RANGKUMAN MATERI LISTRIK DINAMIS · PDF fileKUAT ARUS LISTRIK (I) ... Hubungan antara V dan I...
Transcript of RANGKUMAN MATERI LISTRIK DINAMIS · PDF fileKUAT ARUS LISTRIK (I) ... Hubungan antara V dan I...
RANGKUMAN MATERI LISTRIK DINAMIS
KUAT ARUS LISTRIK (I)
Aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar.
Arah arus listrik (I) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak
elektron.
Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu
penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik. Jadi kuat
arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap
satuan waktu. Jika dalam waktu t mengalir muatan listrik sebesar Q, maka kuat arus
listrik I adalah:
Keterangan :
I = Kuat Arus Listrik (Ampere)
Q = Muatan Listrik (Coulomb)
T = Waktu (sekon)
BEDA POTENSIAL ATAU TEGANGAN LISTRIK (V)
Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub
negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke
kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial
antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana
kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi
dibandingkan kutub negatif.
Beda potensial antara kutub positif dan kutub
negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup
disebut tegangan jepit.
Besar beda potensial listrik adalah :
Keterangan :
V = Beda Potensial Listrik (Volt)
W = Energi Listrik (Joule)
Q = Muatan Listrik (Coulomb)
HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK (I) DAN TEGANGAN LISTRIK (V)
Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari
Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang
berbunyi:
Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda
potensial (V) antara ujung-ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap.
Hasil bagi antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan listrik
atau resistansi (R) dengan satuan ohm.
Keterangan
V = Beda potensial listrik (Volt)
I = Kuat arus listrik (Ampere)
R = Hambatan listrik (Ohm)
HUBUNGAN ANTARA HAMBATAN KAWAT DENGAN JENIS KAWAT DAN UKURAN
KAWAT
Hambatan atau resistansi berguna untuk mengatur
besarnya kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu
rangkaian listrik. Dalam radio dan televisi, resistansi
berguna untuk menjaga kuat arus dan tegangan pada nilai
tertentu dengan tujuan agar komponen-komponen listrik
lainnya dapat berfungsi dengan baik.
Untuk berbagai jenis kawat, panjang kawat dan penampang berbeda terdapat hubungan
sebagai berikut:
Keterangan
R = Hambatan ()
= Hambat jenis ( m)
L = Panjang penghantar (m)
A = Luas penampang kawat (m2)
HUKUM I KIRCHOFF
Dalam alirannya, arus listrik juga
mengalami cabang-cabang. Ketika arus
listrik melalui percabangan tersebut, arus
listrik terbagi pada setiap percabangan dan
besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada
cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga
mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang
melalui cabang tersebut arus listriknya besar.
Hukum I Kirchoff berbunyi:
Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu
titik simpul sama dengan jumlah kuat arus
listrik yang keluar dari titik simpul tersebut.
Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak
lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan
listrik.
Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai:
RANGKAIAN HAMBATAN
a) Rangkain Seri
pada rangkaian hambatan seri berlaku persamaan :
b) Rangkaian Paralel
pada rangkaian hambatan paralel berlaku persamaan :
keterangan :
I = kuat arus total (Ampere)
I1 = kuat arus pada R1 (Ampere)
I2 = kuat arus pada R2 (Ampere)
I3 = kuat arus pada R3 (Ampere)
V = tegangan total (Volt)
V1 = tegangan pada R1 (Volt)
V2 = tegangan pada R2 (Volt)
V3 = tegangan pada R3 (Volt)
Rs = Hambatan pengganti seri (ohm)
Rp = Hambatan pengganti parallel (ohm)
1. Muatan sebesar 360 C mengalir dalam dua menit dalam suatu rangkaian. Tentukan Kuat arus rangkaian
listrik tersebut !
Pembahasan :
I = Q/t
I = 360 coulomb / 120 sekon
I = 3 Ampere
2. Perhatikan gambar berikut
Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B jika R1, R2 dan R3
berturut-turut besarnya adalah 5 Ω, 10 Ω dan 15 Ω !
Pembahasan :
Rangkaian diatas adalah tersusun seri, sehingga hambatan penggantinya
adalah:
Rt = R1 + R2 + R3
= 5 + 10 + 15
= 30 Ω
CONTOH SOAL
3. Pada rangkaian berikut jika R1 = 9 Ω dan hambatan pengganti antara titik AB adalah 6 Ω tentukan besar
hambatan R2 !
Pembahasan :
Rangkaian diatas adalah hambatan yang disusun secara paralal.
Hambatan total untuk paralel adalah
1/ Rt = 1/R1 + 1/R2
1/ 6 = 1/9 + 1/R2
1/R2 = 1/6 − 1/9
1/R2 = 3/18 − 2/18
1/R2 = 1/18
R2 = 18 Ohm
4. Dari rangkaian hambatan berikut R1 = 10 Ω
R2 = 9 Ω
R3 = 18 Ω
Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B!
Pembahasan :
Rangkaian campuran, selesaikan paralel antara R2 dan R3
terlebih dahulu
1/ Rp = 1/R2 + 1/R3
1/ Rp = 1/9 + 1/18
1/ Rp = 2/18 + 1/18
1/ Rp = 3/18
Rp = 18/3 = 6 Ω
Hasil ini kemudian diserikan dengan R1
Rt = 10 + 6 = 16 Ω
LATIHAN SOAL MATERI LISTRIK DINAMIS Nama : ................................................
No. Absen
Kelas
: ................................................
: ................................................
1. Dalam 2 menit mengalir muatan sebanyak 180 Coulomb pada suatu kawat penghantar. Besar kuat arus yang mengalir pada kawat adalah.......
2. Sebuah lampu yang memiliki hambatan 5 Ohm dipasang pada suatu sumber arus yang memiliki beda potensial 12 Volt. Banyak muatan yang mengalir melalui lampu selama 5 menit sebesar........
3. Perhatikan rangkaian listrik berikut! Jika R1 = 1 Ω, R2 = 2 Ω, R3 = 3 Ω dan Nilai E adalah 9 volt maka besar kuat
arus yang mengalir pada rangkaian adalah.....
4. Kawat penghantar panjangnya 2 Km dan hambatan jenisnya 2,8 x 10-8 m. Jika luas penampang kawat
, berapakah hambatan kawat itu?
5. Perhatikan gambar di bawah ini: Besarnya hambatan pengganti dari rangkaian di atas adalah :
6. Jika arus 4 ampere mengalir dalam kawat yang ujung-ujungnya mempunyai beda potensial 12 volt, maka besar muatan per menit yang mengalir melalui kawat sama dengan ....
7. Jika dalam suatu penghantar mengalir muatan listrik sebesar 6 x 10–2 C selama 30 s, maka kuat arus listrik yang mengalir dalam penghantar itu adalah ....
8. Seutas kawat penghantar mempunyai panjang 50 cm, luas penampang 2 mm2, ternyata hambatan listriknya 100 ohm. Dengan demikian hambatan jenis kawat itu sebesar .....
9. Sebutkan faktor-faktor yang turut menentukan besar hambatan suatu kawat logam ! 10. Sebuah kawat penghantar yang di hubungkan dengan bateray 6 volt mengalirkan arus listrik 0,5
Ampere. Jika kawat dipotong menjadi dua bagian sama panjang dan dihubungkan paralel satu sama lain ke bateray, maka arus yang mengalir sekarang adalah . . . .
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Kerjakan dilembar sebaliknya apabila tidak cukup
LATIHAN SOAL
LEMBAR JAWABAN