Artikel ini hadir sebagai “teman belajar” Anda, menyajikan kumpulan soal fisika tentang hambatan listrik yang komprehensif. Kami telah menyiapkan 32 soal pilihan, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga mencocokkan, yang dirancang untuk menguji pemahaman Anda dari berbagai sudut pandang. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan singkat (untuk pilihan ganda) agar Anda bisa belajar dari setiap kesalahan. Siap mengasah kemampuan dan menaklukkan setiap tantangan? Mari kita mulai!
Kumpulan Contoh Soal Taklukkan Hambatan Listrik: 32 Soal Fisika Paling Menantang untuk Lulus Ujian!
Pilihan Ganda
1. 1. Apa yang dimaksud dengan hambatan listrik?
A. Kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.
B. Kemampuan suatu bahan untuk menyimpan energi listrik.
C. Ukuran seberapa besar suatu objek menentang aliran arus listrik.
D. Ukuran seberapa cepat arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian.
2. 2. Satuan internasional untuk hambatan listrik adalah…
A. Ampere
B. Volt
C. Ohm
D. Watt
3. 3. Hukum Ohm menyatakan hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) sebagai…
A. V = I ÷ R
B. I = V × R
C. R = V ÷ I
D. V = I + R
4. 4. Sebuah kawat penghantar memiliki panjang L, luas penampang A, dan hambatan jenis ρ. Rumus untuk menghitung hambatannya adalah…
A. R = ρ × A ÷ L
B. R = L ÷ (ρ × A)
C. R = ρ × L ÷ A
D. R = A ÷ (ρ × L)
5. 5. Tiga buah resistor masing-masing 2 Ω, 3 Ω, dan 5 Ω dihubungkan secara seri. Berapakah hambatan totalnya?
A. 1 Ω
B. 6 Ω
C. 10 Ω
D. 30 Ω
6. 6. Jika dua resistor 6 Ω dan 3 Ω dihubungkan secara paralel, berapakah hambatan totalnya?
A. 1 Ω
B. 2 Ω
C. 9 Ω
D. 18 Ω
7. 7. Faktor-faktor yang memengaruhi besar hambatan suatu kawat penghantar KECUALI…
A. Panjang kawat
B. Luas penampang kawat
C. Hambatan jenis kawat
D. Suhu lingkungan
8. 8. Sebuah lampu memiliki hambatan 20 Ω. Jika dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V, berapa kuat arus yang mengalir melalui lampu?
A. 0,16 A
B. 6 A
C. 100 A
D. 2400 A
9. 9. Berapa tegangan yang diperlukan untuk mengalirkan arus 0,5 A melalui hambatan 100 Ω?
A. 50 V
B. 200 V
C. 0,005 V
D. 500 V
10. 10. Jika panjang suatu kawat penghantar diperpanjang dua kali lipat, dan luas penampangnya tetap, maka hambatannya akan menjadi…
A. Setengah kali semula
B. Dua kali semula
C. Empat kali semula
D. Tetap
11. 11. Jika luas penampang suatu kawat penghantar diperbesar dua kali lipat, dan panjangnya tetap, maka hambatannya akan menjadi…
A. Setengah kali semula
B. Dua kali semula
C. Empat kali semula
D. Tetap
12. 12. Hambatan jenis (resistivitas) suatu bahan memiliki satuan…
A. Ohm
B. Ohm/meter
C. Ohm·meter
D. Ohm·meter²
13. 13. Sebuah rangkaian listrik terdiri dari sumber tegangan 24 V dan tiga resistor 4 Ω, 6 Ω, dan 2 Ω yang dihubungkan secara seri. Berapa kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian?
A. 2 A
B. 4 A
C. 6 A
D. 12 A
14. 14. Dua buah resistor 12 Ω dan 6 Ω dipasang paralel. Rangkaian ini kemudian dihubungkan seri dengan resistor 4 Ω. Berapa hambatan total rangkaian?
A. 4 Ω
B. 8 Ω
C. 10 Ω
D. 22 Ω
15. 15. Konduktor ideal memiliki hambatan sebesar…
A. Tak terhingga
B. Sangat besar
C. Nol
D. Tergantung suhu
16. 16. Sebuah termistor adalah jenis resistor yang hambatannya sangat bergantung pada…
A. Tegangan
B. Arus
C. Suhu
D. Panjang
17. 17. Jika suatu rangkaian memiliki empat resistor yang identik, masing-masing 8 Ω, dihubungkan secara paralel. Berapakah hambatan totalnya?
A. 2 Ω
B. 8 Ω
C. 16 Ω
D. 32 Ω
18. 18. Daya listrik (P) yang hilang pada resistor dapat dihitung menggunakan rumus P = I²R. Jika arus yang mengalir 2 A dan hambatan 10 Ω, berapa daya yang hilang?
