3. listrik dinamis (hukum ohm dan hukum kirchoff )
TRANSCRIPT
MATERIMATERI
SOALSOAL
HITUNGHITUNG
MATERI
HUKUM OHM
HUKUM KIRCHOFF
Mengukur kuat arusMengukur kuat arus
Mengukur tegangan listrikMengukur tegangan listrik
HUKUM OHMHUKUM OHM
HUKUM OHMHUKUM OHM
Besar kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antar ujung-ujung penghantar, asalkan suhu penghantar tetap.
dirumuskan sebagai berikut:
V = I R
dengan V = beda potensial antara
ujung- ujung penghantar dalam volt
I = arus listrik yang mengalir dalam ampere
R = hambatan penghantar dalam ohm
Hambatan pada penghantar kawat
L
Aρ
Hambatan pada penghantar kawat
ρ . L R = -------- AKeterangan :R = hambatan penghantar dalam
ohmρ = hambatan jenis dalam ohm
meterL = panjang penghantar dalam mA = luas penampang penghantar
dalam m²
Hubungan hambatan dengan kenaikan suhu.
ρt = ρo (1 + α.Δ T)
Keterangan :ρt = hambat jenis zat pada suhu T
dalam ohm .mρo = hambat jenis zat mula-mula
dalam ohm.mα = koefisien suhu dalam /ºCΔT = perubahan suhu dalam ºC
Hubungan hambatan dengan perubahan suhu
Rt = Ro(1 + α.ΔT)
Keterangan :Rt = hambatan penghantar pada suhu T dalam ohmRo = hambatn penghantar semula
dalam ohmα = koefisien suhu dalam /ºCΔT = kenaikan suhu dalam ºC
Hukum I Kirchhoff
Jumlah arus yang masuk ke titik cabang suatu penghantar sama dengan jumlah arus yang meninggalkan atau keluar dari titik cabang penghantar tersebut
i masuk i
keluar
i 1
i 2
i 3
Persamaannya dapat dituliskan: Σi = 0 ∑i masuk = ∑i keluar
i1 = i2 + i3
Hukum II Kirchhoff
Pada rangkaian tertutup jumlah aljabar gaya gerak listrik ( ggl) sumber arus sama dengan jumlah aljabar penurunan beda potensial ( hasil perkalian antara kuat arus dan hambatan ).
Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:
ΣE + Σ(I.R) = 0
Keterangan :E = ggl sumber arus dalam voltI = kuat arus dalam ampereR = hambatan dalam ohm
Jika pada rangkaian hanya ada satu sumber tegangan maka:
E = I(R+r)
Atau dapat dituliskan :
E I = ---------- (R+r)
Keterangan :
E = ggl sumber arus dalam volt I = kuat arus dalam Ar = hambatan dalam sumber arus dalam ohmR = hambatan luar atau penghambat dalam ohm
Sedangkan tegangan tegangan jepitnya adalah:
V=I.R
Tegangan jepit merupakan tegangan penggunaan diluar sumber arus.
RANGKAIAN MAJEMUK
• Semua hambatan dihitung positif • Tanda untuk sumber tegangan
PENENTUAN TA NDA PADA BESARAN
negatif
positif
• Arus yang searah dengan penelusuran loop dihitung positif,sedangkan yang berlawanan dengan arah penelusuran dihitung negatif.
• Jika hasil akhir perhitungan kuat arus bernilai negatif maka kuat arus yang sebenarnya merupakan kebalikan dari arah yang ditetapkan.
a. Titik cabang yang dianalisis sebanyak (n-1) , n adalah jumlah titik cabang pada suatu rangkaian (misal ada dua titik, berarti yang dianalisis hanya satu titik cabang)
b. Mengumpamakan arah arus dalam rangkaian (dalam titik cabang harus ada arus masuk dan arus keluar)
c. Mengumpamakan arah arus dalam loop.
Langkah-langkah
Dengan hukum I kirchhoff makaΣ I masuk = Σ I keluar, pada titik A
I = I1 + I2
Dengan hukum II Kirchhoff
Σ E + Σ I.R = 0
loop I = ABFEA
-E1-E2+I2(R4+R2)-I1(R3+R1+R1+R2) = 0
loop 2= ADCBA
E3 + E2 - I(R5+R3) - I2(R4+R2) = 0
Dengan cara eliminasi dua persamaan didapatkan besaran yang dicari
SOAL
SOAL 1
SOAL 2
SOAL 3
SOAL 4
SOAL 5
SOAL 1
Diketahui kuat arus sebesar 0,5 ampere mengalir pada suatu penghantar yang memiliki beda potensial 6 volt. Tentukan hambatan listrik penghantar tersebut!
Diketahui : V = 6 VI = 0,5 ADitanyakan: R = ... ?
