Aditya Vikky Tarigan

Dream3light.blogspot.com

LISTRIK DINAMIS

Listrik mengalir

A. Arus & tegangan Listrik

1. Arus Listrik banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui kabel atau penghantar

listrik lainnya tiap satuan waktu.

Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatanpositif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan darialiran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.

Menentukan arus listrik dan arus elektron.

Arah elektronArah arus listrik

Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi

Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah

Klik

Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah

Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial

Konduktor

Arus elektron

Arus listrik

Klik

Klik

Klik

Kesimpulan

Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian ?

Arus listrik analok dengan arus air

Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ?

Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana ?

Secara matematis dinyatakan sebagai :

dt

dQI

I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)

dQ= jumlah muatan listrik ( Coulomb )

dt = perubahan waktu ( detik )

n adalah partikel persatuan volume dan e muatan tiap partikel

dQ = n.e.V.A.dt

idq

dtn e V A . . .

Rapat arus (J) didefinisikansebagai kuat arus persatuan luas

Ji

An e V . .

Muatan Elektron

muatan 1 elektron = -1,6021 x 10 10-19 Coulomb

1 Coulomb = -6,24 x 10 1018 18 elektron

Syarat Terjadinya ArusListrik

Elektron dapat mengalir pada suatu

rangkaian jika ada beda potensial.

Tapi jika rangkaiannya terbuka elektron

tetap tidak mengalir walaupun ada beda

potensial.

Jadi arus listrik dapat mengalir bila:

1. Rangkaian listrik harus tertutup

2. Harus ada beda potensial didalam

rangkaian.

Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat

mengalir di dalam suatu rangkaian tertutup.

Diagram Rangkaian

Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub + ) ke

potensial rendah ( kutub - ).

Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub -) ke potensial tinggi

(kutub +).

Potensial tinggi

Potensial

rendah

Beda potensial adalah dorongan yang menyebabkan elektron-elektron itumengalir dari satu tempat ketempat lain.

Mengapa ada Arus Arus?

karenakarenaadaadamuatanmuatanyang yang bergerakbergerak

karenakarenaadaadakecepatankecepatanpadapadamuatanmuatan

karenakarenaadaadapercepatanpercepatanyang yang dialamidialamimuatanmuatan

karenakarenaadaadagayagaya(F=ma)

karenakarenaadaadamedanmedanlistriklistrik

bedabedapotensialpotensial(E=V/d)

bedabedamuatanmuatan

pemisahanpemisahanmuatanmuatanpositifpositifdengandenganmuatanmuatannegatifnegatif

Karena Karenaada ada kerja yang memisahkan muatan

Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan

(diumpakan) seperti aliran air.

Mana yang berbahaya, potensial atau arus?

Potensial listrik (tegangan) adalah besaran yang menyatakandorongan terhadap elektron-elektron agar dapat mengalir

Bumi memiliki potensial listrik nol.

Beda potensial adalah beda nilai potensial antara dua titikberbeda dalam suatu rangkaian

Jadi walaupun antara dua titik didalam suatu rangkaian adapotensial listrik, arus listrik belum tentu mengalir.

Listrik tidak mengalir bila potensial kedua titik sama dan listrikbaru mengalir bila di kedua titik terdapat beda potensial.

Jadi yang berbahaya adalah arus listrik, bukan potensiallistrik.

Jenis Arus LISTRIK

1. Arus searah(Direct Current/DC)

Arus yang mengalir dengan nilai konstan

2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Nilainya berubah-ubah secara periodik

Listrik arus searah atau DC (Direct Current)

Pada umumnya ini terjadi dalam sebuah konduktor seperti kabel, namun bisa juga terjadi dalam semikonduktor, isolator, atau juga vakum seperti halnya pancaran elektronatau pancaran ion. Dalam listrik arus searah, muatan listrik mengalir ke satu arah, berbeda dengan listrik arus bolak-balik (AC).

Istilah lama yang digunakan sebelum listrik arus searah adalah Arus galvanis.

Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di jaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik.

Arus DC misalnya : Battery dan Accu

Arus bolak-balik atau ac(alternating current)

Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien.Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audi yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.

