Kelistrikan adalah ilmu yang mempelajari fenomena dari arus listrik. Materi dasar kelistrikan merupakan salahsatu bagian paling penting karena semua alat elektronis beroperasi dengan prinsip dasar listrik.
Kelistrikan mempelajari muatan listrik, artinya tidak terlepas dari teori dasar atom. Kelistrikan juga mempelajari bagaimana listrik mengalir dalam penghantar, artinya tidak terlepas dari sifat bahan listrik seperti konduktor, isolator dan semikonduktor.
Selain itu terdapat hukum-hukum yang berlaku dalam kelistrikan seperti Hukum Ohm yang menjelaskan hubungan Arus dan tegangan, Hukum Kirchoff yang menjelaskan tentang kekekalan muatan dan energi listrik, maupun Hukum Faraday yang menjelaskan tentang Interaksi medan magnet.
Dibawah ini adalah kumpulan soal kelistrikan dasar yang membahas sub-materi diatas dan sub-materi lainnya. Soal ini dilengkapi dengan contoh, kunci jawaban lengkap dengan pembahasan. Sangat cocok untuk mengasah kemampuan Pelajar SMK maupun mahasiswa Teknik Elektro. Anda juga dapat mengunduh file ini dengan soal dan jawaban yang terpisah pada link dibagian akhir soal.
SOAL DASAR KELISTRIKAN
1. Setiap materi atau benda dapat dibagi menjadi bagian terkecil yang menjadi dasar mengalirnya arus listrik. Bagian terkecil tersebut adalah ?
a. Unsur
b. Molekul
c. Konduktor
d. Atom e. Quarks
Jawaban : D
Pembahasan : Pada dasarnya, setiap materi di dunia ini baik yang berbentuk padat, cair, maupun gas sebenarnya terdiri dari komposisi dasar yang membentuk materi tersebut secara fisik. Materi dasar tersebut adalah Atom. Jenis dan perilaku atom pada sebuah benda mempengaruhi sifat benda tersebut dan kemampuannya dalam menghantarkan listrik.
2. Dalam atom terdapat beberapa partikel penyusun berdasarkan model atom Rutherford-Bohr. Partikel tersebut adalah ?
a. Proton, Nukleus dan electron
b. Quarks, Nukleus, Elektron
c. Molekul, Senyawa, Unsur
d. Proton, Neutron, Positron e. Proton, Neutron, Elektron
Jawaban : E
Pembahasan : Berdasarkan Model atom Rutherford Bohr, Atom terdiri dari partikel penyusun seperti Proton, Neutron dan Elektron. Proton dan Neutron terdapat pada inti atom, sementara electron mengelilingi inti atom.
3. Model atom pertama kali dicetuskan oleh Jhon Dalton pada tahun 1805. Pada tahun 1895, Seorang Ilmuan asal Inggris menemukan Elektron. Orang tersebut adalah ?
a. Niels Bohr
b. JJ.Thomson
c. Jhon Dalton
d. Ernest Rutherford e. Louis De Broglie
Jawaban : B
Pembahasan : Pada tahun 1805, Jhon Dalton menggagas model atom pertama berupa bola-bola pejal. Namun, model atom Dalton memiliki kekurangan yaitu belum bisa menjelaskan bagaimana listrik pada suatu benda mengalir. Pada tahun 1895, JJ Thompson menemukan bahwa dalam atom masih terdapat partikel yang bermuatan negatif yaitu elektron. Sebelumnya Eugene Goldstein menemukan partikel bermuatan positif yaitu Proton.
4. Arus listrik terjadi karena elektron yang berpindah karena pengaruh dari luar. Elektron yang mudah berpindah dan lepas dari kulit orbitnya disebut ?
a. Elektron individu
b. Anti Elektron
c. Elektron Valensi
d. Elektron lemah e. Elektron lepas
Jawaban : C
Pembahasan : Elektron valensi adalah elektron yang memiliki ikatan yang paling lemah dengan inti atom, sehingga mudah terlepas dari orbitnya. Elektron valensi biasanya terletak pada bagian paling luar dari kulit atom. Elektron valensi pada atom membentuk ikatan dan menghasilkan elektron bebas.
