LISTRIK DINAMIS
Drs. Agus Purnomoaguspurnomosite.blogspot.com
LISTRIK DINAMIS
Listrik mengalir
A. Arus & tegangan Listrik
1. Arus Listrik banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui kabel atau
penghantar listrik lainnya tiap satuan waktu.
Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.
Menentukan arus listrik dan arus elektron.
Arah elektronArah arus listrik
Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi
Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah
Klik
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendah
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Klik
Klik
Klik
Kesimpulan
Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian ?
Arus listrik analok dengan arus air
Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ?Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis
muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana ?
Secara matematis dinyatakan sebagai :
dt
dQI
I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)
dQ= jumlah muatan listrik ( Coulomb )dt = perubahan waktu ( detik )
n adalah partikel persatuan volume dan e muatan tiap partikel
dQ = n.e.V.A.dt
idq
dtn e V A . . .
Rapat arus (J) didefinisikan sebagai kuat arus persatuan luas
Ji
An e V . .
Muatan Elektron
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10 10-19 Coulomb
1 Coulomb = -6,24 x 10 1018 18 elektron
Syarat Terjadinya Arus Listrik
Elektron dapat mengalir pada suatu
rangkaian jika ada beda potensial.
Tapi jika rangkaiannya terbuka elektron
tetap tidak mengalir walaupun ada beda
potensial.
Jadi arus listrik dapat mengalir bila:
1. Rangkaian listrik harus tertutup
2. Harus ada beda potensial didalam
rangkaian.
Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat mengalir di dalam suatu rangkaian
tertutup.
Diagram Rangkaian
Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub + ) ke potensial rendah ( kutub - ).
Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub -) ke potensial tinggi (kutub +).
Potensial tinggi
Potensial rendah
Arus listrikAliran elektrontegangan
(beda potensial)
Beda potensial adalah dorongan yang menyebabkan elektron-elektron itu mengalir dari satu tempat ketempat lain.
Mengapa ada Arus Arus? karenakarenaadaadamuatanmuatanyang yang
bergerakbergerak karenakarenaadaadakecepatankecepatanpadapadamu
atanmuatan karenakarenaadaadapercepatanpercepatanyang yang
dialamidialamimuatanmuatan karenakarenaadaadagayagaya(F=ma) karenakarenaadaadamedanmedanlistriklistrik bedabedapotensialpotensial(E=V/d) bedabedamuatanmuatan pemisahanpemisahanmuatanmuatanpositifpositifdenga
ndenganmuatanmuatannegatifnegatif Karena Karenaada ada kerja yang memisahkan muatan
Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan (diumpakan) seperti aliran air.
Mana yang berbahaya, potensial atau arus?
Potensial listrik (tegangan) adalah besaran yang menyatakan dorongan terhadap elektron-elektron agar dapat mengalir
Bumi memiliki potensial listrik nol. Beda potensial adalah beda nilai potensial antara dua
titik berbeda dalam suatu rangkaian Jadi walaupun antara dua titik didalam suatu
rangkaian ada potensial listrik, arus listrik belum tentu mengalir.
Listrik tidak mengalir bila potensial kedua titik sama dan listrik baru mengalir bila di kedua titik terdapat beda potensial.
Jadi yang berbahaya adalah arus listrik, bukan potensial listrik.
Jenis Arus LISTRIK1. Arus searah(Direct Current/DC) Arus yang mengalir dengan nilai konstan
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC) Nilainya berubah-ubah secara periodik
Listrik arus searah atau DC (Direct Current)
Pada umumnya ini terjadi dalam sebuah konduktor seperti kabel, namun bisa juga terjadi dalam semikonduktor, isolator, atau juga vakum seperti halnya pancaran elektron atau pancaran ion. Dalam listrik arus searah, muatan listrik mengalir ke satu arah, berbeda dengan listrik arus bolak-balik (AC).
Istilah lama yang digunakan sebelum listrik arus searah adalah Arus galvanis.
Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di jaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik.
Arus DC misalnya : Battery dan Accu
Arus bolak-balik atau ac (alternating current)
Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien.Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).
Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audi yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.
