Home PEMBAHASAN SBMPTN FISIKA Pembahasan Sbmptn Fisika Energi Dan Daya Listrik

Pembahasan Sbmptn Fisika Energi Dan Daya Listrik

by CerdaskanKita

Pembahasan soal SBMPTN bidang study fisika perihal energi dan daya listrik ini mencakup sedikit subtopik dalam kepingan listrik dinamis adalah aturan Ohm, energi listrik, daya listrik, hubungan antara energi dan daya listrik, dan hubungan antara sepesifikasi alat listrik dan tegangan terpasang. Dari sedikit soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN bidang study fisika, model soal perihal energi dan daya listrik yang kerap keluar antara lain memilih besar daya yang sanggup dihasilkan apabila berpengaruh arus diketahui, memilih waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air dengan memakai energi listrik, memilih daya yang dikonsumsi pada pemanasan air memakai ketel listrik, memilih daya masukan pada generator, memilih intensitas cahaya minimal yang dibutuhkan semoga panel surya menghasilkan energi listrik, memilih biaya yang harus dikeluarkan untuk pemakaian energi listrik di rumah, memilih berpengaruh arus elemen pada konversi energi listrik menjadi energi mekanik.

Soal 1
Diketahui bahwa arus listrik searah (DC) sebesar 3 Ampere yang mengalir melewati suatu filamen pemanas bisa menghasilkan daya listrik padanya sebesar W. Jika digunaan arus bolak-balik (AC) dengan nilai puncak sebesar 3 Ampere juga, maka besar daya listrik yang sanggup diabngkitkan pada filamen tersebut merupakan ….
A. W/4
B. W/2
C. 2W
D. 4W
E. W

Pembahasan :
Dik : I = 3A, P = W

Daya pada rangkaian DC
⇒ P = I2.R
⇒ P = W

Daya pada rangakain AC
⇒ P = ½ Imax2.R

Perbandingan daya

PAC  = ½ Imax2.R
PDC I2.R
PAC  = ½. 32
PDC 32

⇒ PAC = ½ PDC
⇒ PAC = ½W

Jawaban : B

Soal 2
Sebuah pemanas listrik yang hambatannya 5 ohm memakai sumber tegangan 50 V. Pemanas digunakan untuk memanaskan 1 liter air dari 0oC hingga lalu 50oC. Jika 70% kalor yang dihasilkan pemanas diambil air, maka waktu yang dibutuhkan merupakan …
A. 5 menit
B. 10 menit
C. 15 menit
D. 20 menit
E. 25 menit

Baca Juga:   Pembahasan Soal Sbmptn Fisika Gelombang Elektromagnetik

Pembahasan :
Dik : R = 5 ohm, V = 50 V, Volume = 1 L → m = 1000 g, ΔT = 50 – 0 = 50oC

Karena kalor dihasilkan dari pemanas yang efisiensinya 70%, maka berlaku :
⇒ Q = 70% W
⇒ Q = 0,7 V.i.t

Waktu yang dibutuhkan:
⇒ Q = 0,7 V.i.t
⇒ m.c.ΔT = 0,7 (V2/R) t
⇒ 1000 (4,2)(50) = 0,7 (502/5) t
⇒ 210.000 = 350t
⇒ t = 600 detik
⇒ t = 10 menit

Jawaban : B

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Termodinamika dan Kinetik Gas.

Soal 3
Ketel listrik bisa mendidihkan 3 liter air dengan suhu awal 20oC selama 10 menit. Jika tegangan yang diberikan 220 V, maka daya yang dikonsumsi merupakan (c air = 4,18 J/goC) …
A. 1342 watt
B. 1672 watt
C. 1834 watt
D. 2100 watt
E. 2455 watt

Pembahasan :
Dik : V = 3 L → m = 3000 g, To = 20oC, t = 10 menit = 600 s

Hubungan perubahan suhu dengan daya listrik
⇒ P.t = m.c.ΔT
⇒ P.t = m.c. (Tdidih – To)
⇒ P(600) = 3000 (4,18) (100 – 20)
⇒ P = 5 (4,18) (80)
⇒ P = 1672 Watt.

Jawaban : B

Soal 4
Jika sebuah generator dengan daya keluaran P dan tegangan keluaran V dihubungkan ke sebuah pabrik memakai kabel yang kendala totalnya R, daya masukan yang dikirim ke pabrik merupakan …
A. P
B. P – ½(P/V)R
C. P – (P/V)R
D. P – ½(P/V)2R
E. P – (P/V)2R

Pembahasan :
Hambatan total kabel akan menjadikan disipasi daya yang besarnya sebagai berikut:
⇒ P disipasi = I2R
⇒ P disipasi = (P/V)2R

Besarnya daya masukan (Pin) merupakan :
⇒ Pin = Pout – P disipasi
⇒ Pin = P – P disipasi
⇒ Pin = P – (P/V)2R

Jawaban : E

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Teori Relativitas Khusus.

