FISIKA DASAR

Oleh Wayan Suparta, PhD

Prodi Informatika

Pertemuan 12: IFA 103 (2 SKS)

Universitas Pembangunan Jaya

(Listrik Dinamik I)

LISTRIK DINAMIK I

Sub Pokok Bahasan:

1. Pengenalan komponen elektronika

2. Arus listrik dan Hukum Ohm

3. Energi listrik

Capaian Pembelajaran: • Mampu mengenali komponen-komponen elektronika

• Mampu menjelaskan terjadinya arus listrik dan perhitungannya.

Arus Listrik

• Arus listrik: banyaknya muatan listrik yang mengalir per satu satuan waktu

• Satuan (SI) : Ampere (A) atau Coulomb/detik

1 A = 1 Coulomb/detik

1 A = 1000 mA

)(det

)()(

ikt

CoulombsQamperesI

1. Arus Listrik

4

A A B VA VB

Aliran arus

Di dalam baterai : E

F

F

Kedua muatan harus

disebrangkan

melawan gaya yang

dialaminya tersebut.

Aliran Arus Listrik

AvenI

RUMUS OHM

• Besarnya tegangan listrik pada ujung-ujung penghantar listrik :

V = beda potensial (volt)

V = I.R I = arus listrik (ampere)

R = hambatan listrik (ohm, )

R

I

V

J = E = V/L

i = J A

= 1/

Hambatan Penghantar

• Hambatan kawat penghantar besarnya ditentukan oleh

1. Hambat jenis kawat (.m)

2. Panjang kawat (m)

3. Luas penampang kawat (m²)

• Rumus :

= hambat

jenis

A = luas penampang

L = Panjang penghantar

penghantar AR

Resistivitas • Resistivitas tergantung material dan temperatur

• Konduktor ρ = ~10-8 Ω.m

• Insulator ρ = 1010 Ω.m

Resistor

• Resistor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian)

• Tipe: tetap (fixed) dan variabel (variable)

Bentuk fisik

Fixed Resistor

Resistor Variabel

• Besar resistance dapat diubahubah

• Potensiometer resistor variabel yang

digunakan untuk membagi tegangan

• Rheostat: resistor variabel untuk mengatur arus

Kode Warna Resistor

Pengaruh Suhu Terhadap Hambatan

Penghantar

• Hambatan kawat penghantar bila suhunya berubah nilainya berubah dan dipengaruhi oleh :

• Hambatan pada suhu awal adalah R0 ()

• Koefisien suhu hambatan jenis (per ºC)

• Hambatan pada suhu t adalah Rt ()

• Maka besar hambatan Rt adalah :

Rt = R0 ( 1 + .∆t )

Tegangan

• Beda potensial (tegangan/voltage) antara 2 titik adalah

kerja yang dibutuhkan dalam Joule untuk

menggerakkan 1 C muatan antara 1 titik dengan titik

lainnya.

• Satuan tegangan (SI) : volt (V)

(Coulombs) Q

(joules)W (volts) V

Q

Vabab W

Sumber Tegangan

• Agar selalu terjadi beda potensial dibutuhkan

sumber tegangan. Contoh: batere

Sumber Tegangan (1) • Prinsip elektromagnet

Generator mengkonversi energi mekanik menjadi

energi listrik

• Prinsip Elektrokimia

misal: sel Volta, batere, mengkonversi energi kimia

menjadi energi listrik

Sumber Tegangan (2)

• Prinsip Termo Elemen

Tegangan terjadi apabila ada

perbedaan temperatur antara

kedua material

• Prinsip Photovoltaic

Energi radiasi matahari diubah

menjadi energi listrik

• Prinsip Piezo Kristal

Daya (Power)

• Laju menghasilkan atau menyerap energi dari suatu

komponen disebut daya (power)

• Satuan (SI) : watt (W) => 1 watt = 1 Joule/detik

R

VRIIVP

22

t

Qx

Q

W

t(detik)

W(joule)P(watt)

Daya yang dihasilkan atau diserap suatu

komponen listrik :

- Daya positif : menyerap energi

- Daya negatif :

mengirim(menghasilkan) energi

1. Sebuah lampu dihubungkan dengan sumber tegangan yang memiliki voltase

sebesar 12 Volt. Ketika diukur menggunakan ohmeter, ternyata terdapat

hambatan sebesar 3 Ohm. Tentukanlah besarnya arus yang mengalir pada

rangkaian lampu tersebut?

2. Berapakah hambatan seutas kawat aluminium (hambatan jenis 2,65 × 10-8Ω

.m) yang memiliki panjang 40 m dan diameter 4,2 mm?

3. Seutas kawat nikrom yang panjangnya 3 meter memiliki hambatan 20 ohm.

Kawat nikrom kedua panjangnya sama, tetapi diamaternya ½ kali diameter

kawat pertama. Berapakah hambatan kawat yang kedua?

4. Sebuah kawat dengan panjangnya 5 m dengan luas penampang 0,05 mm2 .

Kawat tersebut digunakan sebagai elemen pembakar listrik 1 kW dengan

hambatan listrik 5 . Berapakah konduktivitas aliran listrik dalam kawat?

5. Terdapat Televisi dengan Kuat Arus Listrik sebesar 1.2 Ampere dengan

besaran Daya Listriknya sebesar 264 W. Maka berapakah Tegangan

Listriknya ?

6. Sebuah lampu listrik bertuliskan 220 V – 5 A digunakan selama 30 menit,

maka besarnya energi yang diperlukan lampu?

LATIHAN 14

7. Berapa nilai hambatan dalam grafik di bawah?

8. 3 buah resistror gelang perak dihubungan dengan sebuah batere

3 V. Resistor pertama adalah Coklat Hijau Merah, Resistor

pertama adalah Merah Hitam Coklat , dan Resistor pertama

adalah Kuning Biru Jingga. Resistor kedua dan ketiga

disambungkan secara paralel, lalu diserikan dengan resistor

pertama. Berapakah arus yang mengalir dan daya yang

dikeluarkan oleh rangkaian.