bahan ajar arus-listrik 1

Standar Kompetensi

Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi.

Kompetensi Dasar

Menggunakan alat ukur listrik.

Indikator

•Menggunakan amperemeter dalam rangkaian.•Menggunakan voltmeter dalam rangkaian.•Menggunakan ohmmeter dalam rangkaian.•Membaca Alat ukur listrik

Tujuan pembelajaran Menjelaskan fungsi amperemeter.•Menjelaskan cara menggunakan amperemeter.•Menjelaskan cara mengukur arus yang melebihi batas maksimum kemampuan amperemeter.•Menjelaskan cara menggunakan voltmeter.•Menjelaskan cara menggunakan ohmmeter•Menentukan hambatan dalam dari ammeter (amperemeter) dan voltmeter.

Mengukur kuat arus listrik

• Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau ammeter.

• Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya.

ke Diagram Rangkaian

Ishaq.madeamin@yahoo.com www.bugishq.blogspot.com

+-

1.50

A

play

AMPEREMETER

Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik )

• Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter • Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang

akan diukur beda potensialnya.

Diagram Komponen

Mengukur Hambatan listrik( resistor )

• Alat pengukur hambatan listrik adalah Ohmmeter • Ohmtmeter dipasang paralel dengan komponen

yang akan diukur beda potensialnya.

Diagram Komponen

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu.

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)

Kompetensi Dasar Memformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana (satu loop).

• Indikator• Memformulasikan besaran kuat

arus dalam rangkaian tertutup sederhana.

Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat mengalir di dalam suatu rangkaian

tertutup.

Diagram Rangkaian

Secara matematis dinyatakan sebagai :

t

QI

I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)

Q= muatan listrik ( Coulomb ) t = waktu ( detik )

t

QI

• Contoh soal1.Arus sebesar 5 Amper mengalir

dalam penghantar metal, berapa coulomb besar muatan q yang berpindah selama 1 menit.

2.Berapa besar kuat arus listrik yang memindahkan muatan 30 coulomb melalui sebuah penghantar tiap menit.

)tan(106,1

.19 elementermuaCxe

enQ

Lanjutan

3.Kuat arus sebesar 8 ampere mengalir melalui penghantar. Berapa jumlah elektron yang bergerak melalui penghantar tersebut tiap menit, jika muatan 1 elektron = 1,6 . 10-19 C.

Mengukur arus listrik dan beda potensial (HK OHM)

Diagram Rangkaian

Persamaan Hk. Ohm

V / I = R atau R = tg α V = tegangan ( V )I = Kuat arus (A)R = Hambatan ()atauV = 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 VJawab: V = I . RDitanya: R = …12 = 2 . RR = 6 Ω

Latihan.

1. Beda potensial 15 V harus diberikan padaujung-ujung seutas kawat agar arus 2,5 Amengalir melalui kawat tersebut. Berapahambatan listrik kawat?2. Arus listrik 4 A mengalir melalui sebuahresistor 10 ohm. Berapa tegangan listrik yang dibaca oleh voltmeter yang dihubungkan pada ujung-ujung resistor?

Hambatan Kawat Penghantar

Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kitagunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabelMana yang lebih baik, tembaga, besi atauperak sebagai kawat penghantar?Yang paling baik sebagai kawat penghantaradalah perak karena memiliki hambatan palingkecil.

Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga?Tembaga banyak digunakan sebagai kawatpenghantar karena memiliki hambatan yang Sangat kecil dan harganya murah dari pada perak atau emas.Apakah jadinya jika kabel listrik terbuatdari emas atau perak?

Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawatpenghantar?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 makamakin besar hambatan yang kita alami. Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawatpeng hantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantarsemakin besar hambatannya

Hambatan kawat penghantar

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, hambatannyatergantung dari bahan penyusunnya.Jadi, hambatan kawat tergantung dari jenis kawatnya.

Hambatan kawat penghantarDari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwahambatan kawat penghantar sebanding denganpanjang kawat, berbanding terbalik dengan luaspenampang kawat dan tergantung dari jenis kawatPenghantar.Sehingga dapat dibuat persamaan:R = ρl/AR = hambatan kawat (ohm)ρ = hambatan jenis kawat (ohm m)l = panjang kawat (m)A = luas penampang kawat (m²)

Kompetensi Dasar Memformulasikan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana (satu loop).

IndikatorMemformulasikan besaran kuat arus dalam

melalui Hk I Kirchoff.Memformulasikan rangkaian seri dan

paralel pada hambatan listrikMemformulasikan Hk II kirchoffMenyelesaikan soal sederhana melalui

hukum II kirchoff

Hukum Kirchoff

Kuat arus dalam suatu rangkaian

Kuat arus dalam rangkaian tidak bercabang.

totalIIII 321

Kuat arus dalam rangkaian bercabang

Hukum I Kirchoff :

Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang

keluar dari titik itu.

keluarmasuk II

Pada contoh diatas : Itotal= I1+I2

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

•SUSUNAN SERI

•Bila tahanan-tahanan : R1, R2, R3, ...•disusun secara seri, maka :•Kuat arus (I) yang lewat masing-masing tahanan sama besar :• i = i1 = i2 = i3 = ....• VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...• RS = R1 + R2 + R3 + ...

Rangkaian Paralel

• Beberapa hambatan bila disusun paralel akan memiliki hambatan lebih kecil namun tegangan pada masing-masing hambatan

sama

SUSUNAN PARALEL

•Bila disusun secar paralel, maka :• Beda potensial pada masing-masing

ujung tahanan besar ( VA = VB ).

• i + i1 + i2 + i3 + ....

1 1 1 1

1 2 3R R R Rp

...

Hukum Kirchhoff II

0IRE

Dalam rangkaian tertutup :

Hitung i1, i2 dan i3!

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.

arusground

netral

isolator

penjepit

sekering

Sumber TeganganSupaya 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 :