Soal 5
Sebuah kalkulator yang memakai panel surya 4 cm x 1 cm bekerja pada tegangan 3 volt dan arus 0,2 mA. Jika panel surya mengubah 20% energi cahaya menjadi energi listrik, maka intensitas cahaya minimal yang harus diterima panel surya merupakan …
A. 2,5 W/m2
B. 4,0 W/m2
C. 5,0 W/m2
D. 7,5 W/m2
E. 12,5 W/m2

Baca Juga:   Kumpulan Model Soal Sbmptn Kinematika Gerak Lurus

Pembahasan :
Dik : A = 4 cm2 = 4 x 10-4 m2, V = 3V, I = 2 x 10-4 A, η = 20%

Dari rumus efisiensi

⇒ η = Pout x 100%
Pin
⇒ 20% = VI x 100%
Pin
⇒ 0,2 = 3 (2 x 10-4)
Pin

⇒ Pin = 3 x 10-3 Watt

Intensitas cahaya:

⇒ I = Pin
A
⇒ I = 3 x 10-3
4 x 10-4

⇒ I = 7,5 W/m2

Jawaban : D

Soal 6
Dua alat pemanas listrik apabila digunakan secara sendiri-sendiri akan membutuhkan waktu masing-masing 15 menit dan 10 menit untuk mendidihkan air satu panci. Jika kedua alat tersebut dihubungkan secara seri, dengan sumber ggl yang tetap sama menyerupai semula, maka waktu yang dibutuhkan untuk mendidihkan 1 panci air merupakan …
A. 15 menit
B. 20 menit
C. 25 menit
D. 30 menit
E. 45 menit

Pembahasan :
Karena mendidihkan jumlah air yang sama maka bisnis yang dibutuhkan juga sama. Dengan demikian berlaku: W1 = W2 = Wseri.

Dari W1 = W2 :

V2.t1  = V2.t2
R1 R2
t1  = t2
R1 R2

⇒ R1 = (t1/t2) R2
⇒ R1 = (15/10) R2
⇒ R1 = 1,5 R2

Dari W2 = Wseri

V2.t2  = V2.tseri
R2 R1 + R2
t2  = tseri
R2 1,5R2 + R2

⇒ tseri = (t2 x 2,5R2)/ R2
⇒ tseri = (10 x 2,5R2)/ R2
⇒ tseri = 25R2/ R2
⇒ tseri = 25 detik.

Jawaban : C

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Inti dan Radioaktivitas.

Soal 7
Jika energi listrik yang diberikan pada elemen dengan kendala 25 ohm dalam waktu 1 menit sama besarnya dengan energi mekanik yang dilakukan gaya 500 N sepanjang lintasan 10 m, maka besar arus pada elemen tersebut merupakan …
A. 1,3 A
B. 1,8 A
C. 3,3 A
D. 4,3 A
E. 5 A

Pembahasan :
Dik : R = 25 ohm, t = 1 menit = 60 s, F = 500 N, s = 10 m

Konversi energi listrik menjadi energi mekanik:
⇒ E listrik = W
⇒ I2.R.t = F.s
⇒ I2.(25)(60) = 500 (10)
⇒ I2 = 20/6
⇒ I = √3,3
⇒ I = 1,8 A

Jawaban : B

Soal 8
Sebuah rumah tangga memakai 10 lampu 20 watt rata-rata dinyalakan 12 jam dalam satu hari, 1 televisi 60 watt dinyalakan 10 jam per hari dan setrika listrik 300 watt per hari rata-rata 2 jam. Jika 1 kwh berharga Rp 400,- maka besar tagihan yang harus dibayar setiap bulannya merupakan …
A. Rp 23.400,-
B. Rp 36.600,-
C. Rp 43.200,-
D. Rp 52.000,-
E. Rp 64.000,-

Baca Juga:   Kumpulan Model Soal Sbmptn Gelombang Bunyi

Pembahasan :
Langkah pertama kita hitung energi listrik yang digunakan dari masing-masing alat.

Energi pada lampu :
⇒ EL = P.t
⇒ EL = 20 Watt x 12
⇒ EL = 0,02 kW x 12
⇒ EL = 0,24 kWh
Karena ada 10 lampu maka
⇒ EL = 2,4 kWh

Energi pada televisi:
⇒ Et = P.t
⇒ Et = 60 Watt x 10
⇒ Et = 0,06 kW x 10
⇒ Et = 0,6 kWh

Energi pada setrika:
⇒ ES = P.t
⇒ ES = 300 Watt x 2
⇒ ES = 0,3 kW x 2
⇒ ES = 0,6 kWh

Total energi listrik yang digunakan per hari
⇒ E = 2,4 + 0,6 + 0,6
⇒ E = 3,6 kWh

Total energi listrik yang digunakan per bulan
⇒ E = 3,6 kWh x 30
⇒ E = 108 kWh

Biaya yang harus dibayar:
⇒ Tagihan = 108 x Rp 400,-
⇒ Tagihan = Rp 43.200,-

Jadi, biaya yang harus dikeluarkan untuk 1 bulan pemakaian merupakan Rp 43.200,-

Jawaban : C

You may also like