A1 Ohm Kiki

22
Listrik dinamis Listrik dinamis S. F. Kamilia Kirana / 1 SMA S. F. Kamilia Kirana / 1 SMA Thn. Pel 2008/2009 Thn. Pel 2008/2009 Sekolah indonesia Bangkok Sekolah indonesia Bangkok The Embassy of The Republic of Indonesia 600-602 Petchburi Road Bangkok 10400 600-602 Petchburi Road Bangkok 10400 Thailand Thailand [email protected]

description

Untuk siswa kelas 1 SMA

Transcript of A1 Ohm Kiki

Page 1: A1 Ohm Kiki

Listrik dinamisListrik dinamisListrik dinamisListrik dinamis

S. F. Kamilia Kirana / 1 SMAS. F. Kamilia Kirana / 1 SMAThn. Pel 2008/2009Thn. Pel 2008/2009

Sekolah indonesia BangkokSekolah indonesia BangkokThe Embassy of The Republic of Indonesia

600-602 Petchburi Road Bangkok 10400 600-602 Petchburi Road Bangkok 10400 Thailand Thailand

[email protected]

Page 2: A1 Ohm Kiki

Pengertian arus listrikPengertian arus listrik

Arus listrik didefinisikan sebagai gerakan Arus listrik didefinisikan sebagai gerakan muatan – muatan listrik dalam suatu rangkaian muatan – muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik.listrik.

Arus listrik konvensional adalah arah gerakan Arus listrik konvensional adalah arah gerakan muatan positif yang bergerak pada arah muatan positif yang bergerak pada arah sebaliknya. Besarnya kuat arus listrik sebaliknya. Besarnya kuat arus listrik II merupakan merupakan laju perubahanmuatan listrik laju perubahanmuatan listrik QQ persatuan waktu persatuan waktu tt. . satuan SI untuk arus listrik adalah coulomb/sekon satuan SI untuk arus listrik adalah coulomb/sekon atau ampere (A)atau ampere (A)

I = I = ∆∆QQ

∆ ∆ tt

Page 3: A1 Ohm Kiki

Hambatan listrik dan hukum ohm

Hambatan listrik dalam arus listrik disimbolkan dengan huruf R kependekan dari resistor, yang dapat menentukan besar kecilnya kuat arus listrik. Semakin besar hambatan listriknya, semakin kecil kuat arus listriknya. Secara sistematis hambatan listrik R dirumuskan sebagai R = V : I

Satuan SI untuk R adalah volt/ampere atau ohm (Ω)Contoh soal : sebuah aki mobil 12 V memberikan kuat

arus sebesar 2,5 mA pada sebuah rangkaian yang didalamnya terdapat sebuah resistor. Berapakah hambatan resistor ini?

Berdasarkan persamaan R = V :I, diperoleh bahwaR = 12 : 2,5 x 10-3 A = 4,8 x 103 A Ω

Page 4: A1 Ohm Kiki

Faktor – faktor yang mempengaruhi hambatan Faktor – faktor yang mempengaruhi hambatan listriklistrik

Secara umum, beberapa faktor yang mempengaruhi hambatan listrik Secara umum, beberapa faktor yang mempengaruhi hambatan listrik adalah :adalah :

• jenis bahanjenis bahan• panjang ( panjang ( l )l )• luas penampang (luas penampang (AA) dan) dan• suhu (suhu (TT))

Dari percobaan – percobaan yang telah dilakukan diperoleh hasil Dari percobaan – percobaan yang telah dilakukan diperoleh hasil bahwa besar kecilnya hambatan listrik suatu bahan dapat dinyatakan bahwa besar kecilnya hambatan listrik suatu bahan dapat dinyatakan dengan dengan

llR = ρR = ρ A A ρ ( rho ) disebut dengan hambatan jenisρ ( rho ) disebut dengan hambatan jenis

Hubungan antara hambatan dan suhu, dapat dilihat dari persamaanHubungan antara hambatan dan suhu, dapat dilihat dari persamaan ρ = ρρ = ρoo (1 + α∆T) atau (1 + α∆T) atauR = RR = Roo (1 + α∆T) (1 + α∆T)

