fisika pert3 listrik-dinamis
Post on 16-Jul-2015
185 Views
Preview:
TRANSCRIPT
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 1/31
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 2/31
KUAT ARUS LISTRIKKuat arus ( i ) di definisikan sebagai :
Jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu.
arah arus adalah searah dengan arah muatan positif
i dqdt
!
dq = jumlah muatan (Coulomb)dt = selisih waktu (detik)i = kuat arus
Satuan dari kuat arusadalah Coulomb/detik
Atau amper
n adalah partikel persatuan volume dan e
muatan tiap partikel
dq = n.e.V.A.dt
idq
dt
n e V A! ! . . .Rapat arus J didefinisikan sebagaikuat arus persatuan luas
J i
An e V ! ! . .
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 3/31
CONTOH SOAL KUAT ARUS
Di dalam penghantar kawat yang penampang
nya 1 mm2 terdapat 3.1021 elektron bebas
per m3. Berapa kecepatan elektron-elektron
tersebut, jika dialiri listrik dengan kuat arus12 amper.
Berapa rapat arusnya ?
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 4/31
JAWABAN CONTOH SOAL
KUAT ARUS
I = n.e.v.A
21 19 6
12 3.10 .1, 6.10 . .10v
!
3
4
1225.10 /
4,8.10v m s
! !
J = n. e . v
21 19 3 6 23.10 .1, 6.10 .25.10 12.10 / J A m
! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 5/31
HUKUM OHMDalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan
beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbandingterbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.
Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai R.
i
V V
R
A B
!
I = kuat arus V A - VB =V AB = beda potensial titik A dan titik BR = hambatan
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 6/31
CONTOH SOAL
HUKUM 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.
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 7/31
JAWABAN CONTOH SOAL
HUKUM OHM
A
V
0,3 amper
1,5 volt
V R
I !
1, 55
0, 3 R ohm! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 8/31
RESISTOR/HAMBATANBesarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :
A
L R V!
R = hambatan satuan = ohm
L = panjang konduktor satuan = meter
A = luas penampang satuan = m2
V = hambat jenis atau resistivitas satuan = ohm meter
Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan :
( ) (.
)t t V V E! 01
R(t) = R0 ( 1 + E.t )
E = koef suhu hambat jenis
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 9/31
CONTOH SOAL
HAMBATAN (RESISTOR)
Sebatang aluminium panjangnya 2,5 m,
berpenampang = 5 cm2. Hambatan jenis
aluminium = 2,63.10-8 ohm.meter. Jika
hambatan yang ditimbulkan oleh aluminium
sama dengan hambatan yang ditimbulkan
oleh sepotong kawat besi yang berdiameter 15 mm dan hambatan jenisnya = 10.10-8
ohm .meter.
Berapakah panjang kawat besi ?
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 10/31
JAWABAN CONTOH SOAL
HAMBATAN (RESISTOR)
8 5
4
2,52, 63.10 . 13,15.10
5.10
L R ohm
A V
! ! !
2 3 2 6 21. 3,14( .15.10 ) 176,625.102
F e A r mT
! ! !
8
610.10
176,625.10
L L R
A V
! !
5 86
13,15.10 10.10 .176,625.10
L
!
5 6
8
13,15.10 .176, 625.1023,23
10.10
L cm
! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 11/31
SUSUNAN HAMBATAN
S E R I
p i = i1 = i2 = i3 = ....
p VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...
p RS = R1 + R2 + R3 + ...
p321321
:::: R R RV V V !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 12/31
SUSUNAN HAMBATAN
PARAREL
p Beda potensial pada masing-masingujung tahanan besar ( VA = VB ).
p
i = i1
+ i2
+ i3
+ ....p
p
1 1 1 1
1 2 3 R R R R p
! ...
321
321
1:
1:
1::
R R R
iii !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 13/31
CONTOH SOAL
RANGKAIAN SERI-PARAREL
A
B
5 ohm
3 ohm
4 oh m
5 ohm
3 ohm
6 oh m
7 ohm
7 ohm
9 oh m
6 ohm
12 ohm
8 oh m
4 ohm
10 ohm 5 oh m
4 ohm
2 ohm
Hitunglah hambatan pengganti di atas.
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 14/31
JAWABAN CONTOH SOAL
RANGKAIAN SERI-PARAREL
A
B
5 ohm
3 ohm
4 oh m
5 ohm
3 ohm
6 oh m
7 ohm
7 ohm
9 oh m
6 ohm
12 ohm
8 oh m
4 ohm
10 ohm 5 oh m
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 12 s
R ohm! !
1 1 16 12
124
2 1
p
p
R
R ohm
!
! !
7 7 4 18 s R ohm
! !
1 1 1
9 18
186
2 1
p
p
R
R ohm
!
! !
6 6 12 24 s
R ohm! !