5. Jenis dan perilaku atom pada sebuah benda atau materi menentukan kemampuan materi tersebut dalam menghantarkan arus listrik. Berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, materi terbagi dari 3 jenis utama yaitu ?
a. Tegangan, Arus, Dan Hambatan
b. Resistansi, Konduktansi Dan Induktansi
c. Konduktor, Isolator, Semikonduktor
d. Resistif, Kapasitif, Induktif e. Kuat, Sedang dan Lemah
Jawaban : C
Pembahasan : bahan listrik terdiri dari 3 sifat utama yaitu Konduktor, Isolator Dan Semikonduktor.
6. Besaran Arus listrik mengalir ke sebuah benda tergantung dari jenis Dan perilaku atom pada benda tersebut. Benda yang dapat mengalirkan arus listrik dengan baik disebut ?
a. Konduktor
b. Isolator
c. Semikonduktor
d. Super konduktor e. Ultra Konduktor
Jawaban : A
Pembahasan : Konduktor adalah benda atau materi yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Sebuah benda disebut konduktor jika atom penyusunnya memiliki banyak elektron bebas.
7. Bahan yang memiliki kemampuan untuk menjadi konduktor atau dapat menjadi Isolator disebut ?
a. Superkonduktor
b. Ultrakonduktor
c. Anti konduktor
d. Semi Isolator
e. Semikonduktor
Jawaban : E
Pembahasan : Semikonduktor adalah bahan yang unik, karena bahan ini bisa menjadi konduktor, atau bisa menjadi isolator tergantung dari jenis campuran (doping) pada bahannya. Semikonduktor terdiri dari dua jenis, yaitu semikonduktor Intrinsik dan semikonduktor Ekstrinsik.
8. Dibawah ini Jenis materi yang paling sering digunakan pada penghantar listrik adalah ?
a. Tungsten, Boron, Alumunium
b. Indium, Emas, Timah
c. Besi, Nikel, Germanium
d. Perak, Phosphor, Perunggu
e. Emas, Perak, Tembaga
Jawaban : E
Pembahasan : Logam Emas, Perak Dan Tembaga merupakan konduktor yang baik karena memiliki banyak elektron valensi. Emas memiliki nomor atom 79, Perak 47 Dan Tembaga 29. Emas Dan perak paling banyak digunakan pada perangkat elektronik Dan prosessor, sedangkan tembaga digunakan pada transmisi tenaga listrik.
9. Hukum Ohm adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara Tegangan, Arus Dan Hambatan. Hukum ini ditemukan oleh ?
a. Michael Ohm
b. John Michael Ohm
c. George Simon Ohm
d. George Thomas Ohm
e. Simon Saveris Ohm
Jawaban : C
Pembahasan : Hukum Ohm ditemukan oleh seorang Ilmuwan asal Jerman bernama George Simon Ohm pada tahun 1827 melalui percobaan Sirkuit Galvanish.
10. Hukum Ohm Berbunyi �. ?
a. Kuat arus yang mengalir pada sebuah penghantar pada rangkaian tertutup berbanding lurus dengan hambatan penghantar Dan berbanding terbalik dengan potensialnya.
b. Kuat arus yang mengalir pada sebuah penghantar pada rangkaian tertutup berbanding lurus dengan beda potensial Dan berbanding terbalik dengan hambatan penghantar tersebut.
c. Arus listrik yang mengalir tergantung pada kekuatan dari sumber daya listrik yang dihasilkan oleh pembangkit.
d. Arus listrik yang mengalir pada sebuah penghantar berbanding lurus dengan besarnya fluks magnetik antara dua titik dalam rangkaian
e. Kuat arus yang mengalir tergantung dari besarnya arus sumber berbanding terbalik dengan besarnya beban.
