of 39 /39
TUGAS ELEKTRONIKA MAKALAH ELEKTRONIKA PUTRI SYAWAL EKA FITRI J1B013086

Kumpulan Latihan Soal Elektronika

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Latihan buat ujian

Text of Kumpulan Latihan Soal Elektronika

TUGAS ELEKTRONIKAMAKALAH ELEKTRONIKA

PUTRI SYAWAL EKA FITRIJ1B013086

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRIUNIVERSITAS MATARAM2015

BAB ITEORI ATOM DAN MOLEKUL1. Jelaskan perbedaan antara atom dan molekul?Jawab: Atomadalah bagian yang terkecil dari suatu molekul yang tidak dapat dibagi-bagi lagi menurut reaksi kimia biasa. Molekuladalah bagian yang terkecil dari suatu benda yang masih memiliki sifat asalnya.

2. Jelaskan pengertian atom menurut teori atom Dalton?Jawab:a. Unsur-unsur terdiri daripartikel-partikel yang luar biasa kecil yang tidak dapat dibagi kembali(disebutatom).Dalamreaksi kimia,mereka tidak dapat diciptakan,dihancurkan atau diubah menjadi jenisunsuryang lain.b. Semuaatomdalamunsuryang sejenis adalah sama dan oleh karena itu memiliki sifat-sifat yang serupa;sepertimassadan ukuran.c. Atomdariunsur-unsur yang berbeda jenis memiliki sifat-sifat yang berbeda jpula.d. Senyawadapat dibentuk ketika lebih dari 1 jenisunsuryang digabungkan.e. Atom-atom dari 2unsuratau lebih dapat direaksikan dalam perbandingan-perbandingan yang berbeda untuk menghasilkan lebih dari 1 jenissenyawa

3. Apakah yang dimaksud dengan proton, elektron dan netron?Jaweab: Protonadalah partikel penyusun atom yang bermuatan positip Elektronadalah partikel penyusun atom yang bermuatan negatip Nletronadalah partikel penyusun atom yang tidak bermuatan (netral)

4. Apakah perbedaan antara ion positif dan ion negatif?Jawab: Ion positif (kation) terjadi apabila suatu atom melepaskan elektron sehingga muatan di dalamnya yang tadinya netral menjadi lebih positif sebesar jumlah elektron yang dilepaskannya, iona negatif (anion) terjadi apabila suatu atom menangkap/menerima elektron sehingga muatan di dalamnya yang tadinya netral menjadi lebih negatif sebesar jumlah elektron yang diterimanya.

5. Jelaskan sifat perpindahan muatan listrik secara konduktor?Jawab: Sifast konduktor antara lain:a. Mempunyai banyak elektron bebas.Elektron bebas yaitu elektron-elektron yang berada pada lintasan terluar dari struktur atom.b. Elektron-elektron pada atom mudah berpindah dari lintasan yang dalam kelintasan terluar.c. Biasanya mudah mengantar panas/kalor Pada benda padat : besi, emas, perak, tembaga, aluminium, kuningan dan lain-lain.Benda cair: larutan elektrolit ( H2SO4), air( H2O ), Tubuh manusia, tanah dan sebagainya.6. Sebutkan sifat perpindahan muatan listrik secara isolator dan semikonduktor?Jawab: Isolator adalah benda atau bahan yang tidak dapat memindahkan muatan listrik.Sifat dari isolator antara lain :a. Ikatan elektron pada intinya sangat kuat. (tidak ada elektron bebas).b. Sulit menghantar panas/kalor. Semikonduktor adalah benda atau zat yang kurang baik untuk konduktor dan tidak sempurna sebagai isolator. Contohnya Silikon dan Germanium

BAB IIARUS DAN TEGANGAN1. Dua buah baterai dengan ggl masing-masing 3 volt dan hambatan dalam 0,5 disusun seri.

Hambatan luar R = 1,5 dirangkai seperti gambar. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian!