Arus AC digunakan di rumah-rumah dan pabrik-pabrik, biasanya menggunakan voltage 110 volt atau 220 volt

mengapa arus AC bisa menyengat

sedangkan arus DC tidak?"seperti yang kita tahu bahwa arus AC (alternating

current) itu arusnya berubah ubah menurut fungsi waktu. Ketika kita menyentuh kabel yang beraruskan arus AC. Arus itu tentu akan melewati tubuh kita dan menjadikan diri kita sebagai hambatan, kondisi itu akan terjadi ketika posisi tubuh kita sedang terGround. Nah karena arus yang berubah-ubah inilah yang membuat kita merasa tersengat. Hal ini dapat terjadikarena jantung kita mendapat suatu getaran yang lebih besar dibandingkan getaran jantung itu sendiri, sehingga kita merasa tersengat.

Benda A Potensial tinggi

Benda B Potensial rendah

KonduktorArus elektron

Arus listrik

Klik

Klik

Beda Potensial Listrik

Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan

Benda C Potensial rendah

Benda D Potensial tinggi

Konduktor

Arus listrik

Arus elektronKlik

Q

WV

Definisi Beda potensial listrik

V = Beda Potensial ( Volt )

W = Energi ( Joule )

Q = Muatan ( Coulomb )

1 Volt = 1J/C

Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule.

Benda C Potensial rendah

Benda D Potensial tinggi

Konduktor

Arus listrik

Arus elektronKlik

Klik

Tegangan ( voltage ).

Satuan tegangan listrik : volt.

Satu volt : tenaga listrik yang dibutuhkanuntuk menghasilkan intensitas listrik sebesar 1 Ampere melalui sebuah konduktor (penghantar) yang memiliki tahanan sebesar 1 Ohm.

Voltage rendah : arus listrik dengan tegangan listrik kurang dari 1000 volt.

Cara mengukur kuar arus

Alat ini hanya dapat digunakan untuk mengukur kuatarus DC saja. Kuat arus DC biasanya kecil. Karena itu alatini hanya mencantumkan angka pengukuran sampai 500 mA.

Mengukur kuat arus DC dilakukan dengan carasambungan seri dengan alat pemakai, misalnya lampupijar. Saklar penunjuk diarahkan pada DC mA denganmemperhatikan batas ukur. Dipilih misalnyaangka 25.

Disini kita mengukur dalam keadaan hubungan terbuka. Karena itu putuskan hubungan.

Tempelkan colok merah pada kutub positip (+) dancolokhitam (-) pada kutub negatip (-).

Baca skala, jarum menunjuk pada angka berapa. itulahhasil pengukurannya.

Mengukur kuat arus listrik

Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeteratau ammeter.

Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akandiukur kuat arusnya.

Pengukuran Kuat arus listrik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrikPemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Klik

Klik

Klik

Klik

Nilai yang terukur =

Cara membaca Amperemeterskala maksimumskala yang ditunjuk jarumskala batas ukur

Nilai yang ditunjuk jarum

Nilai maksimum

34

100X 1 = 0,34 A

Klik

Klik

Klik

x Batas ukur

Saklar dan Sekering

Saklar adalah alat untuk menyambung atau

memutus aliran arus listrik.

Diagram Rangkaian

Sekering adalah alat untuk membatasi kuat arus listrik maksimum yang mengalir.

arusground

netral

isolatorpenjepit

sekering

Sumber Tegangan

Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung – ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial.

Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda potensial disebut sumber teganganatau sumber arus listrik.

Beberapa macam sumber tegangan antara lain :

Elemen Primer( Sumber tegangan yang tidak dapat “diisi ulang)

1. Elemen Volta, terdiri dari komponen :

Larutan asam

sulfat encer

Lempeng seng

Batang tembaga

+-

Prinsip Kerja

2. Elemen Kering ( batu baterai )

Beda potensial = 1,5 V

Prinsip Kerja

Elemen Sekunder ( dapat “diisi” kembali )

Akkumulator (aki )

Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia

menjadi energi listrik.

Pada saat akku diisi ulang terjadi perubahan energi listrik

menjadi energi kimia

Bagia

n –

bagia

n dari

aki

Prinsip Kerja

Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik )

Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter

Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya.

Diagram Komponen

Mengukur arus listrik dan beda potensial

Diagram Rangkaian

voltmeter

ammeter

Pengukuran Beda Potensial Voltmeter adalah alat

yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan )

Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar.

Klik

Klik

Cara Membaca VoltmeterSkala yang ditunjuk jarum

Skala maksimum

Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

Klik

ALAT UKURAMPERMETER/GALVANOMETER

Dipakai untuk mengukur kuat arus. Mempunyai hambatan yang sangat kecil.