Jawaban : B
Pembahasan : Hukum ohm berbunyi � Kuat arus yang mengalir pada sebuah penghantar berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua titik dan berbanding terbalik dengan hambatan penghantar tersebut. Dari hukum ini didapati persamaan I = V/ R.
Perhatikan Rangkaian tertutup dibawah Ini untuk menjawab soal nomor 11- 13:
11. Berdasarkan rangkaian diatas. Arus yang mengalir pada beban adalah sebesar ?
a. 60mA
b. 600mA
c. 2400mA
d. 16.6mA
e. 16.6A
Jawaban : A
Pembahasan :
Diketahui :
- Tegangan (V) = 12V
- Hambatan (R) = 200 O
- Arus (I) = ?
Dari hukum Ohm didapat Persamaan I = V/R maka
- I = 12/200
- I = 0.06 Ampere atau 60mili Ampere (mA)
12. Berdasarkan Perhitungan, Daya listrik pada rangkaian diatas adalah ?
a. 72 Watt
b. 0.72 Watt
c. 7.2 Watt
d. 720 Watt
e. 0.72 mili Watt
Jawaban : C
Pembahasan :
Diketahui :
- Tegangan (V) = 12V
- Arus (I) = 0.06A
- Daya (W) = ?
Rumus daya listrik adalah P = V x I maka
- P = 12 x 0.06
- P = 0.72 Watt
13. Berdasarkan rangkaian diatas, Apabila Tegangan(V) dinaikkan dua kali lipat, maka daya (W) listrik akan naik berapa kali lipat ?
a. Dua kali lipat
b. Tiga kali lipat
c. Empat kali lipat
d. Lima kali lipat
e. Enam kali lipat
Jawaban : C
Pembahasan : Berdasarkan hukum Ohm, jika tegangan dinaikkan dua kali lipat dengan besaran hambatan yang sama, maka Arusnya akan naik dua kali lipat juga. Dengan rumus daya listrik adalah P = V x I, maka sesuai dengan perhitungan harusnya daya listrik pada rangkaian tersebut naik empat kali lipat.
14. Hukum Kirchoff adalah hukum tentang aliran listrik. Hukum Khirchoff I berbunyi ?
a. Arus yang mengalir pada suatu percabangan belum tentu sama dengan arus yang keluar dari percabangan.
b. Dalam rangkaian loop tertutup, jumlah Aljabar gaya listrik dan penurunan tegangan sama dengan nol
c. Arus listrik yang mengalir pada sebuah percabangan keluar pada cabang yang lain dalam arah yang berlawanan
d. Arus llistrik yang mengalir pada suatu percabangan sama dengan arus yang keluar dari percabangan.
e. Dalam rangkaian loop tertutup, Arus listrik yang masuk ke percabangan Dan yang keluar percabangan sama dengan nol.
Jawaban : D
Pembahasan : Hukum Kirchoff ditemukan oleh Illmuwan fisika asal German bernama Gustav Robert Kirchoff. Hukum Kirchoff terbagi menjadi dua yaitu hukum Kirchoff I Dan II . Hukum Kirchoff I adalah hukum yang menjelaskan aliran arus listrik dalam percabangan, sehingga disebut juga Kirchoff Current Law. Hukum ini Berbunyi :
Jumlah arus Listrik yang memasuki sebuah percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang meninggalkan percabangan.
15. Hukum Kirchoff II Berbunyi ?
a. Tegangan listrik yang terukur pada suatu titik percabangan sama dengan Tegangan yang terukur pada titik percabangan yang lain.
b. Dalam Rangkaian Loop tertutup, Jumlah Aljabar gaya listrik Dan penurunan tegangan sama dengan nol.
c. Jumlah Aljabar dari tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik terbuka sama dengan tegangan sumberya.
d. Jumlah total tegangan listrik pada suatu rangkaian tertutup tergantung besarnya beban listrik.
e. Dalam rangkaian loop tertutup, Tegangan listrik yang masuk ke percabangan Dan yang keluar percabangan sama besarnya.
