PENDAHULUAN - · PDF fileHukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus listrik...

Diklat Mekanik Otomotif 1 Dasar-dasar Kelistrikan

Disiapkan Oleh : Sumarsono 1

PENDAHULUAN

A. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar

Bahan ajar “Dasar-dasar Kelistrikan” dirancang untuk pelaksanaan

pembelajaran mandiri tanpa kehadiran guru atau pembelajaran

klasikal. Apabila digunakan pada pembelajaran mandiri, ikutilah

petunjuk berikut agar memudahkan dalam mempelajarinya.

1. Pahami tujuan umum pembelajaran (TUP) dari bahan ajar dan

tujuan khusus pembelajaran (TKP) kegiatan belajar, agar dapat

mengukur ketercapaian pembelajarannya.

2. Pelajari materi kegiatan belajar dengan seksama sesuai dengan

selera, situasi dan kondisi yang dikehendaki.

3. Jika dirasa telah paham dengan materi yang dipelajari, kerjakan

latihan yang ada pada kegiatan belajar.

4. Cocokkan hasil pekerjaan latihan dengan kunci jawaban latihan

yang tersedia di belakang soal latihan.

5. Jika ada yang belum sesuai antara hasil pekerjaan latihan dengan

kunci jawaban, pelajari kembali materi dari soal latihan yang belum

terjawab dengan benar tadi, kemudian coba lagi mengerjakan soal

latihannya hingga jawabannya benar.

6. Setelah semua soal latihan terjawab dengan benar, kerjakanlah

soal tesnya.

7. Cocokkan hasil pengerjaan soal tes dengan kunci jawaban yang

tersedia pada bagian akhir dari bahan ajar ini.

8. Jika ada yang belum sesuai antara hasil pengerjaan soal tes

dengan kunci jawaban, ulangi kembali mengerjakan soal tersebut

sampai jawabannya benar.

9. Selama mempelajari isi bahan ajar ini, diperkenankan

menggunakan referensi lain atau minta keterangan dari teman

sejawat atau guru pembimbing.

10. Setelah menyelesaikan semua aktifitas pembelajaran dan dirasa

telah menguasai materi sesuai dengan tujuan pembelajaran,

disarankan menemui guru pembimbing untuk tindak lanjutnya.



B. Deskripsi Isi Modul

Bahan ajar “Dasar-dasar Kelistrikan” ini dirancang dengan susunan

sebagai berikut :

1. Listrik dan Hukum Ohm

2. Rangkaian Listrik.

3. Magnet dan Induksi.

4. Pengujian Rangkaian Listrik dan Induksi Listrik.

C. Prasyarat

Untuk memudahkan dalam mempelajari bahan ajar “Dasar-dasar

Kelistrikan” ini, maka anda harus menguasai bahan ajar “Matematika

Dasar” antara lain meliputi hitungan pecahan dan pembacaan skala

atau divisi.

D. Tujuan Umum Pembelajaran

Setelah mempelajari bahan ajar ini, peserta dapat :

1. Menjelaskan pengertian listrik dan hukum Ohm.

2. Menjelaskan pengertian magnet dan induksi.

3. Menjelaskan jenis dan karakteristik rangkaian kelistrikan.

4. Membuktikan magnet dan induksi listrik.

5. Membuktikan hukum Ohm melalui percobaan.



KEGIATAN BELAJAR 1 :

LISTRIK DAN HUKUM OHM

A. Tujuan Khusus Pembelajaran

Setelah mempelajari kegiatan belajar 1, peserta dapat :

1. Menjelaskan pengertian listrik.

2. Menjelaskan pengertian arus, tegangan, dan tahanan.

3. Menjelaskan hukum Ohm.

B. Materi Pembelajaran

Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada

sebuah penghantar. Untuk memahami dan mengerti tentang listrik,

maka terlebih dahulu harus memahami bagian benda terkecil yakni

atom. Semua jenis benda baik dalam bentuk padat, cair maupun gas

terbentuk dari atom-atom yang terdiri dari proton, neutron, dan

elektron. Proton dan neutron tergabung menjadi inti atom dan

bermuatan positif, sedangkan elektron berada pada bagian luar,

mengelilingi inti aton dan bermuatan neagtif. Elektron yang letaknya

paling jauh disebut elektron bebas atau elektron valensi. Elektron

bebas ini mempunyai ikatan yang sangat lemah terhadap inti, oleh

karena itu elektron bebas ini mempunyai sifat yang tidak stabil dan

mudah dipengaruhi oleh elektron lain. Apabila elektron suatu atom

terlepas dari orbitnya, maka atom tersebut akan bermuatan positif.

Sebaliknya apabila atom tersebut dapat penambahan elektron bebas

maka atom tersebut akan bermuatan negatif.

Atom yang paling sederhana adalah atom hidrogen, atom ini

mempunyai satu elektron yang mengelilingi satu proton.

Gambar 1. Atom hidrogen

Proton

Elektron



Di bawah ini digambarkan atom karbon dan atom tembaga.

Gambar 2. Atom karbon

Gambar 3. Atom tembaga

Atom karbon pada gambar di atas mempunyai 6 proton dan 6 neutron.

Inti atom ini dikelilingi 2 elektron pada orbit pertama, dan pada orbit

kedua terdapat 4 elektron. dengan demikian dapat disimpulkan bahwa

atom karbon mempunyai 4 elektron bebas. Sedangkan atom tembaga

mempunyai inti yang terdiri dari 29 proton dan 29 neutron. Inti atom ini

dikelilingi elektron-elektron yang beredar pada orbitnya dan

membentuk lapisan. Lapisan-lapisan ini diberi identifikasi dengan

huruf, lapisan paling dalam K, lapisan kedua L, lapisan ketiga M, dan

lapisan keempat N.

Pada lapisan K terdapat 2 buah elektron, pada lapisan L terdapat 8

elektron, pada lapisan M terdapat 18 elektron, dan pada lapisan N

K

L

M

N



terdapat hanya 1 elektron.. karena elektron bebas atom tembaga

jumlahnya lebih sedikit dibanding dengan elektron bebas pada atom

karbon, maka elektron bebas tembaga ini mempunyai ikatan yang

lebih lemah dari intinya, sehingga elektron bebas pada tembaga lebih

mudah berpindah dari satu atom ke atom lainnya. Hal inilah yang

menyebabkan tembaga menjadi penghantar listrik yang sangat baik.

1. Macam-macam Listrik

Secara garis besar listrik dapat dibedakan dalam dua jenis yakni

listrik statis dan listrik dinamis, sedangkan listrik dinamis dapat

dibedakan menjadi dua macam yakni listrik arus searah (Direct

Current) dan listrik arus bolak-balik (Alternating Current).

a. Listrik statis

Apabila dua buah konduktor yang berbeda muatan digosok-

gosokkan, maka muatan listrik pada konduktor tersebut akan

berkumpul pada permukaan konduktor tersebut.. Jika kedua

konduktor didekatkan maka akan tarik menarik, tetapi tidak

terjadi perpindahan elektron.

Contoh : Bila kain sutera digosok-gosokkan pada sebatang

kaca, maka elektron kain sutera tersebut akan berkumpul pada

permukaannya. Begitu juga dengan ion-ion positif pada batang

kaca, ion-ion positif ini akan berkumpul pada permukaan

batang kaca. Apabila kedua benda tersebut didekatkan, maka

akan terjadi tarik-menarik, seperti diperlihatkan pada gambar

berikut.