1 1 1
8 2424
63 1
p
p
R
R ohm
!
! !
10 4 6 20 s
R ohm! !
1 1 15 20
204
4 1
p
p
R
R ohm
!
! !
4 2 4 10 s R ohm! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 15/31
RANGKAIAN HAMBATAN
SEGITIGA - BINTANG
R1
R A
RB
RC
1 2
1 2 3
. A
R R R
R R R!
2 3
1 2 3
. B
R R R
R R R!
1 3
1 2 3
.C
R R R
R R R!
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 16/31
CONTOH SOAL
RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm 6 ohm
1 0 o
h m
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 oh m
Hitunglah hambatan pengganti.
Hitunglah hambatan pengganti.
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 17/31
JAWABAN CONTOH SOAL
RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm 6 ohm
1 0 oh m
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 oh m
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 18 s R ohm! ! 4 2 6 s R ohm! !
1 1 1
18 6 p
R!
184,5
3 1 p R ohm! !
RARB
RC
6.6
26 6 6 A B C R R R ohm
! ! ! !
2 10 12 s
R ohm! ! 2 2 4 s
R ohm! !
1 1 1
12 4 p R
! 12
3
1 3
p R ohm! !
3 2 5 s R ohm
! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 18/31
ALAT UKUR
JEMBATAN WHEATSTONE
untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar
Bila arus yang lewat G = 0, maka :
RR R
R X !
1 3
2
.
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 19/31
CONTOH SOALJEMBATAN 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. Galvanometer yang dipasang menunjukkan angka nol.
Hitunglah Rx.
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 20/31
JAWABAN CONTOH SOAL
JEMBATAN WHEATSTONE
2 1 3. .
x R R R R!
1 3
2
. x
R R R
R!
3.1015
2 x
R ohm! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 21/31
ALAT UKUR
AMPERMETER/GALVANOMETERDipakai 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 harusdipasang Shunt sebesar :
Rn
RS d !
1
1
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 22/31
CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Sebuah galvanometer dengan hambatan5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna-
kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A.
pada 100 millivolt jarum menunjukkan skalamaksimum.
Berapa besar hambatan shunt tersebut ?
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 23/31
JAWABAN CONTOH SOAL
AMPERMETER/GALVANOMETERRv
Rshunt
0,1 0,025
maksmaks
vi am per
R! ! !
502.500
0,02
diuk ur
maks
in
i
! ! !
1.5 0, 002
2500 1 shunt R ohm ohm! !
i
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 24/31
ALAT UKUR
VOLTMETER
Dipakai untuk mengukur beda potensial.Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar.
Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukurpotensialnya.
Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter.
Untuk mengukur beda potensialn x batas ukur maksimumnya,
harus dipasang tahanan depan
(R V):
Rv = ( n - 1 ) Rd
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 25/31
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 ?
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 26/31
JAWABAN CONTOH SOAL
VOLTMETER
Rv
Rdepan
12020
6
diuk ur
maks
V n
V ! ! ! ( 1)
multiplier v R n R!
(20 1)1000 19.000multiplier R ohm! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 27/31
ENERGI LISTRIK
HUKUM JOULE
Karena gerakan muatan-muatan bebas yangmenumbuk partikel yang tetap dalam penghantar, maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi
energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas.
t r
V t iV t r iw
22
.... !!!
W = Jumlah Kalor (Joule).i = Kuat arus yang mengalir (Ampere).r = Tahanan kawat penghantar (Ohm).t = Waktu (detik).
V = Beda potensial antara dua titik A dan B.
1 kalori = 4,2 Joule dan1 Joule = 0,24 KaloriW = 0,24 i^ 2 . r . t
= 0,24 V . i . t Kalori
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 28/31
D A Y Aadalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik)yang dapat dihasilkan tiap detik
D AYA USAHAWAKTU
!
( ) . . . P V i t t
V i! !
P dwdt
V i! ! .
SATUAN : joule/detik = Volt -Ampere = Watt
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 29/31
CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya
144 watt, 120 volt. Ketika digunakan untuk
memasak 500 gram air dari 30 C hingga mendidik, pada saat itu tegangan rumah 100 watt
Berapa detik waktu yang dibutuhkan ?
o
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 30/31
JAWABAN CONTOH SOAL
ENERGI DAN DAYA LISTRIK2
1 1
2
2 2
P V
P V !
2
2
2
144 120
100 P ! 2
144.10.000100
14400 P watt ! !
. . .m c t P t ( !
100. 500.4, 2.(100 30)t !
1470001470det 24,5
100t ik menit ! ! !
5/13/2018 Fisika Pert3 Listrik-dinamis - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/fisika-pert3-listrik-dinamis 31/31
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energibukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatanmelalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber aruspersatuan muatan.
dq
dW !I ( Joule/Coulomb = Volt )
top related