Page 5: A1 Ohm Kiki

SUSUNAN SERI DAN PARALEL KOMPONEN SUSUNAN SERI DAN PARALEL KOMPONEN LISTRIKLISTRIK

Susunan seri resistorSusunan seri resistor

RR11 RR22 RR33

VV11 = = IRIR11 VV22 = = IRIR22 VV33 = = IRIR33

Pada gambar diatas ditunjukkan 3 buah resistor yang disusun seri Pada gambar diatas ditunjukkan 3 buah resistor yang disusun seri dan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan V. Pada 3 dan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan V. Pada 3 resistor yang disusun seri seperti gambar diatas berlakuresistor yang disusun seri seperti gambar diatas berlaku

VV = = VV11 + + VV22 + + VV33

II = = II11 = = II2 2 = = II33

Page 6: A1 Ohm Kiki

Susunan resistor paralel

I I1 I2 I3

V R1 R2 R3

Ketika resistor dipasang paralel, maka tegangan pada masing – masing resistor sama besar

V = V1 = V2 = V3

Sedangkan arus listrik dari baterai dibagi ke tiga resistor, sehingga berlaku

I = I1 + I2 + I3

Jika kita ingin mengganti ketiga resistor tersebut dengan sebuah resistorp tunggal, Rp, yang disebut resistor pengganti paralel, maka berlaku

1 = 1 + 1 + 1 Rp R1 R2 R3

Secara umum, untuk n buah resistor yang dihubungkan secara paralel, berlaku

1 1 + 1 + 1 + … + 1 Rp = R1 R2 R3 Rn

Page 7: A1 Ohm Kiki

ALAT UKUR KUAT ARUS LISTRIK DAN

TEGANGAN LISTRIK

Alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian adalah amperemeter atau ammeter.

Sedangkan alat yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan listrik adalalah voltmeter. Dalam penggunaannya, amperemeter disusun secara seri, sedangkan voltmeter dipasang secara paralel

Page 8: A1 Ohm Kiki

HUKUM KIRCHHOFF Kirchhoff merumuskan 2 hukum pentig

tentang rangkaian listrik, yaitu hukum I dan hukum II Kirchhoff. Hukum I Kirchhoff adalah tentang percabangan rangkaian listrik, yang menyatakan :

“Jumlah aljabar dari arus listrik pada titik cabang rangkaian listrik sama dengan nol”

Hukum ini menyatakan bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk ke titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang.I1

I2I4

I3

I5

Menurut Hukum I Kirchooff :

I1 + I2 + I3 = I4 + I5

Dimana I1, I2, dan I3 adalah arus masuk, sedangkan I4 dan I5 adalah arus keluar

Page 9: A1 Ohm Kiki

Sedangkan Hukum Kirchhoff II berbunyi :Sedangkan Hukum Kirchhoff II berbunyi :

““Jumlah aljabar dari beda potensial Jumlah aljabar dari beda potensial pada elemen – elemen listrik tertutup sama pada elemen – elemen listrik tertutup sama dengan nol”dengan nol”

berdasarkan hukum II Kirchhoff, maka :berdasarkan hukum II Kirchhoff, maka :

- V - V + + IRIR11 = 0 = 0

Page 10: A1 Ohm Kiki

GAYA GERAK LISTRIK DAN TEGANGAN JEPIT

Gaya gerak listrik adalah tegangan pada terminal AB pada saat sakelar A terbuka, yaitu pada saat baterai iodak mencatu arus listrik. Sedangkan tegangan jepit AB adalah tegangan pada terminal AB pada saat sakelar S tertutup, yaitu pada saat baterai mancatu arus listrik. Jadi hubungan antara gaya listrik dan tegangan jepit VAB adalah,

VAB = ε r

I + R

Page 11: A1 Ohm Kiki

Susunan seri sumber tegangan

Untuk n buah sumber tegangan yang dihubungkan secara seri, maka sumber tegangan pengganti akan memiliki ggl seri sebesar