Gambar 4. Listrik statis

Batangan kaca

Kain sutera

Timbul arus listrik



b. Listrik dinamis

Berbeda dengan listrik statis, listrik dinamis merupakan gerakan

elektron dari satu atom ke atom lain dalam suatu penghantar.

Bila elektron ini bergerak dengan arah tetap, maka disebut

listrik arus searah (direct current) yang biasa disingkat dengan

arus DC. Bila gerakan elektron ini berubah arah secara periodik

maka biasa disebut arus bolak-balik (alternating current) yang

biasa disingkat arus AC.

G

Gambar 5. Listrik arus searah Gambar 6. Listrik arus bolak-balik

2. Arus, Tegangan, dan Tahanan Listrik

Saat listrik bekerja, terdapat tiga faktor dasar di dalamnya, yakni :

arus, tegangan, dan tahanan. Ketiga faktor tersebut merupakan

dasar pengertian tentang listrik.

a. Arus listrik

Aliran elektron melalui penghantar disebut arus dan diukur

dalam amper. Satu amper arus listrik adalah gerakan 6,28 X

1018 elektron perdetik dalam sebuah penghantar

Gambar 7. Jumlah aliran elektron perdetik

6,28 X 1018

elektron perdetik

Satu amper

Kawat tembaga

+

0

+

0

_



b. Tegangan listrik

Tegangan adalah tekanan yang menyebabkan aliran listrik

pada sebuah penghantar. Adanya tegangan tergantung pada

perbedaan muatan dari ujung-ujung penghantar. Adanya

tegangan ini dapat diilustrasikan dengan bejana air. Seperti

diperlihatkan pada gambar berikut ini, air akan mengalir dari

bejana A ke bejana B, hal ini dikarenakan air pada bejana A

ditempatkan pada posisi lebih tinggi, sehingga tekanannya lebih

besar dari tekanan air pada bejana B.

Begitu juga halnya dengan tegangan, apabila ujung-ujung

penghantar dihubungkan dengan batere atau generator maka

akan terjadi beda potensial pada kedua ujungnya. Jadi

tegangan adalah daya potensial yang tetap ada walaupun tidak

ada arus. Sebagai contoh pada batere 12 volt, walaupun tidak

ada hubungan terhadap peralatan lain, tegangan tetap ada

walaupun tidak ada arus. Tetapi arus tidak akan ada tanpa

tegangan yang dihasilkan antara dua titik. Apabila muatan pada

terminal bertambah banyak maka tegangannya bertambah

tinggi.

Gambar 8. Air mengalir karena perbedaan tekanan

Perhatikan gambar berikut ini, generator diibaratkan sebagai

pemompa elektron. Generator akan mensuplai elektron melalui

bola lampu, jika arus listrik yang mengalir pada lampu sebesar

1 amper, maka yang keluarpun tetap 1 amper.

Perbedaan ketinggian permukaan air

Aliran air

A

B



Gambar 9. Generator sebagai pembangkit listrik

c. Tahanan listrik

Setiap penghantar memberikan penahanan terhadap aliran

arus listrik, hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor,

antara lain :

1) Tiap-tiap atom menahan perpindahan elektron dan terjadi

perlawanan terhadap inti arah luarnya.

2) Benturan elektron-elektron dan atom tidak terhitung pada

sebuah penghantar. Benturan ini menyebabkan timbulnya

panas pada penghantar. Tahanan diukur dengan satuan

Ohm (Ω). Satu ohm adalah besar tahanan yang akan

mengalirkan arus sebesar 1 amper dengan tegangan

sebesar 1 volt.

Dalam rangkaian listrik terdapat tiga komponen utama yakni

sumber tegangan (batere), tahanan (bola lampu), dan

penghantar seperti kabel tembaga sebagai penghubung

rangkaian.

Alat ukur yang digunakan untuk pemeriksaan rangkaian

listrik adalah :

- Ampermeter, digunakan untuk mengukur besar arus

listrik yang mengalir pada rangkaian dan dipasang

secara serie terhadap beban.

- Volt meter, digunakan untuk mengukur tegangan antara

dua terminal pada rangkaian dan dipasang secara

paralel terhadap beban.

Generator

1 amper

1 amper

Lampu



Gambar 10. Rangkaian dasar kelistrikan

Pada dasarnya ada dua cara untuk menerangkan aliran listrik

pada rangkaian, yakni :

• Teori konvensional

Arus listrik mengalir dari terminal positif (berpotensial lebih

besar) ke terminal negatif (berpotensial lebih kecil) pada

sebuah rangkaian.

• Teori elektron

Arus listrik mengalir dari terminal negatif ke terminal positif

pada sebuah rangkaian (yang bergerak adalah elektron).

Kedua cara di atas dapat digunakan, tetapi umumnya

digunakan teori konvensional.

3. Hukum Ohm

Hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus

listrik mengalir pada sebuah penghantar, intensitas arusnya sama

dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan

penghantar.

Hukum Ohm digunakan untuk menentukan besar arus (I),

tegangan (E), dan tahanan (R) dalam sebuah rangkaian.

Hukum Ohm dapat dinyatakan dalam tiga formulasi berbeda

sebagai berikut :

Batere

A

Ampermeter

V

Volt meter

+_ Resistor



E = I X R ---------> Volt

E I = -------- ---------> Amper R E R = ------- ---------> Ohm (Ω) I

Metoda yang sederhana untuk mengingat hubungan ketiga

formulasi tersebut di atas ditunjukkan pada gambar 11. Formula ini

digunakan untuk menghitung Tegangan (E), Arus (I), dan Tahanan

(R) sebagai kuantitas yang belum diketahui, dalam hal ini dua

kuantitas lainnya harus diketahui sebelumnya.

Gambar 11. Cara yang mudah untuk mengingat hukum Ohm.

C. Latihan

1. Jelaskan, apa yang dimaksud dengan listrik ?

2. Sebutkan aplikasi jenis listrik dinamis yang biasa dipakai dalam

kehidupan sehari-hari !

3. Sebutkan elemen yang terkandung dalam sebuah atom !

4. Jelaskan, apa yang dinaksud dengan hukum Ohm ?

5. Jelaskan, apa kegunaan hukum Ohm ?

E

I R

E

I R

E

I R

E I R

= =

=



D. Rangkuman

1. Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada

sebuah penghantar. Sebuah atom yang memiliki elektron bebas

lebih sedikit, elektron bebasnya mempunyai ikatan yang lebih

lemah dari intinya, sehingga elektron bebas ini lebih mudah

berpindah dari satu atom ke atom lainnya. Hal inilah yang

menyebabkan tembaga menjadi penghantar listrik yang lebih baik

jika dibandingkan dengan karbon.

2. Secara garis besar listrik dapat dibedakan dalam dua jenis yakni

listrik statis dan listrik dinamis, sedangkan listrik dinamis dapat

dibedakan menjadi dua macam yakni listrik arus searah (Direct

Current) dan listrik arus bolak-balik (Alternating Current).

3. Pada dasarnya ada dua cara untuk menerangkan aliran listrik pada

rangkaian, yakni dengan teori konvensional dan teori elektron.

4. Hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus



penghantar. Hukum Ohm digunakan untuk menentukan besar arus

(I), tegangan (E), dan tahanan (R) dalam sebuah rangkaian.

