IR. STEVANUS ARIANTO 1arianto.net/bahan/ldinamis.pdf · rangkaian resistor segitiga-bintang contoh...

8/7/2017

IR. STEVANUS ARIANTO 1

KUAT ARUS LISTRIK

HUKUM OHM CONTOH SOAL

CONTOH SOALRESISTOR/HAMBATAN

CONTOH SOALRANGKAIAN RESISTOR SERI

RANGKAIAN RESISTOR PARAREL

RANGKAIAN RESISTOR SEGITIGA-BINTANG

CONTOH SOAL

CONTOH SOAL

ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE

CONTOH SOAL

ALAT UKUR GALVANOMETER

CONTOH SOAL

ALAT UKUR VOLTMETER

CO

NTO

H SO

AL

ENERGI LISTRIK

DAYA LISTRIK

CONTOH SOAL

GAYA GERAK LISTRIK (GGL)

RANGKAIAN ELEMEN

CONTOH SOAL

HUKUM KIRCHOFF I

HUKUM KIRCHOFF II

CONTOH SOAL

8/7/2017


KUAT ARUS LISTRIKKuat arus ( i ) di definisikan sebagai :

Jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu.

arah arus adalah searah dengan arah muatan positif

i d qd t

dq = jumlah muatan (Coulomb)dt = selisih waktu (detik)i = kuat arus

Satuan dari kuat arusadalah Coulomb/detikAtau amper

n adalah partikel persatuan volume dan emuatan tiap partikel

dq = n.e.V.A.dt

i dqdt

n e V A. . .Rapat arus J didefinisikan sebagaikuat arus persatuan luas

J iA

neV. .

Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1

CONTOH SOAL KUAT ARUS

Di dalam penghantar kawat yang penampangnya 1 mm^2 terdapat 3.10^21 elektron bebasper m^3. Berapa kecepatan elektron-elektrontersebut, jika dialiri listrik dengan kuat arus12 amper.Berapa rapat arusnya ?


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALKUAT ARUS

I = n.e.v.A21 19 612 3.10 .1,6.10 . .10v

34

12 25.10 /4,8.10

v m s

J = n. e . v21 19 3 6 23.10 .1,6.10 .25.10 12.10 /J A m


HUKUM OHMDalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan

beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbandingterbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.

Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.

iV V

RA B

I = kuat arusVA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik BR = hambatan


8/7/2017


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

VRI

1,5 50,3

R ohm


8/7/2017


RESISTOR/HAMBATANBesarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :

ALR

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


CONTOH SOALHAMBATAN (RESISTOR)

Sebatang aluminium panjangnya 2,5 m,berpenampang = 5 cm^2. Hambatan jenisaluminium = 2,63.10^-8 ohm.meter. Jikahambatan yang ditimbulkan oleh aluminiumsama dengan hambatan yang ditimbulkanoleh sepotong kawat besi yang berdiameter15 mm dan hambatan jenisnya = 10.10^-8ohm .meter.Berapakah panjang kawat besi ?


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALHAMBATAN (RESISTOR)

8 54

2,52,63.10 . 13,15.105.10

LR ohmA

2 3 2 6 21. 3,14( .15.10 ) 176,625.102FeA r m

8610.10

176,625.10L LRA

5 8613,15.10 10.10 .

176,625.10L

5 6

8

13,15.10 .176,625.10 23, 2310.10

L cm


SUSUNAN HAMBATANS E R I

i = i1 = i2 = i3 = ....VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...

RS = R1 + R2 + R3 + ...

321321 :::: RRRVVV


8/7/2017


SUSUNAN HAMBATANPARAREL

Beda potensial pada masing-masingujung tahanan besar ( VA = VB ).i = i1 + i2 + i3 + ....

1 1 1 1

1 2 3R R R Rp

. . .

321321

1:1:1::RRR

iii


CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL

A

B

5 ohm

3 ohm

4 ohm

5 ohm

3 ohm

6 ohm

7 ohm

7 ohm

9 ohm

6 ohm

12 ohm

8 ohm

4 ohm

10 ohm5 ohm

4 ohm

2 ohm

Hitunglah hambatan pengganti di atas.