εs = ε1 + ε2 + … + εn

ε1, r1

ε2, r2

ε3, r3

R

εs, rs

R

Page 12: A1 Ohm Kiki

Susunan paralel sumber tegangan

R

I A B

I3

I2

I1

ε2, r2

ε3, r3

ε1, r1

I

εp, rp

R

Untuk n buah sumber tegangan yang sama dihubungkan secara paralel akan mempunyai tegangan jepit yang sama, sehingga berlaku

ε1 – I1r1 = ε2 – I2r2 = … = εn – Inrn = (I1 + I2 + … +In) R

Page 13: A1 Ohm Kiki

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Pada saat sumber tegangan membangkitkan arus listrik melalui resistor, maka sumber tegangan memberikan energi listrik pada resistor. Besar energi ini sama dengan usaha yang dilakukan summber tegangan untuk memindahkan muatan (q) selama waktu (t) akibat beda potensial (V). Oleh karena itu, besar energi listrik dapat dinyatakan sebagai,

W = qVKarena q =It, maka diperoleh

W = VItPada saat energi listrik melalui resistor, maka energi listrik ini

akan berubah menjadi energi panas akibat tumbukan antara muatan (q) dengan atom – atom dalam resistor. Dengan demikian, besar energi listrik yang hilang saat arus listrik (I) melalui resistor (R ) adalah

W = VItkarena V = Ir, maka diperoleh

W = VI2RtSedangkan daya listrik, secara matematis dapat dinyatakan

sebagaiP = VI = I2R = V2 : R

Page 14: A1 Ohm Kiki

Hubungan Watt, Joule, dan kWh

Satuan SI satuan energi listrik W adalah joule (J), selang waktu t adalah sekon (s), dan daya listrik P adalah watt (W). Dalam pemakaian sehari – hari pengukuran energi listrik menggunakan satuan kWh (kilowatt –hour). Satu kWh adalah energi yang dihasilkan oleh daya satu kW yang bekerja selama satu jam (one hour). Dengan demikian, dapat diperoleh konversi antara kWh dan joule sebagai berikut :

1 kWh = (1kW) x (1 jam) = 1000W x (3600 s)1 kWh = 3,6 x 106 JAlat untuk mengukur energi listrik dinamakan kWh-

meter, sedangkan alat untuk mengukur daya listrik dinamakan wattmeter. Selain itu dapat pula digunakan gabungan antara ammeter dengan voltmeter yang disebut galvanometer.

kWh meter Watt meter

Page 15: A1 Ohm Kiki

Spesifikasi Peralatan ListrikSpesifikasi Peralatan Listrik

Peralatan listrik, misalnya lampu pijar, telah didesain Peralatan listrik, misalnya lampu pijar, telah didesain dengan spesifikasi tertentu yang dituliskan pada peralatan listrik dengan spesifikasi tertentu yang dituliskan pada peralatan listrik tersebut sehingga terlihat langsung oleh si pemakai. Apabila tersebut sehingga terlihat langsung oleh si pemakai. Apabila tertulis 100W/220V, hal ini berarti bahwa daya listrik yang dipakai tertulis 100W/220V, hal ini berarti bahwa daya listrik yang dipakai oleh alat tersebut tepat 100 W jika menggunakan tegangan tepat oleh alat tersebut tepat 100 W jika menggunakan tegangan tepat 220 V. apabila tegangan yang dipakai kurang dari 220 V, maka 220 V. apabila tegangan yang dipakai kurang dari 220 V, maka daya listrik yang terpakai akan lebih kecil dari 110 W.daya listrik yang terpakai akan lebih kecil dari 110 W.

