SOAL LITERASI

Soal 1 (Kontekstual: Tuning Frekuensi Radio)

Teks Bacaan:

Rian (17 tahun) suka mendengarkan musik melalui stasiun radio FM. Saat memutar kenop tuning radio, sebenarnya ia sedang mengubah nilai kapasitansi kapasitor variabel di dalam rangkaian RLC seri radio tersebut. Ketika frekuensi alami rangkaian RLC seri cocok dengan frekuensi gelombang pemancar stasiun radio yang dituju, terjadi peristiwa yang dinamakan resonansi listrik. Pada kondisi ini, impedansi (hambatan total) rangkaian bernilai paling kecil (sama dengan nilai hambatan resistor R), sehingga arus listrik AC yang mengalir menjadi maksimum dan suara radio terdengar sangat jernih.

Berdasarkan teks di atas, kondisi yang menyebabkan terjadinya peristiwa resonansi listrik pada rangkaian radio Rian adalah...

A. Reaktansi induktif (XL) sama dengan reaktansi kapasitif (XC) sehingga impedansi bernilai minimum (Z = R).

B. Reaktansi induktif (XL) lebih besar dari reaktansi kapasitif (XC) sehingga impedansi bernilai maksimum.

C. Nilai resistansi (R) menjadi nol sehingga arus yang mengalir di dalam rangkaian menjadi nol.

D. Hambatan total (impedansi) meningkat drastis melebihi nilai reaktansi induktif.

E. Tegangan listrik AC dari stasiun radio bernilai nol akibat pembatalan gelombang.

Soal 2 (Kontekstual: Efisiensi Energi Perangkat Rumah Tangga)

Teks Bacaan:

Di rumah Siti, terdapat berbagai perangkat elektronik yang menggunakan motor listrik seperti kipas angin, pompa air, dan mesin cuci. Perangkat berbeban induktif ini menyebabkan arus listrik AC tertinggal (lagging) terhadap tegangannya, yang mengakibatkan nilai faktor daya (cos phi) menyusut di bawah 1. Akibatnya, daya nyata (P) yang dimanfaatkan peralatan listrik lebih kecil daripada daya semu (S) yang harus dialirkan oleh PLN. Untuk menghemat dan meningkatkan efisiensi energi, pabrikan sering menambahkan kapasitor penyesuai ke dalam rangkaian alat tersebut.

Mengapa penambahan kapasitor dapat membantu meningkatkan nilai faktor daya (cos phi) pada peralatan berbeban induktif?

A. Kapasitor menambah hambatan resistor (R) sehingga seluruh arus listrik berubah menjadi panas.

B. Kapasitor memiliki reaktansi kapasitif (XC) yang berlawanan arah dengan reaktansi induktif (XL), sehingga menetralkan sifat induktif dan merapatkan beda fase antara tegangan dan arus.

C. Kapasitor menurunkan tegangan listrik utama sehingga penggunaan daya berkurang drastis.

D. Kapasitor mengubah arus bolak-balik (AC) dari PLN menjadi arus searah (DC) murni secara otomatis.

E. Kapasitor menghilangkan daya aktif (P) dan hanya menyalurkan daya reaktif (Q).

Soal 3 (Kontekstual: Kerusakan Pengeras Suara / Speaker DIY)

Teks Bacaan:

Budi mencoba merakit pengeras suara (speaker) rakitan yang memanfaatkan komponen resistor, induktor, dan kapasitor yang disusun secara seri (RLC seri). Saat Budi menguji speaker tersebut pada frekuensi audio tertentu, reaktansi induktif dan reaktansi kapasitif dari rangkaian tersebut saling meniadakan (XL = XC). Hal ini membuat impedansi (Z) rangkaian turun drastis hingga hanya tersisa hambatan resistor (R) yang nilainya sangat kecil. Karena impedansi sangat rendah, arus listrik AC yang mengalir melonjak melebihi batas toleransi komponen hingga menimbulkan panas berlebih dan membakar komponen speaker.

Faktor utama yang menyebabkan lonjakan arus AC berlebih hingga merusak komponen pada rangkaian Budi adalah...

A. Munculnya impedansi maksimum yang menahan arus listrik secara mendadak.

B. Penurunan nilai impedansi rangkaian menjadi sangat kecil (hanya sebesar R) saat terjadi resonansi.

C. Kenaikan nilai reaktansi kapasitif (XC) hingga bernilai tak terhingga.

D. Terjadinya pemutusan arus listrik secara otomatis dari sumber tegangan AC.

E. Perubahan sifat rangkaian dari resistif murni menjadi kapasitif penuh.


SOAL NUMERASI

Soal 4 (Kontekstual: Menghitung Impedansi Speaker)

Sebuah pengeras suara rakitan dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Di dalam rangkaian tersebut terdapat resistor dengan hambatan R = 30 Ohm, induktor dengan reaktansi induktif XL = 80 Ohm, dan kapasitor dengan reaktansi kapasitif XC = 40 Ohm yang dirangkai secara seri.

(Rumus impedansi RLC seri: Z = akar dari R^2 + (XL - XC)^2 )

Berapakah besar impedansi total (Z) dari rangkaian RLC seri pada speaker tersebut?

A. 30 Ohm

B. 40 Ohm

C. 50 Ohm

D. 70 Ohm

E. 150 Ohm

Soal 5 (Kontekstual: Menentukan Frekuensi Resonansi Radio)

Rangkaian penerima sinyal pada radio FM menggunakan induktor dengan induktansi L = 1/pi^2 H dan kapasitor dengan kapasitansi C = 100 mikro F (10^-4 F) yang disusun secara seri.

(Rumus frekuensi resonansi: fr = 1 / (2phi . (akar dari L . C)) )

Berapakah frekuensi resonansi (fr) dari rangkaian penerima sinyal radio tersebut?

A. 25 Hz

B. 50 Hz

C. 100 Hz

D. 200 Hz

E. 500 Hz

Soal 6 (Kontekstual: Menghitung Daya Listrik AC Pompa Air)

Sebuah mesin pompa air rumah tangga dihubungkan pada sumber tegangan AC dengan tegangan efektif V eff = 220 Volt. Saat beroperasi, arus efektif yang mengalir pada motor pompa adalah I eff = 2 Ampere. Karena mesin pompa memiliki kumparan induktif, nilai faktor daya (cos phi) pompa air tersebut tercatat sebesar 0,8.

(Rumus daya nyata AC: P = V eff . I eff . cos phi)

Berapakah daya nyata (P) yang diserap oleh mesin pompa air tersebut saat beroperasi?

A. 176 Watt

B. 352 Watt

C. 440 Watt

D. 550 Watt

E. 880 Watt


Tuliskan jawabanmu di kolom komentar website ini ya?