HUKUM OHM

download HUKUM OHM

of 22

Transcript of HUKUM OHM

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01-B/DLE/2011

HUKUM OHM a. Tujuan Kegiatan PemelajaranSetelah mempelajari kegiatan belajar 1, diharapkan Anda dapat: 1. Menuliskan rumus hukum Ohm 2. Menghitung besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian resistor 3. Menuliskan pengertian arus DC 4. Menuliskan pengertian arus AC 5. Menggambarkan bentuk arus AC sinus 6. Menuliskan pengertian frekuensi 7. Menghitung besarnya waktu getar satu gelombang sinus jika frekuensinya diketahui 8. Menghitung panjang gelombang dari gelombang sinus jika frekuensinya diketahui 9. Menghitung besarnya tegangan efektip, tegangan maksimum dan tegangan rata-rata jika tegangan puncak-kepuncaknya diketahui 10. Mengitung nilai reaktansi induktip (XL) sebuah induktor 11. Mengitung nilai reaktansi kapasitip (XC) sebuah kondensator 12. Menghitung frekuensi resonansi dari sebuah kondensator dan induktor yang diseri

b. Uraian Materi1. Hukum Ohm Kalau antara dua kutub positip dan kutub negatip dari sebuah sumber tegangan kita hubungkan dengan sepotong kawat penghantar, maka akan mengalir arus listrik dari kutub positip ke kutub negatip. Arus ini mendapat hambatan dalam penghantar itu. Dari peristiwa di atas dapat diketahui bahwa ada hubungan antara arus yang mengalir dalam hambatan kawat dan adanya sumber tegangan. Besarnya arus listrik yang mengalir tergantung dari besarnya hambatan kawat. Semakin besar hambatan kawat, maka semakin kecil arus yang mengalir. Apabila sumber listrik bertegangan 1 volt dihubungkan dengan hambatan sebesar 1 Ohm, maka arus yang mengalir sebesar 1 amper.KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKADikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

1

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Gambar 1 : Tegangan 1 V mengalirkan arus 1 A dalam hambatan 1 Ohm

Dalam penyelidikannya George Simon Ohm (ahli ilmu fisika dari Jerman) menemukan bahwa arus listrik yang mengalir dalam hambatan akan bertambah besar jika tegangan dinaikkan, sementara nilai hambatannya tetap. Dari uraian diatas dapat dituliskan rumus hukum Ohm, yaitu: dimana: U = tegangan dalam satuan volt U=IxR I = arus dalam satuan amper R = hambatan dalam satuan Ohm Contoh 1: Sebuah accu 12 volt dihubungkan dengan sebuah lampu yang mempunyai hambatan 24 ohm. Berapakah arus yang mengalir didalam lampu. U 12 Jawab: U = I x R I = -------- I = ---------- = 0,5 A R 24 Contoh 2: Sebuah hambatan 12 Ohm dihubungkan pada jepit-jepit accu, ternyata arus yang mengalir 0,5 amper. Berapakah besarnya tegangan accu tersebut? Jawab: U = I x R U = 0,5 x 12 U = 6 Volt

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

2

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Contoh 3: Sebuah accu 24 volt dihubungkan dengan sebuah lampu, ternyata arus yang mengalir 0,5 amper. Berapakah besarnya resistansi lampu tersebut? U 24 Jawab: U = I x R R = -----R = -------- = 48 Ohm I 0,5 2. Energi yang dimasukkan kedalam hambatan Bila kita hubungkan sebuah battery pada sebuah hambatan, maka hambatan itu menjadi panas karena adanya arus listrik yang mengalir. Energi yang dimasukkan dalam hambatan itu sebanding dengan besarnya arus yang mengalir, sebanding dengan besarnya tegangan listrik yang dipasangkan dan sebanding dengan waktu yang digunakan. Energi diberi simbol dengan huruf W. Rumus energi: W=UxIxt Dimana: W: energi dalam satuan Joule (J) U: tegangan dalam satuan volt I: arus dalam satuan amper t: waktu dalam satuan detik Contoh: Sebuah accu 12 volt setiap detik mengalirkan arus 5 amper. Hitunglah besarnya energi yang dikeluarkan oleh accu tersebut tiap detiknya. Jawab: W = U x I x t W = 12 x 5 x 1 W = 60 Joule Daya listrik yang dimasukkan dalam sebuah hambatan sama dengan energi yang dikeluarkan tiap detik. Daya diberi simbol huruf P dan dalam satuan joule/detik. W UxIxt P = ----P = -------------P=UxI t t

