LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

Klik

Klik

Klik

Menentukan arus listrik dan arus elektron.

Arah elektron Arah 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

Klik Klik

Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir

pada suatu rangkaian

• Mengapa Lampu mati ?

Rangkaian Terbuka

• Mengapa Lampu menyala ?

Rangkaian Tertutup

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Beda Potensial

hA > hB

EPA > EPB

hA = hB

EPA = EPB

Potensial A = Potensial B

Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial

Klik

Klik

Apa yang akan terjadi

ketika kran diantara kedua

bejana dibuka ?

hA

hB

hA hB

Klik

Klik

Apakah air yang mengalir

dari bejana A ke bejana B

sampai air di bejana A

habis ?

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 ?

Kuat Arus Listrik

Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan

yang mengalir pada penghantar tiap detik.

I = Kuat arus listrik ( Ampere )

Q = muatan ( Coulomb )

t = waktu ( secon ) t

QI

Klik

Klik

P

Hitung berapa banyak

muatan positif yang melewati

titik P dalam 10 sekon

Klik warna hijau ( mulai )

Klik warna merah ( berhenti )

Klik

Klik

Klik

Klik

Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb

yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon 1 A = 1 C/s Klik

Contoh

• Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan

pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir pada

lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2 menit

berapakah muatan listrik yang telah melewati lampu ?

Diketahui

I = ……………… A

t = ……………… s

Jawab

Q = ………… x …………….

= ………….x …………….

= …………………………. C

Klik

Pengukuran Kuat arus listrik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk

mengukur kuat arus listrik

Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian

listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Klik

Klik

Klik

Klik

Nilai yang terukur =

Cara membaca Amperemeter skala maksimum

skala yang ditunjuk jarum

skala batas ukur

Nilai yang ditunjuk jarum

Nilai maksimum

34

100 X 1 = 0,34 A

Klik

Klik

Klik

x Batas ukur

Beda Potensial

Klik Klik

Klik

Apa yang dapat kita

lakukan agar air

selalu dapat mengalir

dari bejana A ke

bejana B ?

Klik

Klik Dengan mengangkat air dari bejana B dan

memasukkan ke bejana A maka air yang ada di

bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.

Benda A

Potensial tinggi Benda B

Potensial rendah

Konduktor Arus 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 elektron Klik

Q

WV

Definisi Beda potensial listrik

V = Beda Potensial ( Volt )

W = Energi ( Joule )

Q = Muatan ( Coulomb )

1 Volt = 1J/C

Satu 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 elektron Klik

Klik

Contoh

• Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar 1,5 volt

jika baterai digunakan untuk menyalakan lampu maka

sejumlah 50 coulomb muatan listrik yang melewati

lampu. Berapakah besar energi yang dikeluarkan baterai

Diketahui

V = ………………… Jawab

Q = …………………. W = ………….. X ……………..

Ditanya = ………….. X ……………..

W = ? = ………………… J

Klik

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 Voltmeter Skala yang ditunjuk jarum

Skala maksimum

Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

Klik

HUKUM OHM

Jml

Baterai

V I

1

2

3

1,2 0,20 2,6 0,40 4,0 0,54

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

Klik Klik

Klik

Klik Klik

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 )

0,25

I( 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 = V

R I1 =

10

10 I1 = 1,0 A

I2 = V

R I2 =

10

20 I2 = 0,5 A

I3 = V

R I3 =

10

30 I3 = 0,3 A

I4 = V

R I4 =

10

40 I4 = 0,25 A

R V

= I

Klik Klik

Klik

Tujuan : Menyelidiki faktor yang mempengaruhi

besar hambatan kawat

1

Variabel manipulasi : panjang kawat

Variabel respon : hambatan kawat

Variabel kontrol : jenis kawat, luas penampang kawat

A

B

IA > IB

RA < RB

lA < lB

Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar

R ~ ℓ

Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.

Klik

Klik

Klik

Klik

Variabel manipulasi : jenis kawat

Variabel respon : Hambatan

Variabel kontrol : panjang, luas penampang kawat

2

IA < IB

RA > RB

rAℓ > rCu

Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar

Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.

R r ~

A B

Klik

Klik

Tembaga

Alluminium

3

Variabel manipulasi : luas penampang kawat

Variabel respon : hambatan kawat

Variabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat

IA < IB

RA > RB

AA < AB

Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil

Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.