Arus AC digunakan di rumah-rumah dan pabrik-pabrik, biasanya menggunakan voltage 110 volt atau 220 volt
mengapa arus AC bisa menyengat sedangkan arus DC tidak?"
seperti yang kita tahu bahwa arus AC (alternating current) itu arusnya berubah ubah menurut fungsi waktu. Ketika kita menyentuh kabel yang beraruskan arus AC. Arus itu tentu akan melewati tubuh kita dan menjadikan diri kita sebagai hambatan, kondisi itu akan terjadi ketika posisi tubuh kita sedang terGround. Nah karena arus yang berubah-ubah inilah yang membuat kita merasa tersengat. Hal ini dapat terjadi karena jantung kita mendapat suatu getaran yang lebih besar dibandingkan getaran jantung itu sendiri, sehingga kita merasa tersengat.
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendahKondukt
orArus elektron
Arus listrik
Klik
Klik
Beda Potensial Listrik
Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektronKlik
Q
WV
Definisi Beda potensial listrik
V = Beda Potensial ( Volt )
W = Energi ( Joule )
Q = Muatan ( Coulomb )1 Volt = 1J/CSatu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule.
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektronKlik
Klik
Tegangan ( voltage ).
Satuan tegangan listrik : volt. Satu volt : tenaga listrik yang
dibutuhkan untuk menghasilkan intensitas listrik sebesar 1 Ampere melalui sebuah konduktor (penghantar) yang memiliki tahanan sebesar 1 Ohm.
Voltage rendah : arus listrik dengan tegangan listrik kurang dari 1000 volt.
Cara mengukur kuar arus
Alat ini hanya dapat digunakan untuk mengukur kuat arus DC saja. Kuat arus DC biasanya kecil. Karena itu alat ini hanya mencantumkan angka pengukuran sampai 500 mA.
Mengukur kuat arus DC dilakukan dengan cara sambungan seri dengan alat pemakai, misalnya lampu pijar. Saklar penunjuk diarahkan pada DC mA dengan memperhatikan batas ukur. Dipilih misalnyaangka 25.
Disini kita mengukur dalam keadaan hubungan terbuka. Karena itu putuskan hubungan.
Tempelkan colok merah pada kutub positip (+) dan colokhitam (-) pada kutub negatip (-).
Baca skala, jarum menunjuk pada angka berapa. itulah hasil pengukurannya.
Mengukur kuat arus listrik
Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau ammeter.
Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya.
Pengukuran Kuat arus listrik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrikPemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )
Klik
Klik
Klik
Klik
Nilai yang terukur =
Cara membaca Amperemeterskala maksimumskala yang ditunjuk
jarumskala batas ukur
Nilai yang ditunjuk jarumNilai maksimum34
100
X 1 = 0,34 A
Klik
Klik
Klik x Batas ukur
Saklar dan Sekering
Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus aliran arus listrik.
Diagram Rangkaian
Sekering adalah alat untuk membatasi kuat arus listrik maksimum yang mengalir.
arus
ground
netral
isolator
penjepit
sekering
Sumber Tegangan Supaya arus listrik dapat terus
mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung – ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial.
Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda potensial disebut sumber tegangan atau sumber arus listrik.
Beberapa macam sumber tegangan antara lain :
Elemen Primer ( Sumber tegangan yang tidak dapat “diisi ulang)
1. Elemen Volta, terdiri dari komponen :
Larutan asam sulfat encer
Lempeng seng
Batang tembaga
+-
Prinsip Kerja
2. Elemen Kering ( batu baterai )
Beda potensial = 1,5 V
Prinsip Kerja
Elemen Sekunder ( dapat “diisi” kembali )
Akkumulator (aki )
Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.
Pada saat akku diisi ulang terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia
Bagian –bagian dari aki
Prinsip Kerja
Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik )
Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang
akan diukur beda potensialnya.
Diagram Komponen
Mengukur arus listrik dan beda potensial
Diagram Rangkaian
voltmeter
ammeter
Pengukuran Beda Potensial Voltmeter adalah
alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan )
Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar.
Klik
Klik
Cara Membaca VoltmeterSkala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur
Nilai yang terukur = ….