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

3

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Jika U = I x R U Jika I = -----R

maka P = I x R x I U maka P = U x -----R

P = I2 x R U2 P = ----R

dimana: P = daya dalam satuan watt R = hambatan dalam satuan ohm Contoh: Pada hambatan 10 Kilo ohm, terdapat tegangan 12 volt. Hitunglah daya yang dimasukkan dalam hambatan tersebut. Jawab: U2 122 P = ----P = -------P = 0,0144 watt R 10000 3. Arus Searah Jika hambatan disambungkan kepada battery, maka aruspun mengalir pada hambatan itu. Arus itu akan keluar dari kutub positip battery dan kembali kekutub negatip battery. Arah arus dan besarnya arus yang mengalir akan tetap setiap waktu selama hubungan ke battery belum diputus. Arus semacam ini dinamai arus searah atau arus rata (Direct Current, DC). Jika kita gambarkan dalam grafik, arus searah akan terlihat seperti gambar 1-2 dibawah ini.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

4

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Gambar 2 : Grafik arus rata. Setiap saat kuat arus tetap sama besar (konstan)

Pada gambar itu sumbu horiontal melukiskan waktu (t) dalam detik, sedangkan sumbu vertikal melukiskan harga-harga arus atau tegangan dalam satuan amper atau volt. Pada setiap saat antara t = 0 sampai t5 besarnya arus atau tegangan tidaklah berubah. 4. Arus bolak-balik Gambar 1-3 dibawah ini memperlihatkan sirkit arus yang bukan arus rata. Kutub-kutub sumber arus secara terus menerus bertukar-tukar polaritasnya. Pada suatu saat terminal atas sumber arus adalah positip (sementara terminal bawahnya negatip), maka arus mengalir keluar dari kutub atas, lewat beban dari A ke B.

Gambar 3 : Sirkit arus bolak balik

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

5

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Pada saat berikutnya sumber arus bertukar polaritas, yaitu terminal atas berubah menjadi negatip sedangkan terminal bawah berubah menjadi positip. Dengan demikian aliran arus bertukar arah, keluar dari kutub bawah lewat beban dari B ke A dan masuk ke sumber di kutub atas. Saat berikutnya kutub-kutub bertukar polaritas lagi, sehingga berakibat aruspun bertukar arah lagi dari A ke B, demikian terus menerus. Arus yang mengalir dengan selalu berbolak-balik arah dinamai arus bolak balik. Jika arus bolak balik kita gambarkan dalam grafik, maka akan terlihat seperti gambar 1-4 dibawah ini.

Gambar 4 : Grafik yang melukikan arus bolak-balik (A) Arus mengalir dari A ke B (B) Arus mengalir dari B ke A

Kalau grafik (A) dan grafik (B) dijadikan dalam satu gambar grafik, maka akan terlihat seperti gambar dibawah ini.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

6

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Gambar 5 : Gambar grafik arus bolak-balik

Arah arus dari A ke B disebut arah positip dan dilukiskan diatas sumbu horisontal. Arah arus dari B ke A disebut arah negatip dan dilukiskan dibawah sumbu horisontal. 5. Frekuensi Arus bolak balik akan selalu bertukar arah sepanjang waktu selama sumber arus itu difungsikan. Kecepatan arah arus berbolak-balik dalam satu detiknya dinamakan frekuensi. Jaringan listrik PLN kita mengandung arus yang dalam waktu satu detiknya berbolak-balik sebanyak 50 kali, maka frekuensi arus listrik PLN itu adalah getar/detik (50 cycles per second). Satuan frekuensi adalah Hertz yang umum disingkat Hz. Jadi jaringan listrik PLN adalah berfrekuensi 50 Hz. 1 KHz (Kilo Hertz) = 1 000 Hz 1 MHz (Mega Hertz) = 1 000 KHz = 1 000 000 Hz