R 1

A ~

A B

Klik

Faktor yang mempengaruhi besar hambatan

pada kawat adalah :

1. Panjang kawat ( l )

2. Luas penampang kawat ( A )

3. Hambatan jenis kawat ( r )

AρR

R = Hambatan (Ω )

l = Panjang kawat ( m )

A Luas penampang kawat ( m2 )

r = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

Klik

Konduktor dan Isolator

kayu

plastik

alluminium

besi

tembaga

Kayu isolator

Plastik isolator

Alluminium konduktor

Besi konduktor

Tembaga konduktor

Klik

Klik

Klik Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

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

Klik

Klik

Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus

listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan

jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang

L1

L2

Rangkaian Paralel

Σ Imasuk = Σ Ikeluar

Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Contoh 1. Perhatikan rangkaian di bawah

dan tentukan nilai I1, I2, I3 ? 10A

I = 40 A

Q S

25A I1

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

30mA I4

I5

15 mA

I6 23mA

3. Perhatikan rangkaian di bawah dan

tentukan nilai I1 sampai I7 ?

12 A I1

I2

I7

I3

I4

I5 I6

Jika I1 = I2

I3 : I4 = 1 : 2

dan I5 = 2 I6

2.

I = 20 A I2

I1

I4

I3

Jika I1 : I2 = 1 : 4

dan I1 : I2 = 1 : 3

Tentukan I1 sampai I4 ?

Klik

Klik

Klik

Susunan seri pada Hambatan

a b c d R1

R2 R3

Vab Vbc Vcd

Vad = Vab + Vbc + Vcd

Rs a d

I Rs = I R1 I R2 I R3 + +

Vad

Rs = R1 R2 R3 + +

Susunan Paralel pada Hambatan

a b

R1

R2

R3

I = I1 + I2 + I3

Rp a

RP R1 R2

R3

+ +

Vab

RP R1 R2 R3

+ +

b

I

I1

I2

I3

I

Vab Vab Vab Vab =

= 1 1 1 1

Contoh • Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah

2 Ω 4 Ω 3 Ω 2 Ω

3 Ω 5 Ω 4 Ω

1 Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7

Rs =2+4+3+2+4+5+3

Rs =23 Ω

2

4 Ω 3 Ω

3 Ω

6 Ω

R2

1

RP R1

+ = 1 1

RP 6 3

+ = 1 1 1

RP 6 6

+ = 1 1 2

RP 6 =

1 3

= RP 2 Ω 4 Ω 3 Ω RP: 2 Ω

Rs = R1+RP+R2

Rs = 4+2+3

Rs = 9 Ω

2Ω 2Ω 4Ω

4Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

2Ω

3

4Ω

4Ω

4Ω 6Ω

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 total

b.Kuat arus I1 dan I2

c.Tegangan ab dan tegangan bc

R2

1

RP R1 + =

1 1

RP 6 3 + =

1 1 1

RP 6 = 1 3

= RP 2 Ω

Rs = R3 + Rp

Rs = 4 + 2

Rs = 6Ω

a

R

V I

I 18 volt

6Ω

I 3 A

6Ω

3Ω

a b c

4Ω

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 = 3

1 x I

I1 = 3

1 x 3

I1 = 1 A

I2 = 3

2 x I

I2 = 2 A

I2 = x 3

3

2

b

c

Vab = I R3

Vab = 3 x 4

Vab = 12 V

Vbc = I1 R1

Vbc = 1 x 6

Vbc = 6 V

atau

Vbc = I2 R2

Vbc = 2 x 3

Vbc = 6 V

Latihan

3Ω 2 Ω

4Ω

5Ω

4Ω

1Ω

I2 I1

12 V

I

b

a

Tentukan

a. Hambatan pengganti

b. Kuat arus total

c. Kuat arus I1 dan I2

d. Tegangan Vab

Tentukan

a. Hambatan pengganti

b. Kuat arus tiap hambatan

c. Tegangan tiap hambatan

2Ω 2Ω 4Ω

4Ω

2Ω

2Ω 2Ω

2Ω

2Ω a b c

d e

V = 12 V

f

1

2

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

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

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

r E

E r

r

Etotal = E

rtotal = r

n

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup

Untuk 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 q R

I

Tegangan jepit

rR

EI

Vpq = I R

E = Vpq + I r

Hubungan ggl dengan tegangan jepit

LATIHAN Tiga 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

a b c

V = 4 V

r = 0,2 Ω

I

I1

I2