Pada umumnya, hambatan listrik dianggap peralatan listrik Pada umumnya, hambatan listrik dianggap peralatan listrik dianggap konstan sehingga dayanya sebanding dengan kuadrat dianggap konstan sehingga dayanya sebanding dengan kuadrat tegangan sesuai dengan hubungantegangan sesuai dengan hubungan

PPss = = ( ( VVss : V: Vtt ) )22 PPtt

Dengan :Dengan :PPss = daya sesungguhnya yang diserap peralatan (W) = daya sesungguhnya yang diserap peralatan (W)PPtt = daya tertulis pada spesifikasi perlatan (W) = daya tertulis pada spesifikasi perlatan (W)VVss = tegangan sesungguhnya yang diberikan kepada = tegangan sesungguhnya yang diberikan kepada peralatan (V)peralatan (V)VVtt = tegangan tertulis pada spesifikasi peralatan (V) = tegangan tertulis pada spesifikasi peralatan (V)

Page 16: A1 Ohm Kiki

Penghematan energi listrik Pemakaian sumber daya alam yang tidak

terkontrol, dapat menguras dengan cepat sumber daya negeri kita. Energi listrik sebagai energi yang paling banyak dikonsumsi selayaknya menjadi program prioritas. Penghematan energi listrik dapat dilakukan dengan cara peningkatan efisiensi dan efektivitas. Peningkatan efisiensi dapat dilakukan dengan cara menggunakan peralatan listrik dengan daya yang tidak berlebihan. Peeningkatan efektivitas dapat dilakukan dengan cara mematikan peralatan listrik seperti lampu atau televisi yang tidak digunakan.

Page 17: A1 Ohm Kiki

TEGANGAN AC DAN DCTEGANGAN AC DAN DC

Tegangan listrik dapat diklasifikasikan menjadi 2 Tegangan listrik dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu tegangan dc (bagian, yaitu tegangan dc (dirrectdirrect currentcurrent atau arus atau arus searah) dan tegangan ac (searah) dan tegangan ac (alternating currentalternating current atau arus atau arus bolak – balik). Tegangan dc dihasilkan oleh sumber bolak – balik). Tegangan dc dihasilkan oleh sumber tegangan dc, misalnya generator dc, baterai. tegangan dc, misalnya generator dc, baterai. Sedangkan , tegangan ac dihasilkan oleh sumber Sedangkan , tegangan ac dihasilkan oleh sumber tegangan ac, misalnya generator ac. Tegangan dc tegangan ac, misalnya generator ac. Tegangan dc dapat juga diperoleh dari sumber tegangan ac setelah dapat juga diperoleh dari sumber tegangan ac setelah melalui rangkaian penyearah yang disebut melalui rangkaian penyearah yang disebut rectifierrectifier..

Pada tegangan dc, arus listrik mengalir dalam Pada tegangan dc, arus listrik mengalir dalam satu arah. Sedangkan tegangan ac, arus litrik yang satu arah. Sedangkan tegangan ac, arus litrik yang mengalir senantiasa berbalik arah secara teratur. mengalir senantiasa berbalik arah secara teratur. Untuk membedakan antaran tegangan ac dan dc dapat Untuk membedakan antaran tegangan ac dan dc dapat digunakan suatu alat yang disebut digunakan suatu alat yang disebut osiloskop.osiloskop.

Page 18: A1 Ohm Kiki

RANGKAIAN AC DALAM RUMAHRANGKAIAN AC DALAM RUMAH Pengadaan dan pendistribusian energi listrik Pengadaan dan pendistribusian energi listrik

tegangan ac di Indonesia dikelola oleh PLN. Energi listrik tegangan ac di Indonesia dikelola oleh PLN. Energi listrik masuk dari PLN k rumah kita melalui kWh meter dan masuk dari PLN k rumah kita melalui kWh meter dan pembatas dayapembatas daya. kWh-meter berfungsi untuk mengukur . kWh-meter berfungsi untuk mengukur jumlah energi listrik yang digunakan, sedangkan pembatas jumlah energi listrik yang digunakan, sedangkan pembatas daya berfungsi untuk membatasi daya maksimum yang daya berfungsi untuk membatasi daya maksimum yang dapat digunakan. Pembatas daya bekerja dengan cara dapat digunakan. Pembatas daya bekerja dengan cara membatasi kuat arus maksimum yang dapat digunakan. membatasi kuat arus maksimum yang dapat digunakan. Jika peralatan listrik yang digunakan secara bersamaan Jika peralatan listrik yang digunakan secara bersamaan melebihi daya maksimum, maka pembatas daya akan melebihi daya maksimum, maka pembatas daya akan bekerja dengan memutuskan jaringan listrik secara bekerja dengan memutuskan jaringan listrik secara otomatis dan listrik dirumah kita akan padam.otomatis dan listrik dirumah kita akan padam.

