Rangkaian Listrik 1: latihan soal dan soal ujian

Mata kuliah rangkaian pertama di teknik elektro: jaringan resistor, hukum Kirchhoff, analisis simpul dan mesh, teorema-teorema jaringan, op-amp ideal, dan transien orde pertama. Soal ujian biasanya memberikan satu rangkaian dan menanyakan tegangan, arus, atau rangkaian ekuivalen, dan sering kali lebih dari satu metode bisa dipakai.

Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Paket kilat (PDF)Lembar rumus, langkah-langkah metode, dan soal latihan dengan pembahasan lengkap, siap dicetak.

Topik dalam mata kuliah ini

  1. Resistor seri & paralel3 resistor · 4 resistor · tangga 6 resistorhitungan
  2. Analisis simpul1 simpul tak diketahui · 2 simpul tak diketahui · 2 simpul, 3 sumberhitungan
  3. Analisis mesh2 mesh, 1 sumber · 2 mesh, 2 sumber · 3 meshhitungan
  4. Superposisi2 sumber tegangan · sumber tegangan + arus · 3 sumberhitungan
  5. Thévenin & Nortonjaringan pembagi · dengan resistor seri dan beban · dengan sumber arus dan bebanhitungan
  6. Rangkaian op-amppenguat pembalik · penguat non-pembalik · penguat penjumlahhitungan
  7. Transien RC & RLpengisian RC · rangkaian RL · kapasitor bermuatan awalhitungan

Tips ujian untuk Rangkaian Listrik 1

  • Tandai simpul referensi dan arah setiap arus sebelum Anda menulis satu persamaan pun. Sebagian besar nilai hilang karena kesalahan tanda.
  • Periksa jawaban Anda dengan metode kedua: superposisi dan analisis simpul harus menghasilkan tegangan yang sama.
  • Perhatikan satuannya: kΩ dikali mA menghasilkan V, dan kΩ dikali µF menghasilkan ms.

Contoh dengan pembahasan

Resistor seri & paralelMudah
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Cari arus IR1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Tentukan IR1 (A)

Tampilkan petunjuk
  1. Sederhanakan jaringan selangkah demi selangkah. Dalam seri, resistansi dijumlahkan. Dua resistor paralel digabung menjadi R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ dan R₃ sama-sama menghubungkan simpul A ke kawat bawah, jadi keduanya paralel. Pasangan itu seri dengan R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Jawaban

IR1 = 2 A
Analisis simpulSedang
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

Sumber tegangan Vₛ antara A dan B memiliki terminal + di B, jadi membuat VB − VA = Vₛ. Gunakan analisis simpul dengan supernode untuk mencari arus Ix melalui sumber tegangan, dari A ke B seperti ditunjukkan panah.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Tentukan Ix (A)

Tampilkan petunjuk
  1. Sumber tegangan di antara dua simpul non-ground menetapkan selisihnya: VB − VA = Vs.
  2. Tulis satu persamaan KCL untuk supernode di sekitar A, B, dan sumber: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Analisis simpul: pilih simpul referensi, beri nama tegangan simpul yang tidak diketahui, tulis hukum arus Kirchhoff di setiap simpul tersebut memakai hukum Ohm (I = ΔV/R), lalu selesaikan persamaannya.

Bentuk supernode

Sumber tegangan antara A dan B mengalirkan arus yang tidak diketahui, jadi KCL tidak dapat ditulis di A atau B secara terpisah. Lingkupi A, B, dan sumber dalam satu supernode: arus yang masuk sama dengan arus yang keluar.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Selesaikan

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Arus melalui sumber tegangan

Semua arus yang melewati sumber dari A ke B keluar dari simpul B melalui R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Jawaban

Ix = 1,333 A

Hasil negatif berarti arus sebenarnya mengalir berlawanan dengan panah.

Cara kerja latihan

  • “Latih mata kuliah ini” mencampur soal dari semua topiknya, seperti ujian sungguhan.
  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Ujian simulasi memiliki batas waktu dan tanpa petunjuk, dan di akhir Anda mendapat skor serta tinjauan lengkap.

Kalkulator untuk mata kuliah ini

Kalkulator resistor seri dan paralelKalkulator pembagi teganganKalkulator konstanta waktu RCKalkulator penguatan op-ampKalkulator rangkaian ekuivalen Thévenin dan NortonKalkulator hukum Ohm (tegangan, arus, hambatan, dan daya)Kalkulator kode warna resistor (4, 5, dan 6 gelang)Kalkulator kapasitor (seri, paralel, muatan, dan energi)

Mata kuliah terkait

Latihan ujian FE Electrical and ComputerDasar Teknik ElektroElektronika 1Pengukuran dan InstrumentasiRangkaian Listrik 2: rangkaian ACFisika 2: Listrik dan MagnetSistem Tenaga Listrik dan Mesin ListrikTeknik Kendali 1
Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.