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

7

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

6. Waktu getar (perioda) Lama waktu yang digunakan untuk melangsungkan satu getar disebut waktu getar atau perioda dan diberi simbol dengan huruf T dalam satuan detik. 1 T = -----dimana: T = waktu getar dalam satuan detikf

f = frekuensi dalam satuan Hz Contoh: Hitunglah besarnya waktu getar untuk frekuensi sinyal suara 1000 Hz. Jawab: 1 T = -------F 1 T = ---------1000

T = 0,001 detik

7. Panjang Gelombang Panjang gelombang arus bolak-balik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 300 000 dimana: (lamda) = panjang gelombang dalam = ------------f (KHz) satuan meter f = frekuensi dalam satuan Hertz Contoh: Sebuah osilator mengeluarkan tegangan frekuensi 300 KHz. Hitunglah panjang gelombangnya. Jawab: 300 000 300 000 = ------------- = ----------- -f (KHz) 300 bolak-balik dengan

= 1000 meter

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

8

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

8. Harga efektif Harga efektif atau sering juga disebut nilai efektip dari arus bolak balik ialah arus yang sesungguhnya, yaitu arus yang mempunyai nilai yang sama dengan arus searah yang menghasilkan suatu usaha/energi listrik. Arus efektif dapat dihitung dengan menggunakan rumus: 1 Ieff = ------- x Imaks 2

Ieff = 0,707 x Imaks

Dengan menggunakan cara yang sama, harga efektip untuk tegangan bolakbalik, berlaku juga: Ueff = 0,707 x Umaks Contoh: Tegangan jala-jala PLN yang terukur adalah 220 volt, itu merupakan tegangan efektif, maka besarnya tegangan maksimumnya adalah: Ueff = 0,707 x Umaks 220 = -----------0,707 220 = 0,707 x Umaks

Umaks

Umaks = 311,17 volt

9. Harga rata-rata Harga rata-rata sering juga disebut nilai rata-rata. Untuk mencapai harga rata-rata dalam arus dan tegangan bolak-balik diambilkan dari arus atau tegangan dengan batas setengah gelombang. Arus rata-rata dapat dicari dengan rumus: 2 2 Ir = 0,63 x Imaks Ir = ------ x Imaks Ir = ------ x Imaks 3,14

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

9

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Dengan cara yang sama didapatkan pula untuk tegangan: Ur = 0,63 x Umaks Contoh: Tegangan jala-jala PLN yang terukur adalah 220 volt, itu merupakan tegangan efektif, maka besarnya tegangan rata-ratanya adalah: 220 Ur = 0,63 x Umaks Ur = 0,63 x -------Ur = 0,63 X 311,17 volt 0,707 Ur = 196,04 volt

10. Arus bolak-balik yang mengalir pada hambatan Sebuah hambatan R dihubungkan pada tegangan bolak-balik U, arus yang mengalir pada suatu saat i = e/R dan kalau tegangan dinyatakan dengan e = Em sin t, maka arus dapat dinyatakan dengan: Em sin t i = --------------i = Im sin t R Hal ini menyatakan pada hambatan R arus sefase dengan tegangannya.

Gambar 6 : Pada hambatan R, arus sefase dengan tegangannya

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

10

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

11. Arus bolak-balik yang mengalir pada lilitan Sebuah lilitan atau induktor mempunyai induksi L dihubungkan pada tegangan bolak-balik U, maka mengalirlah arus dalam induktor tersebut yang besarnya i = Im sin t. Menurut hukum induksi didalam induktor akan timbul ggl induksi. Tegangan U yang disediakan harus dapat mengimbangi tegangan yang dibangkitkan sehingga arus dapat mengalir. Pada induktor murni yang tidak mempunyai nilai resistansi (Ohm), arus yang mengalir mengikuti tegangan dengan geseran fasa 90o. eL = Im L sin (t-90o)

Gambar 7 : Pada induktor tegangan mendahului arus 90o

Sesuai dengan hukum Ohm, maka L disebut hambatan induktip atau induktansi yang dinyatakan dengan simbol XL dalam satuan Ohm, sedangkan L dinyatakan dalam satuan Henry. Jadi: XL = L XL = 2 f L Dimana: XL = reaktansi induktip dalam ohm = 3,14 f = frekuensi dalam Hertz L = induktansi dalam Henry