Klik
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
(melebihi batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan Amperemeter (alat Amperemeter
dengan tahanan Shunt disebut AMMETER)•untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i Ampere harus dipasang Shunt sebesar :
Rn
RS d1
1
ALAT UKUR VOLTMETER
Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar.
Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya.
Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan
Voltmeter.Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur maksimumnya, harus dipasang tahanan depan
(RV):
Rv = ( n - 1 ) Rd
CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Sebuah galvanometer dengan hambatan 5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna- kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100 millivolt jarum menunjukkan skala maksimum. Berapa besar hambatan shunt tersebut ?
JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETE
R
Rv
Rshunt
0,10,02
5maks
maks
vi amper
R
502.500
0,02diukur
maks
in
i
1.5 0,002
2500 1shuntR ohm ohm
i
CONTOH SOALVOLTMETER
Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan 1000 ohm dipergunakan untuk mengukur po- tensial sampai 120 volt. Jika daya ukur volt- meter= = 6 volt. Berapa besar hambatan Multiplier agar pengukuran dapat dilakukan ?
JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER
Rv
Rdepan
12020
6diukur
maks
Vn
V ( 1)multiplier vR n R
(20 1)1000 19.000multiplierR ohm
osiloskopAlat untuk menunjukkan bentuk pulsa tegangan
v
Tegangan searahTegangan boak balik
v
V=besar tegangan (volt)Volt/div=tmbol volt/div pada osiloskop
Frekuensi tegangan:
f=frekuensi (hertz)
t=total waktu (s)Time/div=tombol time/div pada osiloskop
Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :
A
LR
B. Hambatan listrik
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
Hambatan Kawat Penghantar
Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar?
Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil.
Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?
Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel
Mengapa Tembaga?
Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga?
Tembaga banyak diginakan sebagai kawat penghantar karena memiliki hambatan yang sangat kecil dan harganya murah daripada perak atau emas.
Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat dari emas atau perak?
Hambatan kawat penghantar
Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat penghantar?
Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?
Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.
Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya
Panjang kawat dan Hambatannya
Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?
Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami.
Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya
Tebal Kawat dan Hambatannya
Lebih enak manakah, berkendaraan di jalan lebar atau di jalan yang sempit?
Tentu saja jalan yang lebih lebar, karena semakin lebar jalan maka hambatannya semakin sedikit.
Begitu juga dengan listrik yang melalui kawat penghantar, semakin besar kawat penghantar yang ia lalui, semakin kecil hambatan yang ia alami.Jadi, semakin besar kawat penghantar maka makin kecil hambatannya
Jenis Kawat dan Hambatannya
Lebih lancar manakah, berkendaraan di jalan pasar, jalan pemukiman atau jalan tol?
Tentu saja di jalan tol, karena bebas hambatan, jalan pemukiman kurang lancar karena ada hambatan, sedang jalan pasar sangat banyak hambatannya.Hambatan pada jalan tergantung dari jenis
jalannya.Begitu juga dengan kawat penghantar, hambatannya tergantung dari bahan penyusunnya.Jadi, hambatan kawat tergantung dari
jenis kawatnya.
Hambatan kawat penghantar
Dari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwa hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat, berbanding terbalik dengan luas penampang kawat dan tergantung dari jenis kawat penghantar.
Sehingga dapat dibuat persamaan:
R = ρ LA
R = hambatan kawat (Ω)ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)L = panjang kawat (m)A = luas penampang kawat (m²)
Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?
Diketahui
ρ = 0,000 001 Ωm
A = 0,000 000 25 m²
R = 57,6 Ω
Ditanya
L = …
Jawab
R = ρ LA
57,6 = 0.000 001 . ____________ L
0,000 000 25
57,6 = ________ L
0,25
L = 57,6 . 0,25
L = 14,4 m
Contoh
Hambatan Jenis
E = medan listrikJ = rapat arus
Konduktivitas hambatan
HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU
Penghantar listrik
Pernahkah anda kesetrum listrik?
Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang tidak terlindung kita kesetrum?
Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang terlindung kita tidak kesetrum?
Itu karena kabel terbuat dari konduktor dan dilindungi oleh isolator
Apakah kaonduktor dan isolator itu?