E. Test

Pilih jawaban yang paling tepat pada pernyataan berikut ini !

1. Yang dimaksud dengan listrik adalah :

a. Aliran elektron pada sebuah penghantar

b. Aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada sebuah

penghantar.

c. Aliran atom dan elektron pada sebuah penghantar.

d. Jumlah elektron pada sebuah penghantar

2. Atom yang paling sederhana adalah atom hidrogen, atom ini

mempunyai :

a. Dua elektron mengelilingi satu atom.

b. Satu elektron mengelilingi satu proton.

c. Dua proton mengelilingi satu elektron.

d. Satu proton mengelilingi satu elektron.



3. Setiap atom terdiri dari :

a. Elektron-elektron.

b. Proton-proton.

c. Proton-elektron.

d. Proton dengan elektron dalam jumlah yamg sama.

4. Penyebab atom bermuatan negatif adalah :

a. Terjadinya perpindahan elektron dari atom tersebut.

b. Bertambahnya elektron pada atom tersebut.

c. Jumlah elekron dan proton sama.

d. Berkurangnya elektron pada atom tersebut.

5. Jumlah elektron yang mengalir pada suatu penghantar yang dialiri

arus 1 (satu) amper/detik adalah :

a. 6,28 X 1018

b. 62,8 X 10,18

c. 62,8 X 1018

d. 6,28 X 10,18

6. Tekanan yang menyebabkan mengalirnya arus listrik pada sebuah

penghantar adalah :

a. Arus

b. Tegangan

c. Tahanan

d. Daya

7. Nilai sebuah tahanan diukur dengan :

a. Volt meter

b. Ohm meter

c. Amper meter

d. Hydrometer

8. Nilai sebuah tahanan pada sebuah penghantar ditentukan oleh

beberapa faktor, antara lain :

a. Diameter kawat penghantar

b. Panjang penghantar

c. Tahanan jenis penghantar

d. Semua jawaban benar.



9. Hukum Ohm berkaitan dengan :

a. Arus dan tahanan

b. Arus, tahanan, dan tegangan

c. Arus dan tegangan

d. Tahanan dan tegangan

10. Sebuah rangkaian listrik yang paling mendasar harus mempunyai

beberapa unsur, antara lain :

a. Batere dan lampu

b. Batere, lampu, dan saklar

c. Batere, kawat penghubung, dan saklar

d. Batere, kawat penghubung, dan lampu

F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Materi yang sedang Anda pelajari merupakan pengetahuan pendukung

terhadap kompetensi “Memperbaiki Kerusakan pada Sistem Kelistrikan

Otomotif”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi :

Kompetensi utama : 90% - 100%

Kompetensi pendukung : 75%-90&

Kompetensi pelengkap : 60% - 75%

Maka standar minimal yang ditetapkan untuk penguasaan materi ini

adalah 75.

Bandingkan hasil jawaban tes Anda dengan kunci jawaban yang

terdapat pada bagian akhir bahan ajar ini, kemudian ukurlah hasil

penguasaan yang telah dicapai menggunakan rumus berikut :

Σ Jawaban benar Tingkat penguasaan = -------------------------- X 100%

Σ Soal

Jika hasil yang diperoleh telah mencapai 75% atau lebih, maka Anda

telah menguasai materi yang dipelajari dan berhak melanjutkan

pembelajaran berikutnya dengan persetujuan guru pembimbing.

Namun jika hasil yang diperoleh belum mencapai 75% Anda masih

harus mengulangi atau mempelajari kembali bahan ajar ini.



G. Kunci Jawaban Latihan

1. Listrik adalah aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya pada

sebuah penghantar

2. Jenis listrik dinamis yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-

hari adalah listrik arus searah (Direct current) dan listrik arus bolak-

balik (alternating current).

3. Elemen yang terkandung dalam sebuah atom adalah Proton,

neutron, dan elektron.

4. Hukum Ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus



penghantar.

5. Kegunaan hukum Ohm adalah untuk menentukan besaran arus (I),

tegangan (E), dan tahanan (R).




RANGKAIAN LISTRIK



1. Menjelaskan sifat-sifat rangkaian serie, paralel, dan campuran.

2. Menyelesaikan perhitungan pada rangkaian serie, paralel, dan

campuran.


Pada dasarnya rangkaian kelistrikan dapat dibedakan dalam tiga

katagori yakni : rangkaian serie, rangkaian paralel, dan rangkaian

campuran (serie-paralel)

Gambar 12. Jenis rangkaian listrik

1. Rangkaian serie

Rangkaian serie terdiri dari beberapa tahanan (resistor) yang

dihubungkan satu sama lain secara berderet. Pada rangkaian serie

hanya terdapat satu jalur pengaliran arus listrik. Rangkaian serie

mempunyai sifat sebagai berikut :

a. Arus yang mengalir pada tiap bagian rangkaian adalah sama

b. Tahanan total adalah jumlah seluruh tahanan pada rangkaian.

c. Tegangan sumber sama dengan jumlah tegangan pada setiap

bagian rangkaian tersebut.

+ -

+ -

+ -

Serie Paralel Serie-paralel



Sebagai contoh, rangkaian serie berikut ini mempunyai 2 (dua)

buah tahanan, masing-masing 2Ω dan 4Ω yang dihubungkan

dengan sumber tegangan 12 volt.

Gambar 13. Rangkaian serie dengan dua tahanan

Pada rangkaian serie, jumlah tahanan totalnya dapat dicari dengan

menjumlahkan besar tahanan satu dengan yang lainnya, yakni :

Rtotal = R1 + R2

= 2 + 4

= 6

Sedangkan untuk menentukan besarnya arus yang mengalir adalah

sebagai berikut :

E 12 I = ------- -----> I = ------- -----> I = 2 amper Rt 6

Besar tegangan yang diserap oleh masing-masing tahanan adalah :

V1 = R1 X I -----> V1 = 2 X 2 ------> V1 = 4 volt

V2 = R2 X I -----> V2 = 4 X 2 ------> V2 = 8 volt

Tegangan total (Vt) = V1 + V2 ------> Vt = 4 + 8 ---> Vt = 12 volt

+

-

R1 = 2Ω

R2 = 4Ω E = 12 V



2. Rangkaian paralel

Rangkaian paralel paling banyak digunakan dalam kelistrikan mobil.

Pada rangkaian paralel biasanya terdapat beberapa buah tahanan yang

dipasang secara berjajar.

Rangkaian paralel ini mempunyai beberapa sifat, antara lain :

a. Tegangan pada tiap-tiap tahanan sama dengan tegangan

sumber.

b. Besarnya arus yang mengalir pada tiap cabang berbeda, hal ini

tergantung besarnya tahanan yang dipasang dan besarnya arus

total sama dengan jumlah arus yang mengalir pada cabang

rangkaian.

c. Tahanan total sama dengan jumlah kebalikan dari tahanan

bagian-bagian.

Rangkaian di bawah ini mempunyai dua buah tahanan yang

dihubungkan secara paralel, masing-masing R1 = 6 Ω dan R2 = 3 Ω

yang dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.