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

11

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Nilai XL sangat tergantung pada besarnya frekuensi, semakin besar nilai frekuensi, semakin besar pula nilai XL. Contoh: Sebuah induktor dengan nilai induktansi 100 H dipasang pada sumber tegangan bolak-balik yang berfrekuensi 1 MHz. Hitunglah besarnya reaktansi induktipnya (XL). XL = 2. 3,14. 1000000. 100.10-6 Jawab: XL = 2 f L XL = 6,28. 100 XL = 628 Ohm 12. Arus bolak-balik yang mengalir pada kondensator Sebuah kondensator C dihubungkan pada tegangan bolak-balik U, tegangan ini dinyatakan dengan Em sin t. Pada kondensator arus yang mengalir mendahului tegangan yang disediakan dengan geseran fasa 90o.

Gambar 8 : Pada kapasitor arus mendahului tegangan 90o

Untuk harga efektip: 1 U = ------C harga 1/C disebut hambatan kapasitip dan diberi simbol Xc dalam satuan ohm.Dikeluarkan oleh :

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

12

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

1 Xc = -------C

1 Xc = ---------2fC

dimana: Xc = reaktansi kapasitip dalam ohm = 3,14 f = frekuensi dalam Hertz C = kapasitansi dalam farad Contoh: Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 100 nF dipasang pada sumber tegangan bolak-balik yang berfrekuensi 1 MHz. Hitunglah besarnya reaktansi kapasitipnya (XC) Jawab: 1 1 Xc = ----------- Xc = --------------------------------2fC 2. 3,14. 1000000. 100.10-9 1 Xc = ------------6,28.10-1 101 Xc = ----------6,28

Xc = 1,59 Ohm

13. Resonansi Deret Induktor dan kapasitor yang disambung secara deret kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik akan terjadi resonansi. Resonansi akan terjadi jika reaktansi induktip (XL) sama dengan reaktansi kapasitip (XC). Jadi saat resonansi XL = XC atau saat resonansi:

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

13

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

1 2 f L = ---------2fC

1 f = ----------4 2 L C2

1 f = ------------ 4 2 L C

1 f = ----------2LC dimana: f = frekuensi resonansi dalam Hz = 3,14 L = induktansi dalam Henry (H) C = kapasitansi dalam Farad (F)

Dalam keadaan resonansi tegangan induktor = tegangan kondensator (UL = UC). harga I = U/R UL = I x XL dan UC = I x XC U XL UL = ----- x XL UL = ----- x U R R U XC UC = ----- x XC UC = ----- x U R R Perbandingan reaktansi dengan tahanan murni disebut faktor kualitas atau faktor selektivitas disingkat dengan huruf Q. X L XC XL Q = ----- = -----Q = ------R R XC Contoh: Sebuah induktor 100 H dirangkai seri dengan sebuah kondensator 100 pF. Hitunglah resonansinya jika dipasang pada sumber tegangan bolakbalik.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

14

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

Jawab: 1 1 fr = ------------fr = ---------------------------------2LC 2.3,14 100.10-6.100.10-9 1 1 fr = ------------------------fr = ----------------------628.3,16.10-8 6,28.100 10.10-16 8 10 fr = ----------fr = 50355 Hz = 50,355 KHz 1985,9

14. Resonansi Jajar Resonansi jajar disebut juga resonansi antitegangan. Tujuan dari resonansi jajar ialah untuk mendapatkan arus yang sekecil mungkin pada batas frekuensi yang dibutuhkan (tertentu). Secara teori resonansi jajar dapat ditinjau dari beberapa segi: 1. Induktor murni (bebas dari tahanan) dan kondensator murni 2. Induktor mempunyai tahanan dan kondensator murni 3. Induktor dan kondensator kedua-duanya tidak bebas dari tahanan Resonansi jajar induktor dan kondensator yang bebas dari hambatan untuk mendapatkan resonansi jajar arus pada induktor harus sama dengan arus pada kondensator.