Dipasang seri dengan alat yang akan diukur.

Untuk mengukur kuat arus yang sangat besar (melebihi batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan

Amperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt

disebut AMMETER)•untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i Ampere harus dipasang Shunt sebesar :

Rn

RS d

1

1

ALAT UKUR VOLTMETER

Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar.

Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya.

Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter.

Untuk mengukur beda potensialn x batas ukur maksimumnya,harus dipasang tahanan depan

(RV):

Rv = ( n - 1 ) Rd

CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER

Sebuah galvanometer dengan hambatan5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna-kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100 millivolt jarum menunjukkan skalamaksimum. Berapa besar hambatan shunt tersebut ?

JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER

Rv

Rshunt

0,10,02

5

maksmaks

vi amper

R

502.500

0,02

diukur

maks

in

i

1.5 0,002

2500 1shuntR ohm ohm

i

CONTOH SOALVOLTMETER

Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan1000 ohm dipergunakan untuk mengukur po-tensial sampai 120 volt. Jika daya ukur volt-meter= = 6 volt. Berapa besar hambatan Multiplier agar pengukuran dapat dilakukan ?

JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER

Rv

Rdepan

12020

6

diukur

maks

Vn

V ( 1)multiplier vR n R

(20 1)1000 19.000multiplierR ohm

osiloskopAlat untuk menunjukkan bentuk pulsa tegangan

v

Tegangan searahTegangan boak balik

v

V=besar tegangan (volt)Volt/div=tmbol volt/div pada osiloskop

Frekuensi tegangan:

f=frekuensi (hertz)

t=total waktu (s)Time/div=tombol time/div pada osiloskop

Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :

A

LR

B. Hambatan listrik

R = hambatan satuan = ohm

L = panjang konduktor satuan = meter

A = luas penampang satuan = m2

= hambat jenis atau resistivitas satuan = ohm meter

Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan :

( )( . )

tt

01

R(t) = R0 ( 1 + .t )

= koef suhu hambat jenis

Hambatan Kawat Penghantar

Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar?

Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil.

Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?

Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel

Mengapa Tembaga?

Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga?

Tembaga banyak diginakan sebagai kawat penghantar karena memiliki hambatan yang sangat kecil dan harganya murah daripada perak atau emas.

Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat dari emas atau perak?

Hambatan kawat penghantar

Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat penghantar?

Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?

Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.

Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami.

Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya

Panjang kawat dan Hambatannya

Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?

Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.

Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami.

Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya

Tebal Kawat dan Hambatannya

Lebih enak manakah, berkendaraan di jalan lebar atau di jalan yang sempit?

Tentu saja jalan yang lebih lebar, karena semakin lebar jalan maka hambatannya semakin sedikit.

Begitu juga dengan listrik yang melalui kawat penghantar, semakin besar kawat penghantar yang ia lalui, semakin kecil hambatan yang ia alami.

Jadi, semakin besar kawat penghantar maka makin kecil hambatannya

Jenis Kawat dan Hambatannya

Lebih lancar manakah, berkendaraan di jalan pasar, jalan pemukiman atau jalan tol?

Tentu saja di jalan tol, karena bebas hambatan, jalan pemukiman kurang lancar karena ada hambatan, sedang jalan pasar sangat banyak hambatannya.

Hambatan pada jalan tergantung dari jenis jalannya.

Begitu juga dengan kawat penghantar, hambatannya tergantung dari bahan penyusunnya.

Jadi, hambatan kawat tergantung dari jenis kawatnya.

Hambatan kawat penghantar

Dari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwa hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat, berbanding terbalik dengan luas penampang kawat dan tergantung dari jenis kawat penghantar.

Sehingga dapat dibuat persamaan:

R = ρ LA

R = hambatan kawat (Ω)ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)L = panjang kawat (m)A = luas penampang kawat (m²)

Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?

Diketahui

ρ = 0,000 001 Ωm

A = 0,000 000 25 m²

R = 57,6 Ω

Ditanya

L = …

Jawab

R = ρ LA

57,6 = 0.000 001 . ____________L

0,000 000 25

57,6 = ________L

0,25

L = 57,6 . 0,25

L = 14,4 m

Contoh

Hambatan Jenis

E = medan listrikJ = rapat arus

Konduktivitas hambatan

HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU

Penghantar listrik

Pernahkah anda kesetrum listrik?