Jawaban : B
Pembahasan : Hukum Kirchoff II disebut juga Kirchoff Voltage Law. Hukum kirchoff ini Berbunyi :
Dalam Rangkaian Loop tertutup, Jumlah Aljabar gaya listrik Dan penurunan tegangan sama dengan nol.
Perhatikan Gambar dibawah ini untuk menjawab soal nomor 16 dan 17 :
16. Berdasarkan Gambar percabangan diatas, jika I1 = 60mA, I2 = 22mA, I3 = 15mA, maka I4 Dan I5 adalah ?
a. I4 = 60mA , I5 = 97mA
b. I4 = 23mA , I5 = 97mA
c. I4 = 23mA , I5 = 60mA
d. I4 = 60mA , I5 = 23mA
e. I4 = 97mA , I5 = 60mA
Jawaban : C
Pembahasan :
Diketahui :
- I1 = 60mA
- I2 = 22mA
- I3 = 15mA
- I4 = ?,
- I5 = ?
Berdasarkan hukum Kirchoff tentang percabangan arus listrik diperoleh formula :
? Imasuk = ? Ikeluar
Maka
- I1 = I5 = 60mA
- I2 + I3 +I4 = I5
- 22mA + 15mA + I4 = 60mA
- 37mA + I4 = 60mA
- I4 = 60mA � 37mA
- I4 = 23mA
17. Berdasarkan Gambar percabangan diatas, jika I1 = 2A, I2 = 1.3A, I4 = 350mA, maka I3 Dan I5 adalah ?
a. I3 = 2000mA , I5 = 25A
b. I3 = 2mA , I5 = 0.25A
c. I3 = 2000A , I5 = 250mA
d. I3 = 20mA , I5 = 0.25A
e. I3 = 2000mA , I5 = 0.25A
Jawaban : E
Pembahasan : Sebelumnya telah diketahui formula dari percabangan listrik
? Imasuk = ? Ikeluar
Maka
- I1 = I5 = 2A atau 2000mA
- I2 + I3+ I4 = I5
- 1300mA + I3 + 350mA = 2000mA
- 1750mA + I3 = 2000mA
- I3 = 2000mA � 1750mA
- I3 = 250mA atau 0.25A
18. Perhatikan Gambar dibawah ini :
Dari gambar diatas, jika I1=300mA, I2 = 140mA, dan I4 = 120mA, maka I3 adalah ?
a. 28A
b. 0.28mA
c. 0.28A
d. 40mA
e. 560mA
Jawaban : C
Pembahasan : Diketahui
- I1=300mA
- I2 = 140mA
- I3 = ? dan
- I4 = 120mA
Sebelumnya telah diketahui formula dari percabangan listrik
? Imasuk = ? Ikeluar
Maka
- I1 + I4 = I2 + I3
- 300mA + 120mA = 140mA + I3
- 420mA = 140mA + I3
- I3 = 420mA � 140mA
- I3 = 280mA atau 0.28A
20. Perhatikan Gambar dibawah ini :
Berdasarkan rangkaian diatas, nilai V3 adalah ?
a. 27V
b. 12V
c. 3V
d. 15V
e. 5V
Jawaban : C
Pembahasan : Berdasarkan hukum Kirchoff II tentang tegangan, diketahui bahwa jumlah aljabar total tegangan pada satu rangkaian tertutup sama dengan nol. Formula yang didapat berdasarkan gambar adalah
?E + ?V = 0
maka
- Vs = V1 + V2 + V3
- Vs - V1 � V2- V3 = 0
- 15 � 4 � 8 � V3 = 0
- 3 � V3 = 0
- V3 = 3- 0 = 3V
21. Hukum Faraday adalah hukum yang menjelaskan tentang fenomena Induksi Elektromagnetik. Hukum Faraday berbunyi ?
a. Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) Induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks.
b. Induksi elektromagnetik dihasilkan oleh besarnya arus yang mengalir melalui kumparan listrik.
c. Arus listrik yang mengalir pada kumparan menghasilkan gaya gerak listrik yang sebanding dengan besarnya fluks magnetik.
d. Fluks magnetic Dan gaya gerak listrik dihasilkan oleh arus listrik pada kumparan.
e. Arus listrik yang mengalir pada kumparan sebanding dengan arus yang meninggalkan kumparan.