Gambar 9 : Arus induktor sama dengan arus kondensator

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

15

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

U U IL = -----IC = ------XL XC Pada hubungan jajar tegangan induktor kondensator, maka XL = XC. 1 1 Jadi : 2 f L = -----------f2 = ------------2fC 22 2 L C IL = IC

sama

dengan

tegangan

1 f = -----------2LC

Dalam persamaan ini karena frekuensinya adalah frekuensi dalam keadaan resonansi, maka disebut frekuensi resonansi disingkat fr. 1 fr = -----------2LC

dimana: fr = frekuensi resonansi dalam Hz = 3,14 L = induktansi dalam Henry C = kapasitansi alam Farad

Rumus diatas adalah sama dengan rumus pada resonansi deret.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

16

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

c.

Rangkuman1. Menurut hukum Ohm besar arus yang mengalir akan sebesar 1 amper jika tegangan sumber adalah 1 volt dan hambatan yang terpasang 1 Ohm. 2. Rumus hukum Ohm: U = I x R U U I = -----R = -----R I 3. Daya listrik dihitung dengan rumus: P = U x I U2 P = -----R 4. Rumus energi: W=UxIxt Dimana: W: energi dalam satuan Joule (J) U: tegangan dalam satuan volt I: arus dalam satuan amper t: waktu dalam satuan detik 5. Arus bolak balik akan selalu bertukar arah sepanjang waktu selama sumber arus itu difungsikan. Kecepatan arah arus berbolak-balik dalam satu detiknya dinamakan frekuensi. 6. Lama waktu yang digunakan untuk melangsungkan satu getar disebut waktu getar atau perioda dan diberi simbol dengan huruf T dalam satuan detik. 1 T = -----f P = I2 x R

dimana: T = waktu getar dalam satuan detik f = frekuensi dalam satuan Hz

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

17

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

7. Panjang gelombang arus bolak-balik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: 300 000 = ------------f (KHz)

dimana: (lamda) = panjang gelombang dalam satuan meter f = frekuensi dalam satuan Hertz

8. Harga efektif atau sering juga disebut nilai efektip dari arus bolak balik ialah arus yang sesungguhnya, yaitu arus yang mempunyai nilai yang sama dengan rarus searah yang menghasilkan suatu usaha/energi listrik. Arus efektif dapat dihitung dengan menggunakan rumus: 1 Ieff = ------- x Imaks Ieff = 0,707 x Imaks 2 Tegangan efektif dari tegangan bolak-balik dapat dicari dengan rumus: Ueff = 0,707 x Umaks 9. Arus rata-rata dari arus bolak-balik dapat dicari dengan rumus: 2 2 Ir = 0,63 x Imaks Ir = ------ x Imaks Ir = ------ x Imaks 3,14 10. Tegangan rata-rata dari arus bolak-balik dapat dicari dengan rumus: Ur = 0,63 x Umaks 11. Arus bolak-balik yang mengalir pada hambatan akan sefasa dengan tegangannya. 12. Arus bolak-balik yang mengalir pada sebuah induktor akan tertinggal 90 terhadap tegangannya. Arus bolak-balik yang mengalir pada sebuah induktor akan menghasilkan nilai reaktansi induktif yang disingkat XL dan dapat dihitung dengan rumus XL = 2 f L.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

18

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

13. Arus bolak-balik yang mengalir pada sebuah kondensator akan menahului 90 terhadap tegangannya. Arus bolak-balik yang mengalir pada sebuah kondensator akan menghasilkan nilai reaktansi kapasitip yang disingkat XC dan dapat dihitung dengan rumus XC = 1/(2 f C). 14. Induktor dan kapasitor yang disambung secara deret/seri maupun jajar/parallel kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik akan terjadi resonansi. Resonansi akan terjadi jika reaktansi induktip (XL) sama dengan reaktansi kapasitip (XC). Frekuensi resonansi dapat dihitung dengan rumus: fr = 1/(2 L C)

d. Tugas1. Ukurlah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 100 Ohm yang dipasang pada accu yang tegangannya 12 Volt. Hitunglah daya yang ada pada resistor tersebut. 2. Ukurlah dengan volt meter AC tegangan sekunder trafo daya 220 V/12 V. Ubahlah tegangan hasil ukur kedalam satuan Vpp, Vp, Vrata-rata.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

19

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

e.