Gambar 14. Rangkaian paralel dengan 2 tahanan

Untuk menentukan besar tahanan dan arus totalnya adalah sebagai

berikut :

1 1 1 1 1 -------= ------ + ------ ------> Rtotal = ------ + ------ R total R1 R2 6 3

1 1 2 3 -------= ------ + ------ ------> Rtotal = ------ R total 6 6 6

+

- R1 = 6Ω R2 = 3Ω

E = 12V



R total 6 -------- = ------- ------> Rtotal = 2 1 3 Untuk menentukan besarnya arus yang mengalir pada masing-

masing beban adalah sebagai berikut :

E 12 I1 = ------ -----> I1 = ------- -----> I1 = 2 amper R1 6

E 12 I2 = ------ -----> I2 = ------- -----> I2 = 4 amper R2 6

Untuk menentukan arus total yang mengalir pada rangkaian dapat

dilakukan dengan dua cara, yakni :

• Cara pertama dengan menjumlahkan arus cabang

I total = I1 + I2 -----> I total = 2 + 4 -----> I total = 6 amper

• Cara kedua dengan membagi tegangan dengan tahanan total

E 12 I total = ------- -----> I total = ------- ----> I total = 6 amper

R total 2

3. Rangkaian campuran (Serie-paralel)

Gambar berikut merupakan gabungan dari rangkaian serie dan

paralel. Dalam hal ini tahanan yang bernilai 2 Ω dihubungkan serie

terhadap tahanan 6 Ω dan 3 Ω yang dirangkai secara paralel.

Gambar 15. Rangkaian campuran dengan 3 tahanan

+

-

R1 = 2Ω

R3 = 3Ω E = 12 V R2 = 6Ω



Untuk menentukan besarnya tahanan total pada rangkaian

tersebut, pertama adalah menghitung tahanan yang dipasang

secara paralel (R2 dan R3), kemudian menjumlahkannya dengan

tahanan yang dipasang secara serie (R1).

Dari perhitungan, maka diperoleh :

Rtotal = R1 + Rp -----> Rtotal = 2 + 2 -----> Rtotal = 4

Dengan cara yang sama seperti sebelumnya maka arus total dapat

ditentukan sebagai berikut :

E 12 I total = -------- -----> I total = ------ -----> I total = 3 amper R total 4

Untuk menentukan besarnya arus yang mengalir pada rangkaian

cabang (R2 dan R3), pertama harus ditentukan dulu besar tegangan

diantara kedua titik sambungan pada rangkaian paralel. Caranya

adalah sebagai berikut :

VRp = I total X Rp -----> VRp = 3 X 2 -----> VRp = 6 volt

Besar arus pada R2

VRp 6 IR2 = ------ ----> IR2 = ------ -----> IR2 = 1 amper R2 6

Besar arus pada R3

VRp 6 IR3 = ------ ----> IR3 = ------ -----> IR3 = 2 amper R3 3

Dengan cara demikian dapat dipastikan bahwa arus totalnya

adalah 3 amper sama dengan arus yang masuk melalui tahanan

serie.



C. Latihan

1. Sebutkan sifat-sifat rangkaian serie !

2. Sebutkan sifat-sifat rangkaian paralel !

3. Pada sebuah rangkaian campuran (serie-paralel), untuk

menentukan jumlah tahanan total pada rangkaiannya, pertama kali

adalah dengan menyelesaikan (menghitung) tahanan yang

dirangkai secara … .

D. Rangkuman

Pada dasarnya rangkaian kelistrikan dapat dibedakan dalam tiga

katagori yakni : rangkaian serie, rangkaian paralel, dan rangkaian

campuran (serie-paralel)

• Rangkaian serie terdiri dari beberapa tahanan (resistor) yang

dihubungkan satu sama lain secara berderet. Pada rangkaian serie

hanya terdapat satu jalur pengaliran arus listrik.

• Rangkaian paralel paling banyak digunakan dalam kelistrikan mobil.

Pada rangkaian paralel biasanya terdapat beberapa buah tahanan

yang dipasang secara berjajar.

• Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian serie

dan paralel.

Ketiga rangkaian di atas ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.

+ + +

Serie Paralel Serie-paralel



E. Test

1. Bila tiga buah tahanan dihubungkan secara serie, maka tahanan

totalnya adalah :

a. Tetap

b. Bertambah

c. Berkurang

d. Tidak ada jawaban yang benar

2. Bila dua buah tahanan dihubungkan secara paralel, maka tahanan

totalnya adalah :

a. Tetap

b. Bertambah

c. Berkurang

d. Tidak ada jawaban yang benar.

3. Pada sebuah rangkaian terpasang lampu dengan tahanan 10 Ohm,

apabila sumber tegangannya 12 Volt, maka arus adalah … .

a. 0,6 amper

b. 1,2 amper

c. 2 amper

d. 22 amper

4. Pada rangkaian serie, arus yang mengalir pada tiap beban tahanan

adalah …

a. Sama dengan arus total.

b. Berbeda dengan arus total

c. Lebih besar dari arus total.

d. Tergantung pada tahanan masing-masing

5. Pada rangkaian paralel :

a. Arus yang mengalir pada setiap tahanan adalah sama

b. Besar arus yang mengalir pada masing-masing tahanan sama

besarnya dengan arus total.

c. Tegangan pada masing-masing tahanan berbeda tergantung

besarnya tahanan masing-masing.

d. Tegangan pada tiap tahanan sama besarnya dengan tegangan

sumber.



6. Dalam aplikasi pengukuran arus listrik, ampermeter harus dipasang

secara :

a. Paralel terhadap beban pada rangkaian

b. Serie terhadap beban pada rangkaian

c. Paralel terhadap sumber arus

d. Serie atau paralel

7. Besarnya tahanan total pada rangkaian paralel adalah :

a. Penjumlahan tahanan-tahanan yang dipasang pada rangkaian

b. Jumlahnya lebih besar dari tahanan terbesar pada rangkaian

c. Jumlahnya lebih kecil dari tahanan terkecil pada rangkaian

d. Jumlahnya sama dengan tahanan yang dirangkai secara serie

8. Pada pengukuran rangkaian serie, ada kalanya jumlah tegangan

pada beban tidak sama dengan tegangan sumber, hal ini dapat

disebabkan oleh …

a. Kapasitas baterai menurun

b. Baterai dalam keadaan rusak

c. Jenis tahanan pada beban berbeda

d. Sambungan pada tahanan kendor atau kotor

9. Sebuah rangkaian serie seperti ditunjukkan pada gambar berikut

ini, bila dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt, maka arus

yang mengalir pada tahanan masing-masing adalah … .

a. 8 amper

b. 4 amper

c. 1,5 amper

d. 2/3 amper

10. Pada rangkaian paralel seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini,

bila tegangan batere 12 Volt maka arus yang mengalir pada R1 adalah …

+

-

R1 = 1Ω

R2 = 7Ω E = 12 V



a. 20 amper

b. 12 amper

c. 2 amper

d. 1,2 amper









adalah 75.





Σ Soal






+

- R1 = 6 Ω R2 = 4Ω

E = 12V




1. Rangkaian serie mempunyai sifat sebagai berikut :

a. Arus yang mengalir pada tiap bagian rangkaian adalah sama

b. Tahanan total adalah jumlah seluruh tahanan pada rangkaian.

c. Tegangan sumber sama dengan jumlah tegangan pada setiap

bagian rangkaian tersebut.