Mengapa ketika kita menyentuh kabelyang tidak terlindung kita kesetrum?

Mengapa ketika kita menyentuh kabelyang terlindung kita tidak kesetrum?

Itu karena kabel terbuat dari konduktor dan dilindungi oleh isolator

Apakah kaonduktor dan isolator itu?

Penghantar listrik

Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi:

1.Konduktor2.Isolator

Konduktor : Penghantar Listrik yang

Baik

Contoh: tembaga, besi, perak dan karbon

Semua jenis logam dan karbon adalah konduktor

Konduktor

Isolator : Penghantar Listrik yang

Buruk

Pada tegangan yang sangat tinggi, isolator dapat menghantarkan listrik dengan baik

Contoh: kayu, plastik, karet dan kaca

Semua jenis non logam, kecuali karbon, adalah isolator

Isolator

Super Konduktor

Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang

sangat baik dalam menghantarkan listrik yaitu Super konduktor

Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).

Semi Konduktor

Selain itu ada juga penghantar bukan konduktao maupun

isolator, yaitu Semi konduktor

Semi konduktor adalah bahan yang dapat dibuat sebagai konduktor maupun isolator, contohnya silikon dan germanium

resistor

Komponen eklektronika yang berfungsisebagai penghambat listrik, biasanya terbuatdari arang.

warna I II III IV

Hitam 1 1 100

Cokelat 2 2 101

Merah 3 3 102

Jingga 4 4 103

Kuning 5 5 104

Hijau 6 6 105

Biru 7 7 106

Ungu 8 8 107

Abu-abu 8 8 108

Putih 9 9 0,1

Emas - - 0,01 5%

Perak - - 0,001 10%

Tak berwarna - -0,000

1

SUSUNAN HAMBATANS E R I

i = i1 = i2 = i3 = ....

VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...

RS = R1 + R2 + R3 + ...

321321 :::: RRRVVV

Susunan seri pada Hambatan

a b c dR1 R2 R3

Vab Vbc Vcd

Vad = Vab + Vbc + Vcd

Rsa d

I Rs = I R1 I R2 I R3++

Vad

Rs = R1 R2 R3++

SUSUNAN HAMBATANPARAREL

Beda potensial pada masing-masing

ujung tahanan besar ( VA = VB ).

i = i1 + i2 + i3 + ....

1 1 1 1

1 2 3R R R Rp

...

321

321

1:

1:

1::

