Oleh

Listrik dan Rangkaian Sederhana

1. Arus, Hambatan, Tegangan, Daya dan Energi Listrik

Arusarus listrik timbul karena adanya aliran

elektron. Banyaknya aliran elektron persatuan waktu ini menyatakan besarnya arus I, yang dirumuskan secara matematik sebagai berikut :

Keterangan : I = Arus dalam Ampere (A)q = muatan dalam Coulomb (C) t = waktu dalam detik (s)

Listrik dan Rangkaian Sederhana

Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan (diumpakan) seperti aliran air.

Listrik dan Rangkaian Sederhana

TeganganTegangan listrik di dalam suatu sumber listrik terjadi

karena perbedaan potensial antara kedua kutub-kutubnya. Potensial yang tertinggi dinyatakan dengan tanda + (positif) dan potensial yang terendah dinyatakan dengan tanda – (negatif).

Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung – ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial.

Hukum ohm merumuskan secara matematik hubungan antara arus I dan R yaitu :

Keterangan : V = Tegangan dalam volt I = Arus dalam ampereR = Hambatan dalam ohm

V = I.RV = I.R

Hambatan Suatu Penghantar

Tahanan (R) adalah hambatan pada aliran listrik dan ditunjukkan dengan symbol (R) dan menghitung dalam satuan Ohm.

Analogi air.

Adanya perbedaan liran air dari ketinggian yang sama disebabkan adanya hambatan di salah satu pipanya.

Ilustrasi aliran muatan di dua penghantar yang berbeda luas penampangnya.

2. ResistorFungsi resistor -Sebagai Pembagi Arus-Sebagai Pembagi Tegangan

• Cincin warna ke-1dengan warna : merah ; bernilai: 2 Cincin warna ke-2 dengan warna : merah ; bernilai: 2• Cincin warna ke-3 dengan warna:kuning ; bernilai: 104

Cincin warna k -4 dengan warna : emas ; bernilai:5%• = 22 x 104 Ω +/- 5%

Rangkaian Hambatan Listrik

• Rangkaian Seri

• Pada rangkaian Seri tersebut berlaku :

Sehingga pada Rangkaian Seri berlaku,

Dengan n = jumlah resistor

321

321

321

321

,

RRRR

IRIRIRIR

IRV

dengan

IRIRIRV

VVVV

total

total

totalAB

AB

AB

nseri RRRRR ......321

Rangkaian Hambatan Listrik

• Rangkaian Paralel

• Rangkaian Paralel

3

1

2

2

1

1

321

321

R

V

R

V

R

V

R

V

IIII

VVVV

total

total

total

total

321

1111

RRRRtotal

Contoh soal• Jika I1 = 5A • I2 = 3 A • I3 = 6 A Besar I4 adalah ... A. 2A B. 8A C. 9A D. 14A

PENYELESAIANJUMLAH ARUS YANG MASUK = JUMLAH ARUS YG KELUARYG MASUK TANDA PANAHNYA MENUJU TITIK CABANGYG KELUAR TANDA PANAHNYA MENINGGALKAN TITIK CABANG

DARI SOAL ; ARUS YANG MASUK = 5A DAN 3A = 8AYANG KELUAR BARU 6A, JADI SISANYA 8A – 6A = 2A

SOAL• Dua buah hambatan, 3 ohm dan 6

ohm dirangkai secara paralel, dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Tentukan besar :

• a. hambatan penggantinya• b. arus yang mengalir pada rangkaian.• c. tegangan masing-masing hambatan• d. arus pada masing-masing hambatan

Magnet dapat menarik benda-benda dari bahan tertentu

Asal-usul Kemagnetan

• Kata magnet berasal dari kata magnesia,magnesia, yang merupakan nama suatu daerah di Asia Kecil, dimana ditemukannya batu besi lebih dari 2000 tahun yang lalu.

• Bangsa Cina sudah menggunakan petunjuk arah kompas magnetik dalam pelayaran kira-kira mulai tahun 1200.

Bahan Magnetik dan Non-magnetik

• Bahan Magnetik :Bahan yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet dan dapat dimagnetkan.Contoh : besi, baja, nikel, kobalt

Bahan Non-magnetik, terdiri dari : Bahan paramagnetik,

Bahan yang ditarik dengan lemah oleh magnet dan tidak dapat dimagnetkan.

Contoh : alumunium, platina Bahan diamagnetik,

Bahan yang ditolak dengan lemah oleh magnet dan tidak

dapat dimagnetkanContoh : seng, bismuth

• Kutub magnet adalah ujung-ujung magnet yang mempunyai gaya tarik atau gaya tolak terbesar.

• Setiap magnet selalu mempunyai dua buah kutub, yaitu kutub utara ( N )dan kutub selatan (S).

Magnet Memiliki Dua Magnet Memiliki Dua KutubKutub

Sifat-sifat Kutub Magnet

Kutub tidak senama tarik menarik

Kutub senama tolak menolak

Cara Membuat Magnet

1. Dengan gosokan

Dengan menggosokkan magnet secara berulang-ulang dan teratur pada besi dan baja, maka besi dan baja akan bersifat magnetik.Kutug magnet yang dihasilkan di ujung bahan selalu berlawanan dengan kutub magnet yang menggosoknya.