Jawaban : A
Pembahasan : Hukum Faraday secara lengkap berbunyi : �Setiap perubahan medan magnet pada kumparan akan menyebabkan gaya gerak listrik (GGL) Induksi yang sebanding dengan laju perubahan fluks�. Faktor yang mempengaruhi besarnya gaya gerak listrik (GGL) adalah banyaknya kumparan, kecepatan gerak medan magnet dan jumlah garis gaya medan magnet.
22. Berikut ini adalah sumber energi listrik, kecuali�
a. Baterai
b. Transformator
c. Solar cell
d. Alternator
e. Generator
Jawaban : B
Pembahasan : Transformator adalah alat yang berfungsi menurunkan atau menaikkan level tegangan lsitrik bolak-balik (AC).
23. Sumber energi listrik yang memanfaatkan cahaya matahari adalah ?
a. Generator
b. Termokopel
c. Solar Tracker
d. Solar Panel
e. Solar Guard
Jawaban : D
Pembahasan : Solar Panel atau Panel surya adalah sebuah sistem yang dapat digunakan untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip yang disebut efek photovoltaic.
24. Sumber Energi listrik yang memanfaatkan Prinsip Induksi Elektromagnetik untuk menghasilkan energi listrik adalah ?
a. Generator
b. Baterai
c. Kiprok
d. Kumparan
e. PLTM
Jawaban : A
Pembahasan : Generator listrik adalah alat yang berfungsi menghasilkan energi listrik dari sumber energi mekanik (gerak). Prinsip kerja dari generator listrik adalah induksi elektromagnetik. Berdasarkan jenis arus listriknya, generator dibagi menjadi generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC).
25. Berikut ini Jenis-jenis baterai, Kecuali�
a. Lithium Ion (Li-Ion)
b. Lithium Polymer (Li-Po)
c. Alkaline
d. Nikel Metal Hydride (NiMH)
e. Super Condensator
Jawaban : E
Pembahasan : Super kondensator atau disebut juga super kapasitor adalah jenis komponen yang dapat menyimpan muatan listrik sementara namun dengan kemampuan (kapasitansi) yang sangat besar. Muatan pada komponen ini akan hilang atau netral seiring waktu.
26. Alat yang berfungsi mengukur besaran dasar listrik yaitu Arus, Tegangan Dan Hambatan disebut ?
a. Ohm Meter
b. Avometer
c. Volt Meter
d. Ammeter
e. Galvanometer
Jawaban : B
Pembahasan : Avometer merupakan singkatan dari Ampere-volt-ohm meter adalah alat ukur yang berfungsi mengukur besaran dasar listrik yaitu tagangan, arus dan hambatan.
27. Alat yang berfungsi membaca dan mengukur proyeksi sinyal listrik disebut ?
a. Galvanoneter
b. Multitester
c. Osiloskop
d. Frekuensi Meter
e. Multimeter
Jawaban : C
Pembahasan : Osiloskop adalah alat ukur yang berfungsi untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik pada rangkaian elektronik.
28. Pada Osiloskop, Parameter yang dapat diukur adalah, kecuali�
a. Arus listrik
b. Frekuensi
c. Amplitudo
d. Perioda
e. Duty Cycle
Jawaban : A
Pembahasan : Oscilloskop tidak dapat mengukur besaran arus listrik yang mengalir pada input rangkaian, melainkan hanya proyeksi dari gelombang sinyal listriknya.
29. Rangkaian listrik yang disusun secara sejajar Dan terhubung satu sama lain disebut ?
a. Rangkaian Seri
b. Rangkaian Parallel
c. Rangkaian Ganda
d. Rangkaian sambung
e. Rangkaian deret
Jawaban : A
Pembahasan : Rangkaian seri adalah Rangkaian yang disusun sejajar dengan output pada satu komponen terhubung pada input komponen yag lain sehingga membentuk semacam rantai yang berjajar.