A. 20 W
B. 40 W
C. 100 W
D. 200 W
19. 19. Grafik V-I untuk suatu resistor Ohmik adalah garis lurus yang melewati titik asal. Kemiringan (gradien) grafik tersebut menunjukkan nilai…
A. Arus listrik
B. Tegangan listrik
C. Hambatan listrik
D. Daya listrik
20. 20. Sebuah elemen pemanas memiliki hambatan 50 Ω. Jika dihubungkan ke sumber 220 V, berapa energi listrik yang digunakan dalam 10 detik?
A. 968 J
B. 9680 J
C. 96800 J
D. 968000 J
Isian Singkat
1. 1. Arus listrik sebesar 2 A mengalir melalui sebuah resistor yang dihubungkan ke sumber tegangan 10 V. Besar hambatan resistor tersebut adalah __________ Ω.
2. 2. Hambatan jenis tembaga adalah 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m. Jika sebuah kawat tembaga memiliki panjang 100 m dan luas penampang 2 mm², maka hambatan kawat tersebut adalah __________ Ω.
3. 3. Jika tiga resistor 10 Ω, 15 Ω, dan 25 Ω dihubungkan secara seri, hambatan totalnya adalah __________ Ω.
4. 4. Resistor yang harganya berubah ketika ada perubahan intensitas cahaya disebut __________.
5. 5. Dalam rangkaian paralel, tegangan yang melintasi setiap hambatan adalah __________.
Uraian
1. 1. Jelaskan perbedaan mendasar antara hambatan listrik yang dirangkai secara seri dan paralel, khususnya dalam hal tegangan dan arus yang mengalir melalui masing-masing komponen.
2. 2. Sebuah kawat penghantar memiliki panjang 20 m dan luas penampang 0,5 mm². Jika hambatan jenis kawat tersebut adalah 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m, hitunglah hambatan kawat tersebut!
3. 3. Tiga buah resistor R₁ = 4 Ω, R₂ = 6 Ω, dan R₃ = 12 Ω dihubungkan dalam konfigurasi berikut: R₁ dan R₂ dirangkai paralel, kemudian hasil paralelnya dirangkai seri dengan R₃. Jika rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan 30 V, hitunglah: a) Hambatan total rangkaian, b) Kuat arus total yang mengalir.
4. 4. Bagaimana suhu memengaruhi hambatan suatu konduktor? Jelaskan mengapa demikian.
5. 5. Sebuah setrika listrik memiliki spesifikasi 300 W/220 V. Hitunglah hambatan setrika tersebut saat beroperasi pada tegangan normalnya.
Mencocokkan
1. Cocokkan istilah berikut dengan definisinya yang tepat:
1. Resistivitas
2. Konduktivitas
A. Kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.
B. Ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan aliran arus listrik, intrinsik terhadap material.
2. Cocokkan simbol satuan berikut dengan besaran fisika yang diwakilinya:
1. Ω
2. A
A. Kuat Arus Listrik
B. Hambatan Listrik
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. C
Pembahasan: Hambatan listrik (resistansi) adalah ukuran seberapa besar suatu objek menentang atau menghambat aliran arus listrik.
2. C
Pembahasan: Satuan internasional (SI) untuk hambatan listrik adalah Ohm (Ω).
3. C
Pembahasan: Hukum Ohm dirumuskan sebagai V = I × R. Dari rumus ini, R = V ÷ I.
4. C
Pembahasan: Hambatan suatu kawat penghantar dihitung dengan rumus R = ρ × L ÷ A, di mana ρ adalah hambatan jenis, L adalah panjang, dan A adalah luas penampang.
5. C
Pembahasan: Untuk rangkaian seri, hambatan total (Rtotal) adalah jumlah dari semua hambatan: Rtotal = R₁ + R₂ + R₃ = 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω = 10 Ω.
6. B
Pembahasan: Untuk rangkaian paralel: 1/Rtotal = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2. Jadi, Rtotal = 2 Ω.
7. D
Pembahasan: Hambatan kawat dipengaruhi oleh panjang kawat (L), luas penampang (A), dan hambatan jenis (ρ). Suhu lingkungan secara langsung tidak memengaruhi hambatan kawat, meskipun suhu kawat itu sendiri dapat memengaruhi hambatan jenisnya.
8. B
Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm: I = V ÷ R = 120 V ÷ 20 Ω = 6 A.
9. A
Pembahasan: Menggunakan Hukum Ohm: V = I × R = 0,5 A × 100 Ω = 50 V.
10. B
Pembahasan: Karena R berbanding lurus dengan L (R = ρL/A), jika L diperpanjang dua kali lipat, maka R juga akan menjadi dua kali lipat.
11. A
Pembahasan: Karena R berbanding terbalik dengan A (R = ρL/A), jika A diperbesar dua kali lipat, maka R akan menjadi setengah kali semula.
12. C
Pembahasan: Dari rumus R = ρL/A, maka ρ = R × A ÷ L. Satuan R adalah Ohm, A adalah meter², dan L adalah meter. Jadi, satuan ρ adalah Ohm × meter² ÷ meter = Ohm·meter.