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL

A

B

5 ohm

3 ohm

4 ohm5 ohm

3 ohm6 ohm

7 ohm

7 ohm

9 ohm

6 ohm

12 ohm

8 ohm

4 ohm

10 ohm5 ohm

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 ohm1 1 1

6 12

12 42 1

p

p

R

R ohm

7 7 4 18sR ohm

1 1 19 18

18 62 1

p

p

R

R ohm

6 6 12 24sR ohm

1 1 18 24

24 63 1

p

p

R

R ohm

10 4 6 20sR ohm

1 1 15 20

20 44 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 RRR R R

2 3

1 2 3

.B

R RRR R R

1 3

1 2 3

.C

R RRR R R


8/7/2017


CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 6 ohm

10 ohm

4 ohm 2 ohm

6 ohm 10 ohm

6 ohm 2 ohm

6 ohm

Hitunglah hambatan pengganti.

Hitunglah hambatan pengganti.


JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 6 ohm

10 ohm

4 ohm 2 ohm

6 ohm 10 ohm

6 ohm 2 ohm

6 ohm

Jika besar perkalian silang hambatan sama :Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstonehambatan yang di tengah tidak diperhitungkankarena tidak ada arus yang melalui hambatantersebut.

12 6 18sR ohm 4 2 6sR ohm1 1 1

1 8 6pR18 4,5

3 1pR ohm

RA

RB

RC

6.6 26 6 6A B CR R R ohm

2 10 12sR ohm 2 2 4sR ohm

1 1 112 4pR

12 31 3pR ohm3 2 5sR ohm


8/7/2017


ALAT UKURJEMBATAN WHEATSTONE

untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar

•Bila arus yang lewat G = 0, maka :

R R RRX1 3

2

.


CONTOH SOALJEMBATAN 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.


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE

2 1 3. .xR R R R1 3

2

.x

R RRR

3.10 152xR ohm


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 (melebihibatas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel denganAmperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt

disebut AMMETER)•untuk mengukur arus yangkuat arusnya n x i Ampere harusdipasang Shunt sebesar :

Rn

RS d1

1


8/7/2017


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

0,1 0,025

maksmaks

vi amperR

50 2.5000,02

diukur

maks

ini

1 .5 0,0022500 1shuntR ohm ohm

i


8/7/2017


ALAT UKURVOLTMETER

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

Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukurpotensialnya.

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 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 agarpengukuran dapat dilakukan ?


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER

Rv

Rdepan

120 206

diukur

maks

VnV

( 1)multiplier vR n R

(20 1)1000 19.000multiplierR ohm


ENERGI LISTRIKHUKUM JOULE

Karena gerakan muatan-muatan bebas yangmenumbuk partikel yang tetap dalam penghantar,maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi

energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas.

tr

VtiVtriw2

2 ....

W = Jumlah Kalor (Joule).i = Kuat arus yang mengalir (Ampere).r = Tahanan kawat penghantar (Ohm).t = Waktu (detik).V = Beda potensial antara dua titik A dan B.

1 kalori = 4,2 Joule dan1 Joule = 0,24 KaloriW = 0,24 i^ 2 . r . t

= 0,24 V . i . t Kalori


8/7/2017


D A Y Aadalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik)yang dapat dihasilkan tiap detik

DAYA USAHAWAKTU

( ) . . .P V i tt

V i

P dwdt

V i.

SATUAN : joule/detik = Volt -Ampere = Watt


CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK

Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya144 watt, 120 volt. Ketika digunakan untukmemasak 500 gram air dari 30 C hingga mendidik, pada saat itu tegangan rumah 100 wattBerapa detik waktu yang dibutuhkan ?

o


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK

21 1

22 2

P VP V

2

22

144 120100P 2

144.10.000 10014400

P watt

. . .m c t P t100. 500.4,2.(100 30)t

147000 1470det 24,5100

t ik menit


GAYA GERAK LISTRIK (GGL)adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energibukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatanmelalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber aruspersatuan muatan.

dqdW

( Joule/Coulomb = Volt )


8/7/2017


PERSAMAANRANGKAIAN ARUS SEARAH

iR r

in

n r R

.