30. Rangkaian yang disusun secara berderet dan ujungnya terhubung satu sama lain disebut ?
a. Rangkaian Sejajar
b. Rangkaian bersusun
c. Rangkaian Parallel
d. Rangkaian ganda
e. Rangkaian Sambung
Jawaban : C
Pembahasan : Rangkaian Parallel adalah Rangkaian yang disusun secara berderet sehingga masing masing dari kedua ujungnya terhubung satu sama lain.
31. Perhatikan gambar dibawah ini
Berdasarkan gambar diatas, apabila tegangan pada baterai masing-masing adalah 12V, maka tegangan total yang terukur pada V adalah ?
a. 12V
b. 4V
c. 6V
d. 36V
e. 24V
Jawaban : D
Pembahasan : Apabila dua atau lebih baterai dihubung secara seri, tegangan total adalah penjumlahan dari masing-masing tegangan baterai tersebut. Maka, tegangan total yang terukur pada V adalah B1+B2+B3 = 12+12+12 = 36V.
32. Perhatikan gambar dibawah ini
Berdasarkan gambar diatas, jika setiap baterai pada gambar memiliki tegangan sebesar 6V dan kapasitas masing-masing baterai adalah 2200mA, maka tegangan dan kapasitas yang terukur pada V adalah ?
a. Tegangan 18V, Kapasitas 2200mAh
b. Tegangan 12V, Kapasitas 2200mAh
c. Tegangan 18V, Kapasitas 6600mAh
d. Tegangan 6V, Kapasitas 2200mAh
e. Tegangan 6V, Kapasitas 6600mAh
Jawaban : E
Pembahasan : Apabila dua atau lebih baterai dihubungkan secara parallel, maka Tegangan total pada setiap baterai akan tetap mengikuti tegangan terbesar, sedangkan kapasitasnya adalah penjumlahan dari masing-masing kapasitas baterai tersebut. Sehingga, tegangan baterai adalah B1=B2=B3=6V, Dan kapasitas baterai adalah B1+B2+B3 = 6600mAh.
33. Sebuah baterai dengan tegangan 12V Dan kapasitas 2200mAh diberikan beban lampu LED 12V dengan konsumsi arus sebesar 50mA. Berapa lama lampu akan menyala ?
a. 1 jam
c. 44 jam
b. 44 menit
d. 1 menit
e. 50 menit
Jawaban : B
Pembahasan : Diketahui kapasitas baterai adalah 2200mAh. Artinya, baterai tersebut mampu menyuplai arus sebesar 2200mA dalam waktu satu jam. Apabila beban baterai hanya 50mA, maka Lampu akan menyala sebesar 2200/50 = 44 Jam.
34. Dua buah baterai dengan masing masing Tegangan sebesar 12V Dan kapasitas 5AH, dihubungkan secara parallel untuk dgunakan sebagai sumber daya pada motor listrik dengan Arus 5A. Berapa lama Motor listrik bisa digunakan ?
a. 1 Jam
b. 50 Jam
c. 10 Jam
d. 2 Jam
e. 20 Jam
Jawaban: D
Pembahasan : Diketahui Tegangan baterai adalah 12V Dan Kapasitas 5AH, maka apabila dihubung secara parallel Kapasitasnya adalah 5Ah+5Ah = 10Ah Dan tegangannya tetap 12V. Jika beban pada motor adalah 5A maka motor dapat digunakan selama 10Ah/5A = 2 Jam.
35. Perhatikan Rangkaian dibawah ini :
Apabila beban daya yang tertera pada lampu tersebut adalah 10 watt, jika saklar SW1 ditekan maka Arus yang mengalir ke lampu L1 adalah ?
a. 45mA
b. 0.045mA
c. 22A
d. 22mA
e. Semua salah
Jawaban : A
Pembahasan :
Diketahui daya L1 = 10W, V=220, I = ?
- P = V x I
- 10 = 220 x I
- I = 10 / 220
- I = 0.045A atau 45mA