Tes Formatif1. Hitunglah besarnya arus yang mengalir pada hambatan 500 Ohm yang dipasang pada tegangan 10 Volt. 2. Hitunglah besarnya daya yang ada pada hambatan 25 Ohm jika arus yang mengalir 2 amper. 3. Hitunglah waktu yang digunakan untuk melangsungkan satu perioda gelombang sinus yang berfrekuensi 1000 Hz. 4. Hitunglah panjang gelombang dari sinyal sinus yang berfrekuensi 1 MHz. 5. Tegangan bolak-balik yang terukur oleh voltmeter digital adalah 100 Volt. Hitunglah tegangan rata-ratanya, tegangan puncaknya dan tegangan puncakkepuncaknya. 6. Induktor 100 mH dipasang pada sinyal sinus berfrekuensi 3 MHz. Hitunglah besarnya reaktansi induktipnya. 7. Kondensator 10 nF dipasang pada sinyal sinus berfrekuensi 3 MHz. Hitunglah besarnya reaktansi kapasitipnya. 8. Rangkaian penentu frekuensi sebuah osilator terdiri dari sebuah induktor 10 mH dan sebuah kondensator 10 nF yang dipasang parallel. Hitunglah frekuensi resonansinya.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

20

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

f.

Kunci Jawaban1. 2. 3. 4. I = U/R I = 10/500 I = 0,02 amper 2 2 P = 100 watt P = I x R P = 2 x 25 T = 1/f T = 1/1000 T = 0,001 S 300000 = ----------- = 300 meter 100 Uef = 100 volt Umak = 100/0,707 Ur = 0,63 x Umak Upp = 2 x Umak Upp = XL = 2 f L 1 Xc = -----------2fC 1 Xc = --------------------18,84 x 10-2 Uef = 0,707 x Umak 100 = 0,707 x Umak Umak = 141,44 Volt Ur = 0,63 x 141,44 Ur = 89,109 Volt 2 x 141,44 Upp = 282,88 Volt XL = 1884000 Ohm

5.

6. 7.

XL = 2 x 3,14 x 3.106 x 100-3

1 Xc = ------------------------------2 x 3,14 x 3.106 x 10.10-9 Xc = 5,3 Ohm

8.

1 1 f = -------------- f = ---------------------------------------2LC 2 x 3,14 x 10.10-3 x 10.10-9 1 1 105 f = -----------------f = -----------------f = -------6,28 x 10-10 6,28 x 10-5 6,28 f = 15923,56 Hz f = 15,92356 KHz

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

21

KLS :

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN SMK NEGERI 1 PADANG

MODUL

HUKUM OHM

Kelas: X-TAVNo. : 01/DLE/2011

g. Lembar KerjaJudul: Mengukur Tegangan Bolak-balik (AC) Alat dan Bahan: 1. Multimeter analog = 1 buah 2. Osiloskop = 1 buah 3. Kabel penyambung = secukupnya 4. Trafo daya 220 V/9 V = 1 buah Keselamatan Kerja: 1. Jangan meletakkan Ohm meter dan Osiloskop ditepi meja agar tidak jatuh. 2. Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter, amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar. 3. Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar kegiatan belajar.

Langkah kerja: 1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan. 2. Nyalakan osiloskop, kalibrasilah untuk vertikal dan horisontalnya. Hubungkan probe osiloskop pada output rangkaian pre-amp. 3. Hubungkan trafo daya 220 V/12 V pada jala-jala PLN 220 V. 4. Ukurlah tegangan sekunder trafo 12 V dengan menggunakan multimeter. Catat hasilnya. 5. Ukurlah tegangan sekunder trafo 12 V dengan menggunakan Osiloskop. Catat hasilnya. 6. Dari hasil ukur pada langkah 4 dan langkah 5 hitunglah besarnya tegangan maksimum (Umak) dan tegangan rata-rata (Ur). 7. Kembalikan semua alat setelah selesai praktik. 8. Buat laporan dan kesimpulan dari hasil praktik.

KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK AUDIO VIDEO MATA PELAJARAN : DASAR-DASAR LISTRIK & ELEKTRONIKA

Dikeluarkan oleh :

MARDANUS, S.Pd

Halaman

Nama Siswa :

SMK NEGERI 1 PADANG PADANG

22