SOAL LITERASI
Soal 1 (Kontekstual: Listrik PLN Rumah Tangga)
Teks Bacaan:
Dimas (17 tahun) mengamati grafik gelombang arus bolak-balik (AC) dari stopkontak kelas menggunakan instrumen osiloskop di laboratorium fisika. Osiloskop menampilkan nilai tegangan puncak (maksimum) sebesar 311 Volt. Namun, ketika Dimas melihat stiker spesifikasi pada pengisi daya (charger) laptopnya, tegangan AC yang tertera adalah 220 Volt. Guru fisika menjelaskan bahwa angka 220 Volt tersebut adalah tegangan efektif (V eff), yaitu nilai tegangan terukur yang setara dengan tegangan searah (DC) dalam menghasilkan daya atau panas yang sama pada suatu hambatan.
Berdasarkan teks di atas, mengapa produsen alat elektronik mencantumkan angka 220 Volt dan bukan 311 Volt pada alat rumah tangga?
A. Karena 220 Volt adalah nilai tegangan rata-rata harian, sedangkan 311 Volt hanya terjadi saat terjadi lonjakan listrik di malam hari.
B. Karena 220 Volt adalah nilai efektif yang menunjukkan kemampuan nyata listrik AC dalam menghasilkan daya/panas pada beban.
C. Karena 311 Volt adalah tegangan yang diserap oleh kabel ground, sehingga tidak sampai ke perangkat elektronik.
D. Karena 220 Volt hanya berlaku untuk frekuensi 0 Hz, sedangkan 311 Volt berlaku untuk frekuensi 50 Hz.
E. Karena tegangan maksimum 311 Volt bersifat konstan dan tidak berubah terhadap waktu.
Soal 2 (Kontekstual: Filter Audio / Sound System)
Teks Bacaan:
Dalam perakitan sistem audio (sound system), komponen RLC seri sering dimanfaatkan sebagai filter frekuensi (crossover). Filter ini bertugas memisahkan sinyal suara berdasarkan frekuensinya. Kapasitor memiliki sifat reaktansi kapasitif (XC = 1 / 2pi.f.C) yang makin kecil jika frekuensi (f) semakin tinggi, sehingga sinyal nada tinggi (treble) mudah melewatinya. Sebaliknya, induktor memiliki reaktansi induktif (XL = 2pi.f.L) yang makin kecil jika frekuensi (f) semakin rendah, sehingga mudah dilewati sinyal nada rendah (bass).
Mengapa komponen kapasitor sangat cocok dipasang pada jalur speaker tweeter (penghasil nada tinggi/treble)?
A. Karena kapasitor menahan frekuensi tinggi dan hanya menyalurkan sinyal arus searah (DC).
B. Karena semakin tinggi frekuensi sinyal suara, semakin kecil reaktansi kapasitifnya, sehingga sinyal treble melintas tanpa hambatan berarti.
C. Karena kapasitor memperbesar nilai resistansi resistor sehingga nada tinggi terdengar lebih nyaring.
D. Karena frekuensi tinggi menyebabkan induktansi kapasitor berubah menjadi nol.
E. Karena kapasitor mengubah gelombang sinus nada tinggi menjadi gelombang kotak.
Soal 3 (Kontekstual: Beda Fase pada Peralatan Listrik AC)
Teks Bacaan:
Pada arus searah (DC), arus dan tegangan selalu berjalan bersamaan. Namun pada arus bolak-balik (AC), komponen induktor (L) dan kapasitor (C) menyebabkan adanya beda fase antara tegangan (V) dan arus (I). Pada beban induktif (seperti motor listrik kipas angin), tegangan mendahului arus. Sebaliknya, pada beban kapasitif, arus mendahului tegangan. Jika kedua reaktansi seimbang (XL = XC), rangkaian bersifat resistif murni di mana tegangan dan arus berjalan sefase.
Pernyataan yang paling tepat mengenai hubungan antara tegangan dan arus pada rangkaian AC yang bersifat kapasitif adalah...
A. Tegangan listrik (V) mendahului arus listrik (I) dengan sudut fase 90 derajat.
B. Arus listrik (I) mendahului tegangan listrik (V) dengan sudut fase antara 0 derajat hingga 90 derajat.
C. Tegangan dan arus mengalir secara bersamaan tanpa ada selisih sudut fase (phi = 0 derajat).
D. Arus listrik berhenti mengalir karena ditahan sepenuhnya oleh hambatan kapasitor.
E. Tegangan dan arus berlawanan arah sebesar 180 derajat.
SOAL NUMERASI
Soal 4 (Kontekstual: Persamaan Tegangan Adaptor Laptop)
Sebuah adaptor pengisi daya laptop terhubung ke sumber listrik AC PLN. Persamaan tegangan sinusoidal yang mengalir pada stopkontak tersebut memenuhi persamaan:
(Rumus tegangan AC: V = V max sin (omega.t), di mana V eff = V max / akar 2 ,dan omega = 2pi.f)
Berapakah nilai tegangan efektif (V eff) dan frekuensi (f) dari sumber listrik AC tersebut?
A. V eff = 100 Volt dan f = 50 Hz
B. V eff = 100 akar 2 Volt dan f = 100 Hz
C. V eff = 200 Volt dan f = 50 Hz
D. V eff = 100 Volt dan f = 100 Hz
E. V eff = 50 Volt dan f = 25 Hz
Soal 5 (Kontekstual: Hambatan Induktif pada Motor Kipas Angin)
Sebuah kumparan motor kipas angin listrik memiliki induktansi L = 0,2 Henry. Motor ini dihubungkan dengan sumber tegangan AC yang memiliki kecepatan sudut omega = 100 rad/s.
(Rumus reaktansi induktif: XL = omega . L)
Berapakah besar hambatan induktif (reaktansi induktif XL) dari kumparan kipas angin tersebut?
A. 10 Ohm
B. 20 Ohm
C. 50 Ohm
D. 200 Ohm
E. 500 Ohm
Soal 6 (Kontekstual: Arus Efektif Rangkaian RLC)
Rangkaian RLC seri pada perangkat elektronik penerima sinyal memiliki nilai impedansi total Z = 110 Ohm. Rangkaian tersebut dihubungkan ke sumber tegangan AC rumah tangga dengan tegangan efektif V eff = 220 Volt.
(Rumus Hukum Ohm AC: I eff = V eff / Z )
Berapakah besar arus listrik efektif (I eff) yang mengalir melalui rangkaian RLC tersebut?
A. 0,5 Ampere
B. 1,0 Ampere
C. 2,0 Ampere
D. 4,0 Ampere
E. 5,0 Ampere
Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?
Posting Komentar
0 Komentar