Untuk pengamanan jaringan listrik dan peralatan Untuk pengamanan jaringan listrik dan peralatan listrik akibat kelebihan arus listrik (korsleting) maka dapat listrik akibat kelebihan arus listrik (korsleting) maka dapat digunakan alat pemutus arus yang disebut digunakan alat pemutus arus yang disebut sekringsekring. Sekring . Sekring terbuat dari kawat pendek dan tipis yang memiliki titik cair terbuat dari kawat pendek dan tipis yang memiliki titik cair rendah. Kawat sekring akan cair dan putus jika dilalui arus rendah. Kawat sekring akan cair dan putus jika dilalui arus listrik yang melampaui batas tertentu yang tertulis pada listrik yang melampaui batas tertentu yang tertulis pada sekring.sekring.

Page 19: A1 Ohm Kiki

Jalur kawat hantaran dari PLN Jalur kawat hantaran dari PLN terdiri dari 2 jenis yaitu kawat hantaran terdiri dari 2 jenis yaitu kawat hantaran fase atau bertegangan (diberi simbol L fase atau bertegangan (diberi simbol L ==LiveLive) dan kawat hantaran nol atau ) dan kawat hantaran nol atau tidak bertegangan (diberi simbol N = tidak bertegangan (diberi simbol N = neutralneutral). ).

Titik lampu dan stop kontak pada Titik lampu dan stop kontak pada jaringan rumah dipasang secara paralel jaringan rumah dipasang secara paralel dengan tujuan agar mendapatkan dengan tujuan agar mendapatkan tegangan listrik yang sama dan alat – tegangan listrik yang sama dan alat – alat listrik tetap bekerja apabila ada alat listrik tetap bekerja apabila ada salah satu alat listrik lain yang rusaksalah satu alat listrik lain yang rusak

Page 20: A1 Ohm Kiki

PENGGUNAAN TEGANGAN DC DAN AC DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

Transmisi Listrik Jarak JauhTransmisi listrik jarak jauh dari pusat pembangkit listrik ke para pelanggan listrik dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi. Hal ini didasarkan pada pertimbangan efisiensi daya (daya yang hilang relatif kecil) dan efisiensi biaya (dapat digunakan ukuran kabel yang relatif kecil.Alternator pada pusat pembangkit listrik rata – rata dapat membangkitkan listrik dengan tegangan 6 – 10 kV. Kemudian, tegangan ini dinaikkan melalui transformator step-up menjadi 150 kV bahkan ada yang langsung menjadi 500 kV. Listrik tegangan tinggi ini (150 kV) atau tegangan eksta tinggi (500 kV) ini disalurkan melalui jaringan transmisi menuju kota – kota yang letaknya jauh dari pusat pembangkit. Ketika sampat di kota tujuan tegangan transmisi diturunkan menjadi tegangan menengah (20kV) melalui transformator sterp-down pada gardu listrik. Selanjutnya, sebelum memasuki rumah, tegangan listrk diturunkan lagi menjadi tegangan rendah (220V) dan siap digunakan untuk peralatan – peralatan rumah tangga.

Page 21: A1 Ohm Kiki

Penggunaan tegangan ac dan dc dalam rumah tangga

Dalam bahasa sehari – hari kita mengenal adanya alat – alat listrik dan alat – alat elektronik. Pada alat – alat listrik menggunakan catu daya tegangan ac. Sedangkan pada alat – alat elektronik menggunakan catu tegangan dc. Namun demikian, secara umum pada alat – alat elektronik tersebut sudah dipasang rectifier atau adaptor sehingga dapat menggunakan sumber tegangan ac.

Untuk alat – alat listrik portable biasanya menggunakan tegangan dc dari baterai biasa. Sedangkan alat elektronik portable biasanya menggunakan tegangan dc dari baterai yang dapat dimuati ulang.

Page 22: A1 Ohm Kiki

Terima Kasih