PembahasanDua buah bateri disusun seri. Ggl total dari bateri dan hambatan dalam penggantinya:E = 3 v + 3 v = 6 voltr = 0,5 + 0,5 = 1

Rangkaian ekivalennya seperti berikut.Diketahui:R= 1,5 r = 1 V = E = 6 VoltJawab: Kuat arus yang mengalir pada rangkaian:I = V/R = 6 : (1 +1,5)= 6 : 2,5 = 2,4 AJadi kuat arus dari rangkaian diatas adalah 2,4 A

2. Perhatikan gambar rangkaian listrik tertutup berikut!

Bila hambatan dalam sumber tegangan E diabaikan, maka voltmeter V menunjukkan tegangan terukur sebesar

PembahasanDiketahui :Resistor 1 (R1) = 3 OhmResistor 2 (R2) = 2 OhmResistor 3 (R3) = 4 OhmKuat arus listrik (I) = 2 AmpereDitanya : Tegangan listrik (V) = .?

Jawab :Resistor penggantiR2dan R3terangkai seri. Resistor penggantinya adalah :RA= R2+ R3= 2 + 4 = 6 OhmR1dan RAterangkai paralel. Resistor penggantinya adalah :1/R = 1/R1+ 1/RA= 1/3 + 1/61/R = 2/6 + 1/6 = 3/6R = 6/3 = 2 OhmTegangan listrik:V = I R = (2)(2) = 4 VoltJadi tegangan listik (voltase) sebesar 4 Volt

3. Sebuah bangunan rumah tangga memakai lampu dengan tegangan pada instalansi lampu rumah tangga tersebut adalah 220 Volt, dan arus yang mengalir pada lampu tersebut adalah 10 ampere, berapakah hambatan pada lampu tersebut, hitunglah?Jawab :Diketahui: :V = 220 VoltI = 10 AmperDitanyakan : hambatan (R) =.?Penyelesaian:R = V/R= 220/10 = 22 ohmJadi hambatan yang mengalir adalah 22 ohm

4. Dua buah resistor disusun seri dan dihubungkan dengan seumber tegangan 10 volt. Jika hambatan masing-masing resistor tersebut adalah 2 dan 10 , maka tentukanlah kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut. Pembahasan Dik : R1 = 2 R2 = 10 V = 10 volt.Ditanyakan: I =.??penyelesaianRs = R1 + R2= 2 + 10= 12 I= V/Rs= 10/12= 0,83 AJadi arus yang mengalir pada rangkaian itu adalah 0,83 A.

5. Dua buah resistor masing-masing 2 dan 10 dihubungkan secara seri kemudian dirangkaikan secara paralel dengan dua buah resistor lainnya yang disusun seri. Kedua resistor tersebut masing-masing 4 dan 8 . Tentukanlah hambatan total atau hambatan pengganti pada rangkaian tersebut.PembahasanDiketahui : R1 = 2 R2 = 10 R3 = 4R4 = 8. Ditanyakan: Rtotal =??Rs1= R1 + R2= 2 + 10= 12 Rs2= R3 + R4 = 4 + 8= 12 1/Rp= 1/Rs1 + 1/Rs2= 1/12+ 1/12= 2/12 Rp = 12/2= 6 Jadi, besar hambatan pengganti pada susunan itu adalah 6 .\

6. Sebuah lampu dilalui arus sebesar 0,8 ampere. Berapakah jumlah elektron (muatan listrik satu elektron 1,6 x 10 19 C ) yang mengalir melalui lampu dalam satu jam?PenyelesaianDiketahui:I= 0,8 AIe= 1,6 x 10 19 Ct= 1 jam= 60 x 60 = 3600 sDitanyakan:e=.??Jawab:Q= I x t= (0,8 A) (3600 s)= 2880 Ce= Q/Ie= 2880 C /1,6 x 10 19 C= 1800 x 10 19 C

BAB IIIKONSEP DASAR RANGKAIAN LISTRIK1. Jelaskan perbedaan antara rangkaian seri dan parallel?Jawab: Rangkaian Seri merupakan suatu rangkaian listrik, di mana input suatu komponen berasal dari output komponen lainnya Rangkaian Paralel merupakan suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama

2. Sebuah lampu memiliki spesifikasi 18 watt, 150 Volt. Lampu dipasang pada tegangan 150 volt.Tentukan:a) Energi yang digunakan lampu selama pemakaian 12 jamb) Hambatan lampuc) Kuat arus yang mengalir pada lampuJawab:DiketahuiData lampu:Daya P= 18 wattTegangan V = 150 volttWaktu t = 12 jam = 12 x 3600 sekon = 43200 sDitanya:a. Energi yang digunakan lampu selama pemakaian 12 jamDari rumus energi listrik jika telah diketahui dayanya (P) dan waktu (t)W = PtW = 18 watt x 432000 s = 777600 joule = 777,6 kilojouleb. Hambatan lampuDari spesifikasi pada lampu dan rumus hambatan hubungannya dengan daya listrik:

Sehingga hambatan lampu adalah

c. Kuat arus yang mengalir pada lampu:I = V/RI = 150/1250I = 0,12 ampere

3. Perhatikan rangkaian listrik berikut!

Besarnya daya disipasi pada hambatan 6 adalah....PembahasanMenentukan arus rangkaian dulu, diawali dari hambatan total:

4. Diberikan sebuah rangkaian listrik seperti gambar berikut

Tentukan :a. Hambatan penggantib. Kuat arus rangkaianc. Kuat arus yang melalui R4d. Kuat arus yang melalui R1e. Kuat arus yang melalui R2f. Kuat arus yang melalui R3g. Beda potensial ujung-ujung hambatan R4h. Beda potensial ujung-ujung R1i. Beda potensial ujung-ujung R2j. Daya yang diserap R1Pembahasana. Hambatan pengganti

b. Kuat arus rangkaian

c. Kuat arus yang melalui R4sama dengan kuat arus rangkaian

d. Kuat arus yang melalui R1

e. Kuat arus yang melalui R2

f. Kuat arus yang melalui R3

g. Beda potensial ujung-ujung hambatan R4V4= I4R4= (1,2)(10) = 12 volth. Beda potensial ujung-ujung R1V1= I1R1= (0,6)(20) = 12 volti. Beda potensial ujung-ujung R2sama dengan beda potensial pada ujung R1karena dirangkai parallelj. Daya yang diserap R1

BAB IVHUKUM KIRCHOFF, TEORI NORTON DAN TEORI THEVENIN1. Perhatikan rangkaian di bawah ini

Bila hambatan dalam sumber tegangan masing-masing 0,5 besar kuat arus yang melalui rangkaian tersebut adalah....PembahasanRangkaian listrik arus searah /DC sederhana dengan melibatkan beberapa hambatan dalam. Dengan hukum Kirchoff tegangan didapat:E + IR = 09 18 + I(2 + 3 + 0,5) = 06 I = 9I = 9/6 = 1,5 A2. Perhatikan gambar!

Pada titik P dari sebuah rangkaian listrik ada 4 cabang, 2 cabang masuk dan 2 cabang keluar. Jika diketahui besarnya I1= 6 A, I2= 3 A, dan I3= 7 A, tentukan berapa besar nilai dari I4?JawabDiketahuiI1= 6AI2= 3 AI3= 7 ADitanya I4= ?Hukum Kirchoff IImasuk= IkeluarI1+ I2= I3+ I4 6 + 3 = 7 + I4 9 = 7 + I4 I4= 9-7 = 2A

3. Tentukan:1. Kuat arus yang mengalir melalui rangkaian2. Tegangan antara ab

Jawab:Misal kita ambil arah loop seperti gambar di bawah ini

a. Misalkan arah kuat arus kita anggap dulu berlawanan dengan arah loop

+ I. R = 03 2+1 I (R1+ R2+ R3)= 0 4 2 + 4 I (15 + 5 + 10)= 0 6 30I= 0 30 I= 6 I= 6/30 = 1/5 = 0,2 Ab. Tegangan antar a dan b (Vab)Jika melalui jaluar adcb (panjang)Vab= 32 I (R3+ R2) (I negatif karena berlawanan dengan arah I total)Vab= 4-2 0,2 (10 + 5)Vab= 2 0,2 (15)Vab= 2 3 = -1 VJika melalui jalur ab (pendek)Vab= -1+ I R1( I positif karena searah dengan I total)Vab= 4 + 0,2 (15)Vab= -4 + 3 = -1 VJadi tegangan antara titi a dan b (Vab) = -1 V4. Perhatikan Gambar !