2. Rangkaian paralel mempunyai beberapa sifat, antara lain :

a. Tegangan pada tiap-tiap tahanan sama dengan tegangan

sumber.

b. Besarnya arus yang mengalir pada tiap cabang berbeda, hal ini

tergantung besarnya tahanan yang dipasang dan besarnya arus

total sama dengan jumlah arus yang mengalir pada cabang

rangkaian

c. Tahanan total sama dengan jumlah kebalikan dari tahanan

bagian-bagian.

3. Paralel.




MAGNET DAN INDUKSI



1. Menjelaskan pengertian magnet tetap dan magnet buatan

2. Menjelaskan pengertian induksi elektromagnet

3. Menjelaskan pengertian induksi sendiri dan induksi mutual.


1. Magnet

Potongan-potongan besi yang didekatkan pada sebuah magnet

akan tertarik dan menempel pada magnet tersebut. Potongan-

potongan besi tersebut cenderung untuk menempel pada kutub-

kutub magnet, karena kutub-kutub magnet inilah yang mempunyai

daya tarik yang paling kuat.

Gambar 16. Potongan besi menempel pada kutub magnet

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa logam yang dapat

menarik potongan besi disebut magnet.

Secara garis besar magnet dibedakan dalam dua katagori, yakni

magnet tetap (permanent) dan magnet tidak tetap (remanent).

a. Magnet tetap (permanent)

Magnet ini diperoleh dari alam berupa bahan-bahan sejenis

batu yang disebut lodstone. Perbedaan dengan bahan bukan

magnet adalah terletak pada sifat atomnya. Pada bahan

magnet, garis edar elektron pada atom yang satu dan lainnya

membentuk formasi yang sejajar dan selalu tetap. Sedangkan

pada bahan bukan magnet, arah garis edar elektron pada tiap

atomnya tidak teratur.

U S



b. Magnet tidak tetap (remanent)

Magnet ini dibuat dari bahan besi atau baja. Untuk membuatnya

menjadi magnet diperlukan pengaruh medan magnet dari luar.

Medan magnet akan mempengaruhi arah edar elektron menjadi

teratur seragam pada satu arah saja. Hasilnya besi tersebut

akan menjadi magnet.

Bila ditinjau menurut bentuknya, maka magnet dapat dibedakan

dalam 3 jenis yakni magnet batang, magnet bentuk U (tapal kuda),

dan magnet jarum.

Magnet batang Magnet “U” Magnet jarum

Gambar 17. Jenis-jenis magnet

2. Sifat-sifat magnet

Magnet mempunyai beberapa sifat khusus sebagai berikut :

a. Menarik logam yang ada disekitarnya.

b. Pada magnet jarum, kutub utara selalu menunjuk ke arah utara

dan kutub selatan menunjuk ke arah selatan selama tidak ada

pengaruh dari luar.

c. Apabila dua kutub yang senama didekatkan maka akan saling

tolak-menolak, sebaliknya kutub yang tidak senama akan saling

tarik menarik.

d. Kekuatannya akan berkurang apabila dipanaskan atau dipukul-

pukul.

Gambar 18. Kutub magnet senama akan tolak-menolak

U S

U

S S

U

S U U S



Gambar 19. Kutub magnet tidak senama akan tarik-menarik

3. Elektromagnet

Apabila sebuah penghantar dialiri arus listrik, maka sepanjang

penghantar tersebut akan dikelilingi lingkaran garis gaya magnet.

Garis gaya magnet di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik

dapat ditunjukkan dengan cara menempatkan sepotong karton

memotong kawat secara tegak lurus, kemudian taburkan serbuk

besi di atas karton. Apabila arus listrik dialirkan pada penghantar

tersebut, maka serbuk besi akan membentuk lingkaran yang

menandakan terdapat garis gaya magnet di sekitar penghantar.

Gambar 20. Garis gaya magnet mengelilingi penghantar

yang dialiri arus listrik

Untuk memudahkan penentuan arah garis gaya magnet di sekitar

penghantar digunakan kaidah tangan kanan. Dalam hal ini ibu jari

menunjukkan arah arus dan keempat jari lainnya menunjukkan arah

gerak magnetis.

+ -

Arus Garis gaya magnet

Penghantar

U S U S



Gambar 21. Kaidah tangan kanan

Hubungan antara arah arus dan gerak magnetis pada penghantar

diperlihatkan pada gambar berikut ini :

Gambar 22. Hubungan arah arus dan gerak magnetis

Bila sebuah penghantar yang dialiri arus berupa gulungan. Maka

gulungan tersebut akan membentuk garis gaya magnet yang

banyak dengan arah yang sama, sehingga membentuk magnet

yang kuat.

Gambar 23. Garis gaya magnet pada sebuah gulungan

Flux magnet

⊗ Arah arus menjauh

Arah arus mendekat

Arus



Apabila pada gulungan tersebut diberi inti besi maka kekuatan

magnet akan menyatu sehingga kemagnetan semakin kuat.

Gambar 24. Elektromagnet

4. Gaya elektromagnet

Yang dimaksud dengan gaya elektromagnet adalah gaya yang

bekerja pada penghantar ketika dialiri arus listrik dan berada di

dalam medan magnet. Gaya elektromagnet ini diterapkan

diantaranya pada motor starter, motor wiper dan sebagainya.

Prinsip terjadinya gaya elektromagnet adalah sebagai berikut :

Bila sebuah penghantar yang dialiri aris listrik diletakkan diantara

dua kutub magnet, maka penghantar tersebut akan terlempar pada

salah satu sisi (ke arah kanan pada gambar), hal ini dikarenakan

pada satu sisi terdapat gaya magnet yang saling memperkuat

karena gaya-gayanya searah dan di sisi lain gaya-gaya tersebut

saling menetralisir (saling melemahkan) karena berlawanan arah.

Akibatnya penghantar akan terdorong ke arah dimana gaya magnet

saling berlawanan.

Gambar 25. Arah gaya electromagnet

U

S

U

S

U

S

Arah gerakan penghantar

+

U

S



5. Induksi elektromagnet

Apabila sebuah penghantar digerakkan memotong medan magnet,

maka pada penghantar tersebut akan terbangkit arus listrik.

Peristiwa ini biasa disebut induksi elektromagnet. Seperti

diperlihatkan pada gambar berikut, sebuah penghantar dengan

inisial ujung-ujungnya A dan B digerakkan memotong garis gaya

magnet, bila gerakan dilakukan ke arah kiri maka pada penghantar

akan mengalir arus listrik dengan arah dari B ke A yang kemudian

dialirkan ke lampu dan kembali ke titik B.

Gambar 26. Terbangkitnya arus induksi

Ketika gerakan penghantar dilakukan kebalikannya, maka arah

arus listrik yang dibangkitkan juga akan terbalik, dan bila gerakan

ini dilakukan berulang-ulang secara terus-menerus maka pada

penghantar akan timbul arus bolak-balik.

a. Induksi sendiri (self induction)

Induksi sendiri adalah timbulnya tegangan listrik pada suatu

kumparan apabila terjadi perubahan arah arus atau terhentinya

aliran arus listrik. Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa

timbulnya arus listrik dapat disebabkan oleh adanya

perpotongan garis gaya magnet dengan penghantar

(kumparan), fenomena ini sulit dijelaskan, tetapi sudah diterima

kebenarannya sebagai hukum alam yang sangat penting

khususnya untuk menjelaskan kejadian-kejadian pada suatu

kawat yang dialiri arus listrik, dalam hal ini apabila kuat arusnya

Arah arus

U

S

U

S

Arah gerakan penghantar

Arah gerakan

Lampu

B

A



berubah maka medan magnet yang dihasilkan juga akan

mengembang atau mengecil dan memotong kawat itu sendiri

sehingga timbul gaya gerak listrik pada kawat tersebut. Kejadian

inilah yang disebut induksi sendiri.