2. Dengan menggunakan arus listrik (elektromagnetik )

Arah kutub magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan berikut ini :

•Keempat jari = arah arus listrik ( I )

• Ibu jari = arah kutub utara ( N )

3. Dengan Induksi3. Dengan Induksi

Bila besi dan baja didekatkan Bila besi dan baja didekatkan (tidak menyentuh) pada bahan (tidak menyentuh) pada bahan magnet yang kuat, maka besi magnet yang kuat, maka besi dan baja akan menjadi dan baja akan menjadi magnet. Terjadinya magnet magnet. Terjadinya magnet seperti ini disebut dengan seperti ini disebut dengan induksi.induksi.

Setelah dijauhkan kembali, Setelah dijauhkan kembali, besi akan mudah kehilangan besi akan mudah kehilangan sifat magnetnya, dan baja sifat magnetnya, dan baja tetap mempertahankan sifat tetap mempertahankan sifat magnetnya.magnetnya.

Magnet MenimbulkanMagnet MenimbulkanMedan Magnetik di SekitarnyaMedan Magnetik di Sekitarnya

Medan magnetik adalah ruang di Medan magnetik adalah ruang di sekitar suatu magnet di mana sekitar suatu magnet di mana magnet lain atau benda lain yang magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnetik jika mengalami gaya magnetik jika diletakkan dalam ruang tersebut.diletakkan dalam ruang tersebut.

Garis-garis gaya magnet atau fluks Garis-garis gaya magnet atau fluks magnetik adalah garis-garis yang magnetik adalah garis-garis yang menggambarkan adanya medan menggambarkan adanya medan magnetik.magnetik.

Sifat garis-garis gaya magnetikSifat garis-garis gaya magnetik

Garis-garis gaya magnet tidak pernah saling Garis-garis gaya magnet tidak pernah saling berpotongan.berpotongan.

Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.

Tempat yang garis-garis gaya magnetnya rapat Tempat yang garis-garis gaya magnetnya rapat menunjukkan medan magnetnya kuat, sebaliknya menunjukkan medan magnetnya kuat, sebaliknya tempat yang garis-garis magnetiknya renggang tempat yang garis-garis magnetiknya renggang menunjukkan medan magnetnya lemah.menunjukkan medan magnetnya lemah.

Jarum kompas selalu menunjuk Jarum kompas selalu menunjuk arah utara – selatan. Fakta ini arah utara – selatan. Fakta ini menunjukkan bahwa bumi menunjukkan bahwa bumi mempunyai sifat magnetik.mempunyai sifat magnetik.

Kutub utara dari magnet batang Kutub utara dari magnet batang imajiner terdapat di dekat kutub imajiner terdapat di dekat kutub selatan geografi bumi dan kutub selatan geografi bumi dan kutub selatan magnet batang imajiner selatan magnet batang imajiner terdapat di dekat kutub utara terdapat di dekat kutub utara geografi bumi.geografi bumi.

Kutub Utara

Geografi bumiKutub Selatan magnetik bumi

Kutub Selatan

Geografi bumi

Kutub Utara magnetik bumi

BUMI MEMILIKI SIFAT MAGNETIKBUMI MEMILIKI SIFAT MAGNETIK

MEDAN MAGNET DI SEKITARARUS LISTRIK

• Percobaan Oersted (1820)a) Pada saat kawat tidak dialiri arus

listrik ( I = 0 ), jarum kompas tidak menyimpang ).

b) Pada saat kawat dialiri arus listrik ke atas, kutub utara jarum kompas menyimpang ke kanan.

c) Pada saat kawat dialiri arus listrik ke bawah, kutub utara jarum kompas menyimpang ke kiri.

Kesimpulan :Kesimpulan :

1. Di sekitar penghantar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet.

2. Arah medan magnet bergantung pada arah arus listrik yang mengalir.

Penggunaan Elektromagnetik Untuk mengangkat benda-benda dari besi

BateraiSaklar tekan

Jangkar besi lunak

Interuptor

Pemukul

Elektromagnet

Bel listrikJika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir sehingga kumparan menjadi bersifat magnet sehingga jangkar besi akan tertarik dan palu/ pemukul akan mengenai gong. Pada saat jangkar besi ditarik oleh magnet maka arus akan terputus di interuptor, akibatnya jangkar besi akan kembali ke posisi semula dan arus kembali mengalir pada rangkaian dan gong kembali berbunyi. Hal ini akan diulang-ulang sampai sakelar dilepas kembali.

• Relai

Relai adalah sebuah alat yang dengan energi listrik (arus listrik) kecil dapat menghubungkan atau memutuskan listrik yang besar. Dengan kata lain, relai bekerja sebagai saklar pada rangkaian listrik berarus besar.

Saklar

Elektromagnet

MotorMotorPegas

KK

Jika sakelar ditutup, arus segera mengalir di elektromagnet dan terjadi kontak di K dan mengalirlah arus di rangkain sekunder (motor berputar.