Jawab : V 6 R = ---- = ----- I 0,5
R = 12 ohm
SOAL 2
Diketahui sebuah kawat penghantar memiliki panjang 100 m, luas penampang 2,5 mm2, dan hambatan jenis sebesar 17 × 10- 7 ohm m. Tentukan besarnya hambatan kawat tersebut!
Diketahui : a. l = 100 mb. A = 2,5 mm2 = 25 × 10-7 m2
c. ρ = 17 × 10-7 Ωm
Ditanyakan : R = ... ?Jawab : l R = ρ ----- A 100 = 17 . 10-7 ----------- 25 .10-7
= 68 Ω
SOAL 3
Pada sebuah kawat penghantar dengan hambatan 11,5 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan 6 V yang berhambatan dalam 0,5 ohm.tentukan :a. Kuat arus pada rangkaian b. Tegangan jepit!
Penyelesaian:
E 6a. I = ------------ = ------------- R+r 11 ,5 + 0,5 6 = ------ = 0,5 A 12b.K = I.R = = 0,5 x 11,5 = 5,75 V
SOAL 4
Sebuah rangkaian tertutup seperti gambar berikut ini
Hitunglah:a. Kuat arus pada rangkaian b. Beda potensial antara titik
A dan C
Penyelesaian:
Diketahui:
E1= 10V R1=2 ohmR1= 1 ohm R2=6 ohmE2= 9V R3=3 ohmR2= 0,5 ohm R4=4 ohmE3= 4 V R5=8 ohmR3= 0,5 ohm Soal =? a. I
b. VAC
a. Arah arus dan arah penelusuran loop kita tentukan searah jarum jam.
ΣE + Σ (I.R) = 0
E1 - E2 + E3 + I (R1 + !+R2 + R2 + R4 + R5 + R3 + R3) = 0
10 – 9 + 4 + I (1 + 2 + ½ + 6 + 4 + 8 + ½ + 3) = 0
5 - I(25) = 0 I = 0,2 A
b. VAC+E1-E2= I (R1+R1+R2+R2+R4) Vac+10-9 = 0,2 (1+2+1/2+6+4) Vac +1 = 0,2 (13,5) Vac = 2,7 - 1 Vac = 1,7 voltAtauVac-E3 = - I(R3+r3+R5) Vac-4 = -0,2(3+0,5+8) Vac-4 = -0,2(11,5) Vac = -2,3+4 Vac = 1,7 volt
SOAL 5
Perhatikan rangkaian tertutup berikut ini :
Tentukan kuat arus yang mengalir pada masing-masing hambatan!
Penyelesaian :
Diketahui:
E1 = 8VE2 =1 8VR1 = 4 ohmR2 = 2 ohmR3 = 6 ohmSoal? I1,I2 dan I3
Kuat arus pada titik cabang A:I3 = I1 + I2
Jawab:
LoopI:
E = I.RE1 = I1R1 + I3R3
8 = I1.4 + I3.68 = I1.4 + (I1+I2) 68 = 4.I1 + 6.I1 + 6.I2
8 = 10.I1 + 6I2 ………… (1)
Loop 2:
E =I.RE2 = I2.R2 + I3.R3
18 = I2.2 + (I1+I2).618 = 2.I2 + 6I1+6.I2
18 = 6I1 + 8I2
9 = 3I1 + 4.I2 …………… (2)
Eliminasi persamaan 1 dan 2
pers.1 ) x2 → 16 = 20 I1 + 12 I2
pers.2) x3 → 27 = 9 I1 + 12 I2
______________ - -11= 11 I1
I1 = - 1 A
Masukkan I1 pada persamaan 1:
8 = 10 I1 + 6 I2
8 = 10.(-1) + 6I2
8 + 10 = 6 I2
18=6 I2
I2=3 A
Sedangkan besar I3 adalah:
II3 3 = I= I1 1 + I+ I22
= -1 + 3= -1 + 3 = 2 A= 2 A
I1 negatif,berarti i1 berlawanan dengan arah yang telah ditentukan
Perhatikan beberapa pernyataan dibawah ini 1.Untuk mengukur kuat arus listrik digunakan
amperemeter yang disusun secara paralel dengan komponen-komponen listrik.
2. Untuk mengukur beda potensial listrik digunakan voltmeter yang disusun secara seri dengan komponen-komponen listrik
3. Hukum II Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah perubahan potensial yang mengelilingi lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus sama dengan nol.
Pernyataan yang benar adalah …a. 1, 2 dan 3b. 1 dan 3c. 3 saja
Bila voltmeter menunjukkan 50 volt dan amperemeter menunjukkan 2,5 A, maka besarnya hambatan (R) adalah ....a. 125 ohmb. 20 ohmc. 0,5 ohm
HITUNGHITUNG
HITUNGHITUNG