Gambar 27. Induksi sendiri

b. Induksi mutual (mutual induction)

Induksi mutual pada dasarnya sama dengan induksi sendiri,

tetapi kejadian timbulnya induksi mutual adalah antara satu

kumparan dengan kumparan lainnya. Dalam hal ini kedua

kumparan tersebut tidak saling berhubungan satu sama lain.

Gambar 28. Induksi mutual

Pada gambar di atas ditunjukkan, ketika arus listrik dialirkan

pada kumparan primer maka kumparan tersebut akan

membangkitkan garis gaya magnet yang mengelilingi kedua

kumparan. Apabila arus listrik tersebut diputuskan, maka

kemagnetan akan menyusut menjadi nol.

+

-

Saklar

Batere

Kumparan

+

-

Saklar

Batere

Kumparan primer

Kumparan sekunder



Saat penyusutan garis gaya magnet inilah pada kedua

kumparan (kumparan primer dan sekunder) terbangkit arus

listrik, pembangkitan arus listrik ini terjadi secara bersamaan.

Dengan demikian proses pembangkitan arus listrik seperti ini

disebut induksi bersama (induksi mutual). Proses induksi

mutual ini diantaranya diaplikasikan pada koil pengapian.

C. Latihan

1. Logam yang bisa menarik bahan logam lainnya biasa disebut … .

2. Sebutkan dua jenis magnet yang biasa digunakan sehari-hari !

3. Ditinjau dari bentuknya magnet dapat dibedakan menjadi tiga jenis,

antara lain …

4. Sebutkan sifat-sifat magnet !

5. Apa yang dimaksud dengan elektromagnet ?

6. Apa yang dimaksud dengan induksi elektromagnet ?

D. Rangkumam

• Secara garis besar magnet dibedakan dalam dua katagori, yakni

magnet tetap (permanent) dan magnet tidak tetap (remanent).

• Bila ditinjau menurut bentuknya, maka magnet dapat dibedakan

dalam 3 jenis yakni magnet batang, magnet bentuk U (tapal kuda),

dan magnet jarum.

• Magnet mempunyai beberapa sifat khusus sebagai berikut :




pengaruh dari luar.



tarik menarik.

• Elektromagnet adalah proses terbangkitnya garis gaya magnet

yang disebabkan oleh adanya aliran listrik pada sebuah

penghantar.



• Gaya elektromagnet adalah gaya yang ditimbulkan oleh adanya

kekuatan magnet dari dua komponen yang berbeda, gaya

elektromagnet biasanya diaplikasikan pada motor-motor listrik.

• Induksi elektromagnet adalah terbangkitnya aliran listrik yang

disebabkan oleh adanya perpotongan antara garis gaya magnet

dengan penghantar atau kumparan. Induksi elektromagnet ini

biasanya diaplikasikan pada pembangkit listrik seperti generator,

koil pengapian, dan lain-lain.

E. Test

1. Faktor yang mempengaruhi kuat medan magnet adalah :

a. Jumlah lilitan dan besar arus

b. Diameter kawat dan besar arus

c. Jumlah lilitan, besar arus, dan inti kumparan

d. Besar arus dan inti kumparan

2. Induksi listrik dihasilkan melalui :

a. Adanya aliran listrik pada kumparan

b. Adanya perpotongan medan magnet dengan kumparan

c. Adanya kutub magnet yang saling tarik menarik

d. Adanya kumparan yang didekatkan pada inti magnet

3. Apabila kutub magnet yang senama didekatkan, maka reaksi yang

terjadi adalah :

a. Saling tolak menolak

b. Saling tarik menarik

c. Tidak ada reaksi

d. Saling menetralisir kekuatan magnet

4. Induksi elektromagnet adalah … .

a. aliran listrik pada sebuah penghantar

b. listrik yang dibangkitkan karena adanya perpotongan medan

magnet dengan penghantar

c. listrik yang dibangkitkan karena adanya kumparan yang

didekatkan pada medan magnet yang kuat

d. medan magnet yang timbul karena adanya aliran listrik pada

penghantar



5. Magnet yang biasa digunakan untuk penunjuk arah adalah magnet

berbentuk …

a. Batang

b. Hufuf “U”

c. Jarum

d. Silinder

6. Magnet permanent adalah … .

a. magnet yang dihasilkan oleh adanya aliran listrik pada

kumparan

b. magnet yang tercipta secara alami

c. magnet yang dihasilkan karena gosokan antara besi biasa dan

besi yang mengandung magnet

d. magnet yang sifatnya sementara

7. Efek dari gaya elektromagnet diterapkan pada beberapa komponen

otomotif, satu diantaranya adalah … .

a. generator DC

b. motor starter

c. regulator

d. relay lampu kepala

8. Aplikasi dari efek induksi elektromagnet yang pada komponen

otomotif adalah … .

a. koil pengapian

b. relay lampu kepala

c. motor starter

d. klakson

9. Pada gambar berikut ini, penghantar akan bergerak ke arah … .

a.

U

S

a. kanan

b. kiri

c. atas

d. bawah



10. Salah satu sifat magnet adalah … .

a. magnet yang senama akan tarik menarik

b. magnet yang tidak senama akan tarik menarik

c. bila dipanaskan kekuatannya akan bertambah

d. pada magnet jarum, kutub selatan akan menunjuk ke utara dan

kutub utara akan menunjuk ke selatan









adalah 75.





Σ Soal









1. Magnet.

2. Magnet yang biasa dipakai sehari-hari adalah magnet permanent

dan magnet remanent

3. Tiga jenis bentuk magnet antara lain magnet batang, magnet “U”,

dan magnet jarum

4. Sifat-sifat magnet antara lain :




pengaruh dari luar.



tarik menarik.

d. Kekuatannya akan berkurang apabila dipanaskan atau dipukul-

pukul.

5. Elektromagnet adalah timbulnya kekuatan magnet yang diakibatkan

oleh adanya aliran listrik pada sebuah penghantar atau kumparan.

6. Yang dimaksud dengan induksi elektromagnet adalah tibulnya gaya

gerak listrik (arus listrik) yang disebabkan oleh adanya perpotongan

medan magnet dengan sebuah penghantar atau kumparan.




PENGUJIAN RANGKAIAN LISTRIK, MAGNET

DAN INDUKSI LISTRIK.


Setelah mempelajari kegiatan belajar 4, peserta dapat : 1. Membuktikan hukum Ohm. 2. Membuktikan magnet dan elektromagnet 3. Membuktikan induksi listrik


1. Petunjuk Pelaksanaan Praktik Untuk menghindari terjadinya kecelakaan, ada beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain : a. Gunakan peralatan sesuai dengan fungsinya masing-masing. b. Teliti kembali rangkaian sebelum sumber arus listrik

dihubungkan. c. Hindarkan terjadinya hubungan singkat.