Penghantar listrik
Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi:
1.Konduktor2.Isolator
Konduktor : Penghantar Listrik yang Baik
Contoh: tembaga, besi, perak dan karbonSemua jenis logam dan karbon adalah konduktor
Konduktor
Isolator : Penghantar Listrik yang Buruk
Pada tegangan yang sangat tinggi, isolator dapat menghantarkan listrik dengan baik
Contoh: kayu, plastik, karet dan kaca
Semua jenis non logam, kecuali karbon, adalah isolator
Isolator
Super Konduktor
Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang sangat baik dalam menghantarkan listrik
yaitu Super konduktor
Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).
Semi Konduktor
Selain itu ada juga penghantar bukan konduktao maupun isolator, yaitu
Semi konduktor
Semi konduktor adalah bahan yang dapat dibuat sebagai konduktor maupun isolator, contohnya silikon dan germanium
resistor
Komponen eklektronika yang berfungsi sebagai penghambat listrik, biasanya terbuat dari arang.
warna I II III IV
Hitam 1 1 100
Cokelat 2 2 101
Merah 3 3 102
Jingga 4 4 103
Kuning 5 5 104
Hijau 6 6 105
Biru 7 7 106
Ungu 8 8 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 0,1
Emas - - 0,01 5%
Perak - - 0,001 10%
Tak berwarna - - 0,0001
SUSUNAN HAMBATANS E R I
i = i1 = i2 = i3 = ....
VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...
RS = R1 + R2 + R3 + ...
321321 :::: RRRVVV
Susunan seri pada Hambatan
a b c dR1 R2 R3
Vab Vbc Vcd
Vad = Vab +
Vbc + Vcd
Rsa d
I Rs = I R1 I R2 I R3 + +
Vad
Rs = R1 R2 R3 + +
SUSUNAN HAMBATANPARAREL
Beda potensial pada masing-masing ujung tahanan besar ( VA = VB ).
i = i1 + i2 + i3 + ....
1 1 1 1
1 2 3R R R Rp
...
321321
1:
1:
1::
RRRiii
Susunan Paralel pada Hambatan
a b
R1
R2
R3
I = I1 + I2 + I3
Rpa
RP R1 R2 R3 + +
Vab
RP R1 R2 R3 + +
b
I
I1
I2
I3
I
VabVab VabVab=
=1 1 1 1
Contoh Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di
bawah
2 Ω
4 Ω
3 Ω 2
Ω3 Ω
5 Ω
4 Ω
1Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7Rs =2+4+3+2+4+5+3Rs =23 Ω
2
4 Ω 3 Ω3 Ω
6 Ω
R2
1RP R1
+=1 1
RP 6 3 +=1 1 1
RP 6 6 +=
1 1 2
RP 6=
1 3
=RP 2 Ω4 Ω 3 ΩRP: 2 Ω
Rs = R1+RP+R2Rs = 4+2+3Rs = 9 Ω
2Ω 2Ω 4Ω
4Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω3
4Ω
4Ω
4Ω6Ω
2Ω
2Ω
8Ω
2Ω
2Ω
24Ω
2Ω
2Ω
4
5
8Ω
2Ω
2Ω
12Ω
2Ω
2Ω
24Ω
2Ω 2Ω 4Ω
4Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω3
4Ω
4Ω
4Ω6Ω
2Ω
2Ω
8Ω
2Ω
2Ω
24Ω
2Ω
2Ω
4
5
8Ω
2Ω
2Ω
12Ω
2Ω
2Ω
24Ω
Perhatikan gambar di bawah
Tentukan a.Kuat arus totalb.Kuat arus I1 dan I2c.Tegangan ab dan tegangan bc
R2
1RP R1
+=1 1
RP 6 3 +=1 1 1
RP 6=1 3
=RP 2 Ω
Rs = R3 + RpRs = 4 + 2Rs = 6Ω
a
RV
I=
I=18 volt
6Ω
I= 3 A
6Ω
3Ωa
b c4Ω
I2
I1
I
V = 18 volt
R1
R2
R3
I1 : I2 = R1 R2
:1 1
I1 : I2 = 6 3
:1 1
x6
I1 : I2 = 1 : 2
I1 =31 x I
I1 =31 x 3
I1 = 1 A
I2 =32 x I
I2 = 2 A
I2 = x 332
b
c
Vab = I R3
Vab = 3 x 4
Vab = 12 V
Vbc = I1 R1
Vbc = 1 x 6
Vbc = 6 VatauVbc = I2 R2
Vbc = 2 x 3
Vbc = 6 V
Latihan
3Ω 2 Ω
4Ω
5Ω
4Ω
1Ω
I2I1
12 V
I
b
a
Tentukan a. Hambatan
penggantib. Kuat arus totalc. Kuat arus I1 dan I2d. Tegangan Vab
Tentukan a. Hambatan penggantib. Kuat arus tiap
hambatanc. Tegangan tiap
hambatan
2Ω 2Ω 4Ω4Ω
2Ω
2Ω2Ω
2Ω
2Ωab c
d e
V = 12 V
f
1
2
CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-
PARAREL
A
B
5 ohm
3 ohm
4 o
hm
5 ohm
3 ohm
6 o
hm
7 ohm
7 ohm
9 o
hm
6 ohm
12 ohm
8 o
hm
4 ohm
10 ohm5 o
hm
4 ohm
2 ohm
Hitunglah hambatan pengganti di atas.
