R saat 1/60 sekon.

Jawaban:

Im = Vm/R = 200/40 = 5 volt

ω = 2π . 50 = 100 π rad/s

Agar bisa menentukan besaran arus yang melewati R saat t = 1/60, maka bisa ditulis:

I(t) = Im sin ω t

I(t) = 5 sin (100π 1/60)

I(t) = 5 sin (5/3 π)

I(t) = 5 x (0,866)

I(t) = 4,33 Ampere

2. Sebuah jarum voltmeter AC menampilkan angka 214 volt. Tentukan besarnya tegangan bolak-balik yang terukur sesuai rumus dalam ilmu fisika… (anggap √2 = 1,4)

Jawaban:

Vef = Vm/ √2

Vm = √2 Vef

Vm = 1,4 x 215

Vm = 301 volt

3. Sebuah rangkaian seri RC memiliki tegangan kapasitif dan tegangan resistif masing-masing 50 V dan 120 V. Dengan begitu, maka tegangan totalnya yaitu…

VR = 50 V

VC = 120 V

VZ = …?

VZ = √(〖VC〗^2+VR)

VZ = √(〖120〗^2+〖50〗^2 )

VZ = √(〖14400〗^ +〖2500〗^ )

VZ = √16900

VZ = 130 V

4. Kapasitor dengan reaktasi kapasitif 30 dan susunan seri hambatan 40 dihubungkan dengan sumber arus bolak balik yang memiliki tegangan efektif 220V. Tegangan efektif resistor tersebut yaitu…

Jawaban:

R = 40

XC = 30

VZ = 220 V

VR = ?

Z = √(〖Xc〗^2+R^2 )

Z = √(900+1600)

Z = √2500

Z = 50

Contoh soal arus bolak-balik dan pembahasannnya yang dijelaskan di atas dapat dijadikan bahan pembelajaran sekaligus evaluasi di kelas 12 SMA. Temukan beragam soal arus bolak balik lainnya dan cobalah untuk mengerjakannya untuk meningkatkan pemahamanmu. (DLA)