2. Alat/bahan yang diperlukan a. Batere b. AVO meter c. Amper meter d. Tahanan (bola lampu) dalam berbagai ukuran e. Magnet permanent f. Kompas g. Saklar h. Kumparan yang dililitkan pada inti besi i. Lampu pilot (jenis neon)

3. Percobaan 1 : Pembuktian hukum Ohm

a. Percobaan rangkaian serie

1) Buat rangkaian kelistrikan dengan memasang dua buah

tahanan seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.



Gambar 29. Percobaan rangkaian serie

2) Sebelum rangkaian dioperasikan, periksa kembali rangkaian

tersebut untuk meyakinkan kebenarannya. 3) Hubungkan saklar dan periksa besar arus yang ditunjukkan

pada amper meter serta besarnya tegangan yang ditunjukkan pada volt meter.

4) Masukkan data hasil pengukuran pada table berikut.

E sumber V1 V2 I t Keterangan

5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara teoritis. Kesimpulan : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

+

-

R1 = 10Ω

R2 = 2Ω E = 12 V

A

Saklar

V1

V2

It



b. Percobaan rangkaian paralel 1) Buat rangkaian dengan tiga buah tahanan seperti gambar

berikut.

Gambar 30. Percobaan rangkaian paralel

2) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan ke

sumber arus listrik. 3) Hubungkan saklar dan periksa penunjukkan amper meter . 4) Masukkan data hasil pengukuran pada tabel berikut.

E sumber A1 A2 A3 I t Keterangan

5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara teoritis. Kesimpulan : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

+ -

R1 = 4 Ω

R2 = 6 Ω

R3 = 8 Ω

E = 12 V

A1

A2

A3

A

I t



c. Percobaan rangkaian campuran

1) Buat rangkaian ketiga seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 31. Percobaan rangkaian serie-paralel

2) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan ke

sumber arus listrik. 3) Hubungkan saklar dan periksa penunjukkan amper meter

dan volt meter. 4) Masukkan data hasil pengukuran pada tabel berikut.

E sumber V1 V2 A1 A2 A3 Keterangan

5) Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara

teoritis. Kesimpulan : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

E = 12 V

A1

A2

V1

V2

+ -

R3 = 4Ω

R2 = 4Ω

R1 = 8Ω

A3 Saklar



4. Percobaan 2 : Pembuktian magnet dan elektromagnet a) Pembuktian magnet permanent

1) Sediakan beberapa batang magnet 2) Tentukan kutub magnetnya dengan menggunakan kompas

(magnet jarum).

Gambar 32. Menentukan kutub magnet

3) Dekatkan dua buah kutub magnet yang senama, perhatikan

reaksi yang terjadi 4) Dekatkan dua buah kutub magnet yang tidak senama,

perhatikan reaksi yang terjadi Kesimpulan : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

b) Pembuktian elektromagnet 1) Siapkan sebuah kumparan yang dililitkan pada inti besi. 2) Hubungkan kumparan tersebut dengan sebuah tahanan

seperti diperlihatkan pada gambar berikut.

Gambar 33. Pembuktian elektromagnet

S U

S U

+

-

Saklar

Batere

Kumparan

Tahanan

Inti besi



3) Periksa rangkaian sebelum saklar dihubungkan untuk meyakinkan bahwa rangkaian sudah benar.

4) Hubungkan saklar dan periksa kemagnetan pada kumparan dengan cara mendekatkan sepotong besi, perhatikan reaksi yang terjadi.

Kesimpulan : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

5. Percobaan 3 : Pembuktian induksi listrik

a) Pembuktian induksi sendiri

1) Siapkan sebuah kumparan dengan inti besi, lampu pilot,

saklar, kabel penghubung, dan batere.

2) Buat rangkaian seperti di bawah ini.

Gambar 34. Pembuktian induksi sendiri

3) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan.

4) Hubungkan saklar, inti kumparan harus menjadi magnet.

5) Matikan saklar, perhatikan lampu pilot saat saklar dimatikan

(sesaat lampu akan menyala lebih terang karena adanya

arus induksi)

+

-

Saklar

Batere

Kumparan

Inti besi

Lampu pilot



Kesimpulan :

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

b) Pembuktian induksi mutual

1) Siapkan dua buah kumparan yang dililitkan pada sebuah inti

besi, saklar, batere, dan ampermeter.

2) Hubungkan kumparan dan ampermeter tersebut seperti

diperlihatkan pada gambar.

Gambar 35. Pembuktian induksi mutual

3) Periksa kembali rangkaian sebelum saklar dihubungkan.

4) Hubungkan saklar, perhatikan jarum pada ampermeter.

Ketika saklar dihubungkan, jarum ampermeter akan

bergerak ke kiri atau ke kanan tergantung arah lilitan dengan

penunjukan arus yang kecil. Apabila saklar diputuskan maka

ampermeter akan bergerak dengan penunjukan arus yang

lebih besar dengan arah gerakan jarum berlawanan dari

gerakan pertama.

+ -

E = 12 V

Kumparan primer

Saklar

A

Kumparan sekunder



Kesimpulan :

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

C. Test

1. Buat rangkaian serie dengan dua buah tahanan dan ukur arus total

yang mengalir pada rangkaian tersebut serta tegangan yang

diserap oleh masing-masing tahanan.

2. Buat rangkaian paralel dengan tiga buah tahanan, periksa arus

total yang mengalir pada rangkaian dan arus yang mengalir pada

masing-masing tahanan.

3. Buat rangkaian campuran(serie-paralel) dengan tiga buah tahanan,

ukur besarnya tegangan pada tahanan serie dan tahanan paralel

serta besarnya arus total dan arus cabang pada rangkaian paralel.

4. Lakukan pembuktian sifat-sifat pada magnet permanent yang

didahului dengan menentukan kutub magnet !

5. Lakukan percobaan pembuktian elektromagnet pada sebuah

kumparan !

6. Lakukan percobaan pembuktian induksi sendiri pada sebuah

kumparan !

7. Lakukan percobaan pembuktian induksi mutual pada dua buah

kumparan yang dililitkan pada satu inti besi !



DATA HASIL PRAKTIK KEGIATAN BELAJAR 4

1. Data hasil pengujian rangkain serie.

E sumber V1 V2 I t Keterangan

Kesimpulan :

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

2. Data hasil pengujian rangkaian paralel.

E sumber A1 A2 A3 I t Keterangan

Kesimpulan :

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

3. Data hasil pengujian rangkaian serie-paralel

E sumber V1 V2 A1 A2 A3 Keterangan

Kesimpulan :

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

4. Kesimpulan pembuktian magnet permanent.

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …



5. Kesimpulan pembuktian elektromagnet.

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

6. Kesimpulan pembuktian induksi sendiri.

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

7. Kesimpulan pembuktian induksi mutual.

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …



LEMBAR PENILAIAN PROSES DAN PRODUK/JASA

No. Komponen Sub Komponen Kriteria Pencapaian

Keterangan Ya Tdk

I Persiapan

• Alat

• Bahan

• AVO meter

• Amper meter

• Kompas

• Magnet permanent

• Batere

• Saklar

• Avo meter yang disiapkan diperiksa jumlah dan kondisinya sesuai keperluan praktik.

• Amper meter yang disiapkan diperiksa jumlah dan kondisinya sesuai dengan keperluan praktik

• Kompas diperiksa kondisinya sesuai keperluan praktik

• Magnet permanent disiapkan sesuai dengan jumlah dan jenisnya

• Kondisi batere diperiksa terhadap tegangan, kapasitas dan kondisinya.