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-
PARARELA
B
5 ohm
3 ohm
4 o
hm
5 ohm
3 ohm6 o
hm
7 ohm
7 ohm
9 o
hm
6 ohm
12 ohm
8 o
hm
4 ohm
10 ohm5 o
hm
4 ohm
2 ohm
Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karena arus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.
5 4 3 12sR ohm 1 1 1
6 12
124
2 1
p
p
R
R ohm
7 7 4 18sR ohm
1 1 1
9 18
186
2 1
p
p
R
R ohm
6 6 12 24sR ohm
1 1 1
8 24
246
3 1
p
p
R
R ohm
10 4 6 20sR ohm
1 1 1
5 20
204
4 1
p
p
R
R ohm
4 2 4 10sR ohm
RANGKAIAN HAMBATANSEGITIGA - BINTANG
R1
R2R3
RA
RB
RC
1 2
1 2 3
.A
R RR
R R R
2 3
1 2 3
.B
R RR
R R R
1 3
1 2 3
.C
R RR
R R R
CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-
BINTANG12 ohm 6 ohm
10 o
hm
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 o
hm
Hitunglah hambatan pengganti.
Hitunglah hambatan pengganti.
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-
BINTANG12 ohm 6 ohm
10 o
hm
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 o
hm
Jika besar perkalian silang hambatan sama : Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstone hambatan yang di tengah tidak diperhitungkan karena tidak ada arus yang melalui hambatan tersebut.
12 6 18sR ohm 4 2 6sR ohm 1 1 1
18 6pR 18
4,53 1pR ohm
RA
RB
RC
6.62
6 6 6A B CR R R ohm
2 10 12sR ohm 2 2 4sR ohm
1 1 1
12 4pR 12
31 3pR ohm 3 2 5sR ohm
ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE
untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar
•Bila arus yang lewat G = 0, maka :
RR R
RX 1 3
2
.
CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE
Suatu hambatan yang belum diketahui besar- nya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat- stone. Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanome ter yang dipasang menunjukkan angka nol. Hitunglah Rx.
JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE
Rx
R3 = 10 ohm
R1 = 3
ohm
R2
= 2
ohm
2 1 3. .xR R R R
1 3
2
.x
R RR
R
3.1015
2xR ohm
Hukum Ohm
1 A
2 V
HUKUM OHMJml
BateraiV I
123
1,2
0,20
2,60,40 4,00,54
Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar.
Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik?
Buatlah grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik.
Klik
KlikKlik
Klik
KlikKlik
Klik
Klik
Klik
Klik
Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I )
0,1
I( A)
V(volt)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
V I ~
V I R =V
I
R
= Beda potensial ( volt )= Kuat arus listrik ( A )= Hambatan ( Ω )
Klik
Klik
V I
1,2 0,2
2,6 0,4
4,0 0,54
Data
Klik
Klik
Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I )
0,25I( A)
R(Ω)
0,50 0,75 1,0 1,5
10
20
30
40
50
Data
R 10 20 30 40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
Jika V dibuat tetap = 10 V
I1 = VR
I1 = 1010
I1 = 1,0 A
I2 = VR
I2 = 1020
I2 = 0,5 A
I3 = VR
I3 = 1030
I3 = 0,3 A
I4 = VR
I4 = 1040
I4 = 0,25 A
RV
=I
Klik
Klik
Klik
HUKUM OHMDalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus
dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan kawat
konduktor tersebut.
Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.
iV V
RA B
I = kuat arus VA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik B R = hambatan
Hk. Ohm
Tegangan sebanding dengan kuat arus Bila tegangan naik maka kuat arus juga naik
Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah
tetap ( Hk. Ohm)
2 4 6 8 10
1 2 3 4 5
2 2 2 2 2
V
I
R
V I = R
Persamaan Hk. Ohm
VI = R
V = tegangan ( V ) I = Kuat arus (A)R = Hambatan (Ω)
atau
V = I . R
CONTOH SOALHUKUM OHM
A
V
0,3 amper
1,5 volt
Metode amper-voltmeter dipasang sedemikian Rupa untuk mengetahui besar hambatan R, Seperti tampak gambar di atas, Hitung R.
JAWABAN CONTOH SOALHUKUM OHM
A
V
0,3 amper
1,5 volt
VR
I
1,55
0,3R ohm
TEGANGAN JEPIT (V) Tegangan jepit adalah beda potensial antara
ujung – ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup .
V
Pengukura Tegangan Jepit
GAYA GERAK LISTRIK (E)
Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian terbuka.
V
Pengukura ggl
Susunan Seri GGL
E
r
E E
r r
Etotal = n E
rtotal = n r
E = ggl ( volt)r = hambatan dalam ( Ω )n = jumlah baterai
Susunan Paralel GGL E
rE
Er
r
Etotal = E
rtotal =
rn
Hukum Ohm dalam rangkaian tertutupUntuk sebuah
ggl
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
I = Kuat arus ( A )E = ggl ( volt )R = hambatan luar ( Ω )r = hambatan dalam ( Ω )Vpq = tegangan jepit ( volt )
E , r
p qR
I
Tegangan jepit
rR
EI
Vpq = I R
E = Vpq + I r
Hubungan ggl dengan tegangan jepit
LATIHANTiga buah elemen yang dirangkai seri masing – masing memiliki GGL 4 V dan hambatan dalam 0,2 Ω, dirangkai dengan hambatan luar seperti gambar Tentukan :
a. Hambatan luar
b. Kuat arus total ( I )
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit
E
r
E E
r r
3 Ω
6 Ω
4 Ω
ab c
E = 4 V
r = 0,2 Ω
I
I1
I2
Hukum I Kirchoff
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik dimana-mana sama
L1 L2
Rangkaian seri
Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
Klik
Klik
Klik
KlikKlik
Hukum kirchoff I
Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum ini berbunyi “ Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Yang kemudian di kenal sebagai hukum kirchoff I
I = I 1+I 2+I 3
Contoh
1. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I1, I2, I3 ? 10A
I = 40 A
Q S
25AI1
I2 I3
Jawab
P
I = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 35 A + I1
I1 = 40 A - 35 A
I1 = 5 A
Pada titik cabang P
Pada titik cabang Q
10 A + I1 = I2
10 A + 5 A = I2
15 A = I2
Pada titik cabang S
I2 + 25 A = I3
15 A + 25 A = I3 40 A = I3
Klik
Klik
Klik
Klik
Klik
1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ?
50 mA I1 I2 I3
30mAI4
I5
15 mA
I6 23mA
3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I1 sampai I7 ?
12 A I1I2
I7
I3I4
I5I6
Jika I1 = I2I3 : I4 = 1 : 2dan I5 = 2 I6
2.I = 20 A
I2
I1
I4
I3
Jika I1 : I2 = 1 : 4
dan I3 : I4 = 1 : 3
Tentukan I1 sampai I4 ?
Klik
Klik
Klik
Hukum kirchoff II
“Jumlah potensial (V) yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol”
ΣVtertutup = 0 ΣE +Σ(I.R) = 0
aguspurnomosite.blogspot.com