13. A
Pembahasan: Hambatan total seri: Rtotal = 4 Ω + 6 Ω + 2 Ω = 12 Ω. Kuat arus total: I = V ÷ Rtotal = 24 V ÷ 12 Ω = 2 A.
14. B
Pembahasan: Hambatan paralel Rp: 1/Rp = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12 = 1/4. Jadi Rp = 4 Ω. Kemudian Rp seri dengan 4 Ω: Rtotal = Rp + 4 Ω = 4 Ω + 4 Ω = 8 Ω.
15. C
Pembahasan: Konduktor ideal adalah bahan yang dapat menghantarkan arus listrik tanpa hambatan sama sekali, sehingga hambatannya adalah nol.
16. C
Pembahasan: Termistor adalah resistor peka suhu, di mana hambatannya berubah secara signifikan dengan perubahan suhu.
17. A
Pembahasan: Untuk n resistor identik (R) yang dihubungkan paralel, Rtotal = R ÷ n. Jadi, Rtotal = 8 Ω ÷ 4 = 2 Ω.
18. B
Pembahasan: P = I²R = (2 A)² × 10 Ω = 4 A² × 10 Ω = 40 W.
19. C
Pembahasan: Dari Hukum Ohm V = IR, jika V adalah sumbu y dan I adalah sumbu x, maka kemiringan (gradien) grafik V-I adalah V/I, yang merupakan nilai hambatan (R).
20. C
Pembahasan: Daya P = V² ÷ R = (220 V)² ÷ 50 Ω = 48400 ÷ 50 = 968 W. Energi W = P × t = 968 W × 10 s = 9680 J. (Koreksi: Pilihan jawaban C harusnya 9680 J, ada salah ketik di soal. Asumsi pilihan C adalah 9680 J)
Isian Singkat
1. 5
2. 0,84
3. 50
4. LDR (Light Dependent Resistor)
5. Sama
Uraian
1. Perbedaan mendasar:
– **Rangkaian Seri**: Arus yang mengalir melalui setiap hambatan adalah sama besar (Itotal = I₁ = I₂ = …). Tegangan total adalah jumlah tegangan pada setiap hambatan (Vtotal = V₁ + V₂ + …). Hambatan total adalah jumlah aritmatika dari setiap hambatan (Rtotal = R₁ + R₂ + …).
– **Rangkaian Paralel**: Tegangan yang melintasi setiap hambatan adalah sama besar (Vtotal = V₁ = V₂ = …). Arus total adalah jumlah arus yang mengalir melalui setiap cabang (Itotal = I₁ + I₂ + …). Kebalikan hambatan total adalah jumlah kebalikan setiap hambatan (1/Rtotal = 1/R₁ + 1/R₂ + …).
2. Diketahui:
L = 20 m
A = 0,5 mm² = 0,5 × 10⁻⁶ m²
ρ = 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m
Ditanya: R = ?
Penyelesaian:
R = ρ × L ÷ A
R = (1,7 × 10⁻⁸ Ω·m) × (20 m) ÷ (0,5 × 10⁻⁶ m²)
R = (34 × 10⁻⁸) ÷ (0,5 × 10⁻⁶)
R = (34 ÷ 0,5) × (10⁻⁸ ÷ 10⁻⁶)
R = 68 × 10⁻²
R = 0,68 Ω
Jadi, hambatan kawat tersebut adalah 0,68 Ω.
3. a) Hambatan total rangkaian:
Resistor R₁ dan R₂ paralel:
1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/4 + 1/6 = 3/12 + 2/12 = 5/12
Rp = 12/5 = 2,4 Ω
Hasil paralel (Rp) diseri dengan R₃:
Rtotal = Rp + R₃ = 2,4 Ω + 12 Ω = 14,4 Ω
Jadi, hambatan total rangkaian adalah 14,4 Ω.
b) Kuat arus total yang mengalir:
Itotal = Vtotal ÷ Rtotal = 30 V ÷ 14,4 Ω
Itotal ≈ 2,08 A
Jadi, kuat arus total yang mengalir adalah sekitar 2,08 A.
4. Pada umumnya, hambatan suatu konduktor akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Hal ini terjadi karena ketika suhu konduktor meningkat, atom-atom di dalamnya akan bergetar lebih hebat. Getaran atom yang lebih intens ini menyebabkan elektron-elektron bebas yang bergerak sebagai arus listrik lebih sering bertumbukan dengan atom-atom konduktor. Tumbukan yang lebih sering ini menghambat pergerakan elektron, sehingga menyebabkan peningkatan hambatan listrik.
5. Diketahui:
Daya (P) = 300 W
Tegangan (V) = 220 V
Ditanya: Hambatan (R) = ?
Penyelesaian:
Kita dapat menggunakan rumus daya P = V² ÷ R. Dari rumus ini, R = V² ÷ P.
R = (220 V)² ÷ 300 W
R = 48400 ÷ 300
R = 161,33 Ω (dibulatkan)
Jadi, hambatan setrika listrik tersebut adalah sekitar 161,33 Ω.
Mencocokkan
1. 1. B, 2. A
2. 1. B, 2. A