.

i rm

R in

nm

r R

.

.


CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN

1,5 v 1,5 v

1,5 v 1,5 v

1,5 v

1,5 v

0,20,2

0,2 0,2

0,2

0,2

1,2 ohm

Hitunglah tegangan jepithambatan 1,2 ohm


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN

1,5 v 1,5 v

1,5 v 1,5 v

1,5 v

1,5 v

0,20,2

0,2 0,2

0,2

0,2

1,2 ohm

i

.

.

m Ei m r Rn3.1,5 33 .0, 2 1, 2

2

i amper

. 3.1, 2 3,6jepitv i R voltCONTOH SOAL 2


CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN 2

12 V 6 V

4 V 18 V

0,25 0,25

0,250,25

5 ohm

2 ohm

3 ohm

3 ohm

A

B

Hitunglah VAB

GROUND


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN 2

12 V 6 V

4 V 18 V

0,25 0,25

0,250,25

6 ohm

2 ohm

4 ohm

3 ohm

A

B

4 18 6 12 16 4 2 3 0, 25 0,25 0, 25 0,25

i amper

1(0, 25 2 0,25 6) 12 6 14,5ABV volt1(3 0,25 4 0,25) 4 18 14,5ABV volt

(melalui atas)

(melalui bawah)

i

14,5AB A B

A

V V VV volt

ground


HUKUMKIRCHHOFF I

Jumlah arus yang menuju suatu titik cabangsama dengan jumlah arus yang

meninggalkannya.

Imasuk = Ikeluar

i1 + i2 + i3 = i4 + i5


8/7/2017


HUKUMKIRCHHOFF II

Jumlah aljabar gaya gerak listrik ( GGL ) dan jumlah aljabarhasil kali i x R dalam satu rangkaian tertutup ( LOOP ) sama

dengan nol.

0.Rinegatif positif

Pada lopp I : i1 R1 - I3 R3 - I2 R2 = 0...( 1 )Pada loop II : i4 R4 + i3 R3 - i5 R5 = 0... ( 2 )Pada loop III ; i2 R2 + i5 R5 + i.rd - = 0( 3 )

Hukum Kirchoff I .Pada titik A : I = I1 + i2....................... ( 4 )Pada titik D : I4 + I5 = i.......................( 5 )Pada titik C : I2 + I3 = i5..................... ( 6 )6 buah persamaan , dapat dihitung i1 ; i2 ; i3; i4 ; i5 dan i

i searah loop +

AC

B

D


CONTOH SOALHUKUM KIRCHOFF

6 ohm

4 ohm

2 ohm

20 volt

1 ohm18 volt

1 ohm7 volt

1 ohm

A B

Hitung kuat arus dan arah-nya pada masing-masingcabang.

Hitung VAB


8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOALHUKUM KIRCHOFF

6 ohm

4 ohm

2 ohm

20 volt

1 ohm18 volt

1 ohm7 volt

1 ohm

A B

Lopp 1

Lopp 2

i1

i2i3

3 1 2 ( . )i i i H KirchoffI1 2(6 1) (4 1) 20 18 0i i

1 27 5 2i i3 2(2 1) (4 1) 7 18 0i i

3 23 5 11i i

1 2 23( ) 5 11i i i

1 2

1 2

3 8 117 5 2i ii i

x7

x3

1 2

1 2

21 56 7721 15 ..6

i ii i -

71 i2 = 712 1i amper

3 1 1 2i amper1

1

7 5 21

ii amper

1(1 4) 18 13ABV volt


PROFICIATSELAMAT ANDA TELAH MENYELESAIKAN

MATERI SUHU – KALOR - PERAMBATAN

BERLATIHLAH DENGAN :

SOAL-SOAL URAIAN

TESTLAH

KEMAMPUANMU

DENGAN SOAL TEST YANG TERSEDIA


IR. STEVANUS ARIANTO 1arianto.net/bahan/ldinamis.pdf · rangkaian resistor segitiga-bintang contoh...

Documents

Transcript of IR. STEVANUS ARIANTO 1arianto.net/bahan/ldinamis.pdf · rangkaian resistor segitiga-bintang contoh...