document3
DESCRIPTION
hghjghjgTRANSCRIPT
LISTRIK DINAMIS
Daftar isi
Hukum KirchoffRangkaian Seri
Rangkaian Paralel
Hukum Ohm
Hambatan kawat penghantar
Penghantar listrik
Keluar
Rangkain campuran
Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik
Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik
Konsep Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik
Arus listrik adalah aliran elektron-elektron.
Elektron-elektron ini dapat mengalir karena adanya beda potensial.
Beda potensial adalah dorongan yang menyebabkan elektron-elektron itu mengalir dari satu tempat ketempat lain
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.
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.
Membuat Rangkaian Listrik
Dalam membuat rangkaian listrik sederhana yang diperlukan adalah:
1. Baterai
2. Kabel
3. Lampu
Sekarang cobalah membuat berbagai rangkaian sederhana!
tunggal Paralel CampuranSeri
Mengukur Kuat Arus Listrik
1 A
A
Mengukur Beda Potensial Listrik
V2,5 V
Hukum Ohm
1 A
2 V
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
K
V I = K
Persamaan Hk. Ohm
VI = R
V = tegangan ( V ) I = Kuat arus (A)R = Hambatan (Ω)
atau
V = I . R
ContohArus listrik 2A mengalir melalui seutas kawat penghantar ketika beda potensial 12 V diberikan pada ujung-ujungnya. Tentukan hambatan listrik pada kawat tersebut
Diketahui:I = 2 AV = 12 V
Ditanya:R = …
Jawab:
V = I . R
12 = 2 . R
R = 6 Ω
1. Beda potensial 15 V harus diberikan pada ujung-ujung seutas kawat agar arus 2,5 A mengalir melalui kawat tersebut. Berapa hambatan listrik kawat?
2. Arus listrik 4 A mengalir melalui sebuah resistor 10 ohm. Berapa tegangan listrik yang dibaca oleh voltmeter yang dihubungkan pada ujung-ujung resistor?
Latihan.
3. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui seutas kawat yang memili hambatan 0,4 ohm jika ujung-ujungnya diberi tegangan 200 mV?
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
1. Seutas kawat memiliki panjang 110 m, diameternya 7 mm, dan hambat jenis 0,000 000 049 Ωm. Tentukan hambatan listrik kawat tersebut?
2. Sepotong kawat tembaga mula-mula memiliki hambatan = R. Kemudian Kawat tersebut dipotong menjadi empat bagian yang sama panjang. Berapa hambatan masing-masing potongan tembaga tersebut?
Latihan
3. Seutas kawat memiliki hambatan 40 ohm. Jika kawat tersebut ditarik sehingga panjangnya menjadi 1,5 kali panjang semula, berapa hambatan kawat itu sekarang?
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
Hukum Kirchoff
I
Pada rangkaian tak bercabang, kuat arus di titik manapun dalam rangkaian
adalah sama besar (Hk. Kirchoff 1)
Hukum Kirchoff
I
I1
I2
I3Pada rangkaian bercabang kuat arus yang masuk ke titik percabangan
sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. (Hk. Kirchoff II)
100 mA
40 mA
20 mA
I1 I2 I3Dari gambar disamping tentukan kuat arus pada I1, I2 dan I3.
contoh
Jawab
100 = 40 + I1 + 20
100 = 60 + I1
I1 = 40 mA
I1 + 20 = I2
40 + 20 = I2
I2 = 60 mA
I2 + 40 = I3
40 + 60 = I3
I3 = 100 mA
P Q R
Cabang P Cabang Q Cabang R
Rangkaian seri
Rangkaian Seri
Beberapa hambatan bila disusun seri akan memiliki hambatan lebih besar namun tegangan pada masing-masing hambatan menjadi lebih kecil.
Hambatan Pengganti
Beberapa hambatan yang disusun seri dapat diganti dengan hambatan sebesar jumlah semua hambatan tersebut
R1 R2 R3
R
R = R1 + R2 + R3
R1 R2 R3
Bila R1 = 30 Ohm, R2 = 40 ohm dan R3= 10 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian di atas?
Jawab : Karena rangkaian seri, maka
R = R1 + R2 + R3
R = 30 + 40 + 10
R = 80 ohm
Contoh
Tegangan pada rangkaian seri
V2 V3V1
V
V = V1 + V2 + V3
Kuat arus pada rangkaian seri
I1 I2 I3
I
I = I1 = I2 = I3
Sifat rangkaian seri
Rangkaian Paralel
Rangkaian Paralel
Bila beberapa hambatan disusun secara paralel maka hambatan totalnya
menjadi lebihkecil dari masing-masing hambatan, tetapi
tegangannya tetap
Hambatan pengganti pada rangkaian paralel
R2
R3
R1
R
1 R
1R1
1R2
1R3= + +
R2
R3
R1Contoh
Jika R1 = 10 ohm, R2 = 15 ohm dan R3 = 30 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian diatas?
1 R
1R1
1R2
1R3= + +
JawabKarena rangkaiannya adalah paralel maka:
1R
110
115
130
= + +
1R =
3 + 2 + 1 30
== 630
R = 306
R = 5 ohm
Tegangan pada rangkaian paralel
V3
V2
V1
V
V = V1 = V2 = V3
Kuat arus pada rangkaian paralel
I3
I2
I1
I
I = I1 + I2 + I3
Sifat rangkaian paralel
Sifat Rangkaian Paralel
= +
Rangkaian campuran
10 Ω
30 Ω
15 Ω
5 Ω
5 Ω10 Ω Rp
Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping?
jawab1Rp
130
115
=1+2 30
= 330
Rp = 30 3
Rp = 10Ω
R = 10 + Rp + 5
R= 10 + 10 + 5
R = 25 Ω
= +10 Ω20 Ω
8 Ω 7 Ω
Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping?
Rs1 = 8 + 7
Rs1 = 15 ohm
Rs2 = 20 + 10
Rs2 = 30 ohm
1R
1Rs1
1Rs2
1 115 30
= +
=2 + 1 30
= 330
R =30 3
R = 10 ohm
Rs2
Rs1
Jawab
Latihan
Bila semua resistor dalam rangkaian dibawah ini identik dan masing-masing memiliki hambatan 90 ohm, berapakah hambatan total pada masing-masing rangkaian?
1. 2.
3. 4.