Diketahui1= 16 V2= 8 V3= 10 VR1= 12 ohmR2= 6 ohmR3= 6 ohmJika hambatan dalam sumber tegangan diabaikan, berapa kuat arus yang melalui R2?penyelesaianKita buah arah loop dan arus seperti tampak gambar di bawah ini

Loop I:-12+ I1.R2+ I.R1= 0-16 8 + I1.6 + I. 12 = 0-24 + 6I1+ 12 I = 06I1+ 12I = 24I1+ 2I = 4 (ketemu persamaan I)

Loop II2+ 3-I1.R2+ I2.R3= 08 + 10 I1.6 + I2.6 = 018 6I1+ 6I2= 0 -6I1+ 6I2= 18 -6(I1- I2) = 18 I1- I2= 3 I1= 3 +I2..(ketemu persamaan II)

Kita kombinasikan persamaan I dan III1+ 2I = 4I1+ 2(I1+I2) = 4

3I1+ 2I2= 4 > kita masukkan persamaan II3(3 +I2) + 2I2 = 49 + 3I2 + 2I2 = 4 5I2= -5 I2= -1 A I1= 3 + I2 = 3 + (-1) = 2 AJadi dengan menggunakan hukum kirchoff I dan hukum kirchoff II kita bisa menemukan kuat arus yang melalui R2adalah 2 Ampere.

5. Misalkan untuk loop I (pertama) kita arahkan sesuai dengan arah putaran jarum jam sedangkan untuk loop II (kedua) kita arahkan berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Berdasarkan hukum I Kirchhoff maka diperoleh,I1+ I3= I2 => I1= I2- I3. . . . . (1)Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untukloopI maka diperoleh: + IR = 0-4 + (0,5+1+0,5)I1+ 6I2= 0-4 + 2I1+ 6I2= 0I1+ 3I2= 2 . . . . . (2)Berdasarkan hukum II Kirchhoff, untukloopII maka diperoleh: + IR = 0-2 + (2,5 +0,5)I3+ 6I2= 0-2 + 3I3+ 6I2= 03I3+ 6I2= 2 . . . . . . (3)Dengan mensubstitusikan persamaan (1) ke persamaan (2) maka akan diperoleh:I1+ 3I2= 2- I3+ 4I2= 2I3= 4I2 2 . . . . (4)Kemudian substitusikan persamaan (4) ke persamaan (3) maka diperoleh:3I3+ 6I2= 23(4I2 2) + 6I2= 212I2 6 + 6I2= 218I2= 8I2= 8/18I2= 4/9A

Dari persamaan (4) akan diperoleh:I3= 4I2 2I3= 4(4/9) 2I3= 16/9 2I3= 16/9 18/9I3= 2/9ADari persamaan (1) akan diperoleh:I1= I2- I3I1= 4/9A ( 2/9A)I1= 6/9AJadi, besarnya kuat arus yang mengalir dalam hambatan 1 adalah 6/9A, yang mengalir di dalam hambatan 2,5 adalah 4/9A, dan yang mengalir dihambatan 6 adalah sebesar 2/9A (tanda negatif menunjukan bahwa arah arus berlawanan arah dengan arahloop)Besarnya tegangan yang mengalir di AB (VAB), yakni:VAB= + IRVAB=-4V+I1(0,5+1)VAB=-4V+(6/9A)(1,5)VAB=-4V+1VVAB=-3Volt

6. +1 k3 k2 k2 mA4 ViDengan mempergunakan teorema Norton carilah i bagi jaringan pada gambar

Jawab:Untuk mencari arus Norton (iSC) kita ganti rangkaian tahanan 1 k dengan rangkaian hubung singkat

+3 k2 k2 mA4 Vi

1 k diganti dengan rangkaian hubung singkat.

+3 k2 k4 V(iSC)4V(a)dengan mempergunakan superposisi yaitu pertama jika sumber tegangan 4 V bekerja maka sumber arus 2 mA diganti dengan rangkaian hubung terbuka,

3 k2 k2 mA(iSC)2mA(b)dan kedua yaitu dengan mengganti sumber tegangan 4 V dengan rangkaian hubung singkat.

Gambar 1 dimana sumber tegangan 4 V dihubung singkat.

makaSehingga rangkaian ekivalen Norton-nya adalah

1 k5 k1,6 mAi(c)

7. Tentukan rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton sebagaimana terlihat dari terminal a b bagi jaringan pada gambar.