RRRiii

Susunan Paralel pada Hambatan

a b

R1

R2

R3

I = I1 + I2 + I3

Rpa

RP R1 R2 R3++

Vab

RP R1 R2 R3++

b

I

I1

I2

I3

I

VabVab VabVab=

=1 1 1 1

Contoh Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah

2 Ω 4 Ω 3 Ω2 Ω

3 Ω 5 Ω 4 Ω

1Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7

Rs =2+4+3+2+4+5+3

Rs =23 Ω

2

4 Ω 3 Ω3 Ω

6 Ω

R2

1RP R1

+=1 1

RP 6 3+=1 1 1

RP 6 6+=

1 1 2

RP 6=

1 3

=RP 2 Ω4 Ω 3 ΩRP: 2 Ω

Rs = R1+RP+R2

Rs = 4+2+3

Rs = 9 Ω

2Ω 2Ω 4Ω

4Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

3

4Ω

4Ω

4Ω6Ω

2Ω

2Ω

8Ω

2Ω

2Ω

24Ω

2Ω

2Ω

4

5

8Ω

2Ω

2Ω

12Ω

2Ω

2Ω

24Ω

2Ω 2Ω 4Ω

4Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

3

4Ω

4Ω

4Ω6Ω

2Ω

2Ω

8Ω

2Ω

2Ω

24Ω

2Ω

2Ω

4

5

8Ω

2Ω

2Ω

12Ω

2Ω

2Ω

24Ω

Perhatikan gambar di bawah

Tentukan a.Kuat arus totalb.Kuat arus I1 dan I2

c.Tegangan ab dan tegangan bc

R2

1

RP R1+=

1 1

RP 6 3+=1 1 1

RP 6=1 3

=RP 2 Ω

Rs = R3 + Rp

Rs = 4 + 2

Rs = 6Ω

a

R

VI

I 18 volt

6Ω

I 3 A

6Ω

3Ω

ab c

4Ω

I2

I1

I

V = 18 volt

R1

R2

R3

I1 : I2 = R1 R2

:1 1

I1 : I2 = 6 3

:1 1

x6

I1 : I2 = 1 : 2

I1 =3

1x I

I1 =3

1x 3

I1 = 1 A

I2 =3

2x I

I2 = 2 A

I2 = x 33

2

b

c

Vab = I R3

Vab = 3 x 4

Vab = 12 V

Vbc = I1 R1

Vbc = 1 x 6

Vbc = 6 Vatau

Vbc = I2 R2

Vbc = 2 x 3

Vbc = 6 V

Latihan

3Ω2 Ω

4Ω

5Ω

4Ω

1Ω

I2I1

12 V

I

b

a

Tentukan a. Hambatan penggantib. Kuat arus totalc. Kuat arus I1 dan I2d. Tegangan Vab

Tentukan a. Hambatan penggantib. Kuat arus tiap hambatanc. Tegangan tiap hambatan

2Ω 2Ω 4Ω

4Ω

2Ω

2Ω2Ω

2Ω

2Ωab c

d e

V = 12 V

f

1

2

CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL

A

B

5 ohm

3 ohm

4 o

hm

5 ohm

3 ohm

6 o

hm

7 ohm

7 ohm9

oh

m

6 ohm

12 ohm

8 o

hm

4 ohm

10 ohm

5 oh

m

4 ohm

2 ohm

Hitunglah hambatan pengganti di atas.

JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL

A

B

5 ohm

3 ohm

4 o

hm

5 ohm

3 ohm6

oh

m

7 ohm

7 ohm

9 o

hm

6 ohm

12 ohm

8 o

hm

4 ohm

10 ohm5 oh

m

4 ohm

2 ohm

Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karenaarus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.

5 4 3 12sR ohm

1 1 1

6 12

124

2 1

p

p

R

R ohm

7 7 4 18sR ohm

1 1 1

9 18

186

2 1

p

p

R

R ohm

6 6 12 24sR ohm

1 1 1

8 24

246

3 1

p

p

R

R ohm

10 4 6 20sR ohm

1 1 1

5 20

204

4 1

p

p

R

R ohm

4 2 4 10sR ohm

RANGKAIAN HAMBATANSEGITIGA - BINTANG

R1

RA

RB

RC

1 2

1 2 3

.A

R RR

R R R

2 3

1 2 3

.B

R RR

R R R

1 3

1 2 3

.C

R RR

R R R

CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 6 ohm

10 o

hm

4 ohm 2 ohm

6 ohm 10 ohm

6 ohm 2 ohm

6 o

hm

Hitunglah hambatan pengganti.

Hitunglah hambatan pengganti.

JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 6 ohm

10 o

hm

4 ohm 2 ohm

6 ohm 10 ohm

6 ohm 2 ohm

6 o

hm

Jika besar perkalian silang hambatan sama : Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstone hambatan yang di tengah tidak diperhitungkan karena tidak ada arus yang melalui hambatan tersebut.

12 6 18sR ohm 4 2 6sR ohm

1 1 1

18 6pR

184,5

3 1pR ohm

RA

RB

RC

6.62

6 6 6A B CR R R ohm

2 10 12sR ohm 2 2 4sR ohm

1 1 1

12 4pR

123

1 3pR ohm

3 2 5sR ohm

ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE

untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar

•Bila arus yang lewat G = 0, maka :

RR R

RX 1 3

2

.

CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE

Suatu hambatan yang belum diketahui besar-nya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat-stone. Hambatan-hambatan yang diketahuiadalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanometer yang dipasang menunjukkan angka nol. Hitunglah Rx.

JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE

2 1 3. .xR R R R

1 3

2

.x

R RR

R

3.1015

2xR ohm

Hukum Ohm

1 A

2 V

HUKUM OHM

Jml

Baterai

V I

1

2

3

1,20,20 2,60,40 4,00,54

Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar.

Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik?

Buatlah grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik.