• Saklar disiapkan sesuai keperluan praktik



• Kumparan yang dililitkan pada inti besi

• Tahanan (bola lampu) dalam berbagai ukuran

• Lampu pilot (jenis neon)

• Kumparan disiapkan sesuai keperluan praktik

• Tahanan (bola lampu) diperiksa kondisi dan jumlahnya sesuai keperluan praktik

• Lampu pilot diperiksa kondisinya sesuai keperluan praktik

II Pelaksanaan :

• Jenis Kegiatan (kompetensi)

• Percobaan rangkaian serie

• Percobaan rangkaian parallel

• Dua buah tahanan tahanan dirangkai secara serie dan dihubungkan dengan saklar dan sumber tegangan

• Arus diperiksa menggunakan ampermeter

• Tegangan diperiksa menggunakan voltmeter

• Hasil pengukuran disimpulkan dengan benar

• Tiga buah tahanan dirangkai secara parallel dihubungkan dengan saklar dan sumber tegangan

• Arus total pada rangkaian diperiksa menggunakan ampermeter



• Percobaan rangkaian campuran

• Arus pada tiap cabang rangkaian diperiksa menggunakan ampermeter


• Tiga buah tahanan dirangkai secara parallel dihubungkan dengan saklar dan sumber tegangan

• Arus total pada rangkaian diperiksa menggunakan ampermeter

• Arus pada tiap cabang rangkaian diperiksa menggunakan ampermeter


• Tegangan pada rangkaian seri diperiksa menggunakan AVO meter yang dipasang secara paralel

• Tegangan pada rangkaian paralel diperiksa menggunakan AVO meter yang dipasang secara paralel

• Arus total diperiksa menggunakan ampermeter yang dipasang secara serie

• Arus cabang diperiksa



• Pembuktian magnet permanent

• Pembuktian elektromagnet

• Pembuktian induksi sendiri

menggunakan ampermeter yang dipasang secara serie

• Kesimpulan diambil dengan cara membandingkan hasil perhitungan teoritis dan hasil pengukuran

• Sifat-sifat magnet dibuktikan dengan cara mendekatkan magnet satu sama lain

• Kesimpulan diambil sesuai hasil praktik

• Kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan dengan tambahan resistor (tahanan)

• Kesimpulan diambil sesuai hasil praktik

• Kumparan dan lampu pilot dihubungkan dengan sumber tegangan

• Saklar rangkaian dioperasikan (on/off) sambil memperhatikan nyala lampu pilot

• Kesimpulan diambil sesuai hasil pengamatan selama praktik

• Dua buah kumparan yang dililitkan



• Sikap Kerja

• Keselamatan Kerja

• Waktu

• Pembuktian induksi mutual

• Sikap dalam bekerja

• Memperhatikan keselamatan kerja

• Penggunaan waktu

pada satu inti dihubungkan dengan sumber tegangan dan ampermeter sesuai keperluan pengujian induksi mutual

• Saklar dioperasikan (on/off) sambil memperhatikan gerakan ampermeter

• Kesimpulan diambil sesuai hasil pengamatan selama praktik

• Pelaksanaan praktik dilakukan dengan cermat dan teliti

• Pelaksanaan praktik dilakukan dengan memperhatikan keselamatan diri dan peralatan yang digunakan

• Pekerjaan dilaksanakan sesuai waktu yang disediakan



III Hasil :

• Ukuran dan kualitas

• Pembuatan rangkaian serie, paralel, dan campuran

• Pembuatan rangkaian pembuktian elektromagnet

• Pembuatan rangkaian induksi elektromagnet

• Pembacaan alat ukur

• Ketiga jenis rangkaian dibuat sesuai kaidah rangkaian kelistrikan

• Rangkaian pembuktian elektromagnet dibuat sesuai kaidah yang berlaku

• Rangkaian pembuktian induksi elektromagnet dibuat sesuai kaidah yang berlaku

• Pembacaan alat ukur sesuai dengan petunjuk pada buku manual



D. Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Materi yang sedang Anda pelajari merupakan subkompetensi

“Memahami Azas-azas Kelistrikan” pada kompetensi “Menguasi Dasar

Kelistrikan”. Berdasarkan kriteria tingkat penguasaan kompetensi,

maka standar penilaiannya seperti ditetapkan dalam kriteria lembar

penilaian.

Ukurlah hasil latihan Anda sesuai dengan kriteria yang telah

ditetapkan. Jika masing-masing subkomponen telah mencapai kriteria.

Anda dinyatakan berhasil dan berhak mempelajari bahan ajar

berikutnya. Tetapi jika masih ada sobkomponen yang masih belum

mencapai kriteria Anda harus mengulang kembali subkomponen

tersebut hingga berhasil.



DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ... i

DAFTAR ISI … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .. ii

PENDAHULUAN

A. Petunjuk Penggunaan Bahan Ajar … … … … … … … … … … … ...

B. Deskripsi Modul … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

C. Prasyarat … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

D. Tujuan Umum Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … …

1

2

2

2

KEGIATAN BELAJAR 1 : LISTRIK DAN HUKUM OHM

A. Tujuan Khusus Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … ..

B. Materi Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

1. Macam-macam listrik … … … … … … … … … … … … … … … …

2. Arus, tegangan, dan tahanan listrik … … … … … … … … … …

3. Hukum OHM … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … …

G. Kunci Jawaban Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … ..

3

3

5

6

9

10

11

11

13

14

KEGIATAN BELAJAR 2 : RANGKAIAN LISTRIK

A. Tujuan Khusus Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … ...


1. Rangkaian serie … … … … … … … … … … … … … … … … … … .

2. Rangkaian parallel … … … … … … … … … … … … … … … … …

3. Rangkaian campuran (serie-paralel) … … … … … … … … … .

C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

F. Umpan Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … …


15

15

15

17

18

20

20

21

23

24

KEGIATAN BELAJAR 3 : MAGNET DAN INDUKSI

A. Tujuan Khusu Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … .


1. Magnet … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

2. Sifat-sifat magnet … … … … … … … … … … … … … … … … … .

3. Electromagnet … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

4. Gaya electromagnet … … … … … … … … … … … … … … … … .

5. Induksi elektromagnet … … … … … … … … … … … … … … … ..

25

25

25

26

27

29

30

ii



C. Latihan … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

D. Rangkuman … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..

E. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

F. Umpan Balik … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .


32

32

33

35

36

KEGIATAN BELAJAR 4 : PENGUJIAN RANGKAIAN LISTRIK,

MAGNET, DAN INDUKSI LISTRIK

A. Tujuan Khusu Pembelajaran … … … … … … … … … … … … … … .


1. Petunjuk pelaksanaan praktik … … … … … … … … … … … … .

2. Alat/bahn yang diperlukan … … … … … … … … … … … … … ...

3. Percobaan 1 : Pembuktian hokum OHM … … … … … … … ...

4. Percobaan 2 : Pembuktian magnet dan electromagnet … .

5. Percobaan 3 : Pembuktian induksi listrik … … … … … … … .

C. Test … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …

37

37

37

37

37

41

42

44

LEMBAR PENILAIAN PROSES DAN PRODUK/JASA 48

D. UMPAN Balik dan Tindak Lanjut … … … … … … … … … … … … .. 54

iii

PENDAHULUAN - · PDF fileHukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus listrik...

Documents

Transcript of PENDAHULUAN - · PDF fileHukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa apabila arus listrik...