++40 20 10i150 Vi1ab

Jawab:Pertama-tama kita cari tegangan Theveninnya, langkahnya dengan terlebih dahulu mencari besar arus i1 pada loop tunggal :

Dengan mempergunakan KVL pada Loop tunggal

Kemudian mencari tegangan Thevenin pada salah satu loop :

++40 20 10i150 Vi1abi1 i1+

Tegangan Thevenin

Dengan mempergunakan KVL pada salah satu Loop

atau pada loop yang satunya lagi,

Kemudian kita mencari arus Nortonnya (iSC), dengan menghubung singkatkan terminal a b, sebagaimana terlihat pada Gambar 10,

++40 20 10i150 Vi1i1 i2iSC

Arus Norton

KVL pada loop i1,

KVL pada loop i2,

Sehingga arus Nortonnya adalah

Dikarenakan terdapatnya sumber tegangan tak bebas pada Gambar 8 menghambat kita untuk mencari tahanan Thevenin atau tahanan Nortonnya, sehingga cara yang memungkinkan adalah dengan persamaan voc = Rth isc,

+16 10 Vabmaka Rangkaian Ekivalen Theveninnya adalah

Rangkaian Ekivalen Thevenindan Rangkaian Ekivalen Nortonnya adalah

16 0,625 Aab

Rangkaian Ekivalen Norton

BAB VRANGKAIAN LISTRIK ARUS BOLAK BALIK1. Hitung arus sesaat ketika sudut fase = 30o dan 200o dari suatu arus AC pada gambar berikut!

a.

= 60 sin 30o = 60 . = 30 mA = 30 x 10-3 Ab.

= 60 sin 200o= 60 . (-0,34) = -20,4 mA= -20,4 x 10-3 A

2. Hambatan 100 ohm pada catu daya listrik AC.

Persamaannya V = 200 sin (100t + 45o)Bagaimana persamaan arusnya?Jawab:Diketahui :

R = 100

V = 200 sin (100t + 45o)

V = 200 sin (100t + 45o)Jadi, Vm = 200 Ditanya : Persamaan IJawab :

200 = Im . 100

Im = = 2 A

Karena I dan V sefase, maka persamaan

I = 2 sin (100t + 45o)

3. Arus bolak balik dengan frekuensi 100 Hz mempunyai harga maksimum 180A.Hitunglah:a. Harga arus 1/600 detik setelah arus sesaat mencapai nolb. Berapa detik setelah harga arus sesaat mencapai nol arus akan mencapai 100AJawab I = i sin wtI = i sin 2ftI = 180 sin (2 x 100t)I = 180 sin (200 t) a. Waktu diukur dari titik A karena setelah 1/600, yaitu; setenga priode 1/50: 2=1/100 t = 1/100+1/600=7/600dt I= 180 sin (200x180x7/600) =180 x 420 = 420 Ab. titik basis 0 100 A = 180 sin (200x180 t) sin 36.000t = 1 36.000t = 1t = 1/36000 dt

4. Sebuah gelombang sinusoidal didefinisikan sebagai :V= 169,8 sin (377t) volt. Hitunglah nilai tegangan efektif dan nilai tegangan sesaat pada waktu 6 ms.!Penyelesaian:Dari keterangan di atas, bentuk persamaan umum yang digunakan adalah :

Selanjutnya bandingkan persamaan umum tadi dengan gelombang sinusoidal yang diketahui,V= 169,8 sin (377t) maka kita akan mendapatkan nilai tegangan maksimum adalah169,8volt.Nilai tegangan efektif gelombang dihitung dengan cara seperti berikut :Veff = Vmax .= 169,8 voltNilai tegangan sesaat pada waktu 6 ms adalah:V = 169,8 sin (377 x 6ms)V = 169,8 sin (2,262)V = 130,8 volt

5. Sebuah kapasitor mempunyai kapasitas 1mF pada catu daya dengan listrik AC, V= 200 sin (200t 90o). Bagaimana arus sesaatnya?Diket : C = 1 mF = 10-3 F

V = Vm sin tV = 200 sin (200t 90o)Vm = 200

= 200

Dit : Persamaan IJawab :

Xc =

= =

= x 102x 10-3

= 5

Im =

= = 40 A

I = Im sint = 40 sin (200t 90o+90o) = 40 sin (200t)