Klik

KlikKlik

Klik

KlikKlik

Klik

Klik

Klik

Klik

Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I )

0,1

I( A)

V(volt)

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

V I~

V I R=

V

I

R

= Beda potensial ( volt )

= Kuat arus listrik ( A )

= Hambatan ( Ω )

Klik

Klik V I

1,2 0,2

2,6 0,4

4,0 0,54

Data

Klik

Klik

Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I )

0,25

I( A)

R(Ω)

0,50 0,75 1,0 1,5

10

20

30

40

50

Data

R 10 20 30 40

I 1,0 0,5 0,3 0,25

Jika V dibuat tetap = 10 V

I1 = V

RI1 =

10

10I1 = 1,0 A

I2 = V

RI2 =

10

20I2 = 0,5 A

I3 = V

RI3 =

10

30I3 = 0,3 A

I4 = V

RI4 =

10

40I4 = 0,25 A

RV

=I

Klik Klik

Klik

HUKUM OHM

Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding

terbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.

Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.

iV V

R

A B

I = kuat arus VA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik B R = hambatan

Hk. Ohm

Tegangan sebanding dengan kuat arusBila tegangan naik maka kuat arus juga naik

Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah

tetap ( Hk. Ohm)

2 4 6 8 10

1 2 3 4 5

2 2 2 2 2

V

I

R

VI = R

Persamaan Hk. Ohm

V

I= R

V = tegangan ( V )I = Kuat arus (A)R = Hambatan (Ω)

atau

V = I . R

CONTOH SOALHUKUM OHM

A

V

0,3 amper

1,5 volt

Metode amper-voltmeter dipasang sedemikianRupa untuk mengetahui besar hambatan R, Seperti tampak gambar di atas, Hitung R.

JAWABAN CONTOH SOALHUKUM OHM

A

V

0,3 amper

1,5 volt

VR

I

1,55

0,3R ohm

TEGANGAN JEPIT (V) Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung – ujung

sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup .

V

Pengukura Tegangan Jepit

GAYA GERAK LISTRIK (E)

Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian terbuka.

V

Pengukura ggl

Susunan Seri GGL

E

r

E E

r r

Etotal = n E

rtotal = n r

E = ggl ( volt)

r = hambatan dalam ( Ω )

n = jumlah baterai

Susunan Paralel GGLE

rE

Er

r

Etotal = E

rtotal = r

n

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutupUntuk sebuah ggl

Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

I = Kuat arus ( A )E = ggl ( volt )R = hambatan luar ( Ω )r = hambatan dalam ( Ω )Vpq = tegangan jepit ( volt )

E , r

p qR

I

Tegangan jepit

rR

EI

Vpq = I R

E = Vpq + I r

Hubungan ggl dengan tegangan jepit

LATIHANTiga buah elemen yang dirangkai seri masing –masing memiliki GGL 4 V dan hambatan dalam 0,2 Ω, dirangkai dengan hambatan luar seperti gambar Tentukan :

a. Hambatan luar

b. Kuat arus total ( I )

c. Kuat arus I1 dan I2

d. Tegangan Vab, Vbc

e. Tegangan jepit

E

r

E E

r r

3 Ω

6 Ω

4 Ω

ab c

E = 4 V

r = 0,2 Ω

I

I1

I2

Hukum I Kirchoff

Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik dimana-mana sama

L1 L2

Rangkaian seri

Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Hukum kirchoff I

Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum ini berbunyi “ Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Yang kemudian di kenal sebagai hukum kirchoff I

I = I 1+I 2+I 3

Contoh1. Perhatikan rangkaian di bawah dan

tentukan nilai I1, I2, I3 ?10A

I = 40 A

Q S

25AI1

I2

I3

Jawab

P

I = 10 A + I1 + 25 A

40 A = 10 A + I1 + 25 A

40 A = 35 A + I1

I1 = 40 A - 35 A

I1 = 5 A

Pada titik cabang P

Pada titik cabang Q

10 A + I1 = I2

10 A + 5 A = I2

15 A = I2

Pada titik cabang S

I2 + 25 A = I3

15 A + 25 A = I3

40 A = I3

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ?

50 mA I1 I2 I3

30mAI4

I5

15 mA

I6 23mA

3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I1 sampai I7 ?

12 A I1

I2

I7

I3

I4

I5I6

Jika I1 = I2

I3 : I4 = 1 : 2

dan I5 = 2 I6

2.I = 20 A I2

I1

I4

I3

Jika I1 : I2 = 1 : 4

dan I3 : I4 = 1 : 3

Tentukan I1 sampai I4 ?

Klik

Klik

Klik

Hukum kirchoff II

“Jumlah potensial (V) yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol”

ΣVtertutup = 0

ΣE +Σ(I.R) = 0

dream3light.blogspot.com