Listrik Dinamis

Download Report

Transcript Listrik Dinamis

LISTRIK DINAMIS

Drs. Agus Purnomo

aguspurnomosite.blogspot.com

LISTRIK DINAMIS

Listrik mengalir

A. Arus & tegangan Listrik

Arus Listrik  banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya tiap satuan waktu.

Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.

Menentukan arus listrik dan arus elektron .

Klik Arah arus listrik Arah elektron Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi

Klik

Arus listrik analok dengan arus air

Benda A Potensial tinggi Arus listrik Benda B Potensial rendah Konduktor Klik Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ?

Arus elektron Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan muatan Klik potensial yang bagaimana ?

Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial Kesimpulan Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian ?

Secara matematis dinyatakan sebagai :



dQ dt

dQ= jumlah muatan listrik ( Coulomb ) dt = perubahan waktu ( detik ) I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)

n adalah partikel persatuan volume dan e muatan tiap partikel

dQ = n.e.V.A.dt

Rapat arus (J) didefinisikan sebagai kuat arus persatuan luas

J A i



dq dt



Muatan Elektron

muatan 1 elektron = -1,6021 x 10 10-19 Coulomb 1 Coulomb = -6,24 x 10 1018 18 elektron

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:

Rangkaian listrik harus tertutup

Harus ada

beda potensial

didalam rangkaian.

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

Diagram Rangkaian

Beda potensial

adalah dorongan yang menyebabkan elektron-elektron itu mengalir dari satu tempat ketempat lain.

Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub -) ke potensial tinggi (kutub + ).

Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub potensial rendah ( kutub ).

+ ) ke

Potensial tinggi

Potensial rendah

Mengapa ada Arus Arus?

         karenakarenaadaadamuatanmuatanyang yang bergerakbergerak karenakarenaadaadakecepatankecepatanpadapadamuatanmuatan karenakarenaadaadapercepatanpercepatanyang yang dialamidialamimuatanmuatan karenakarenaadaadagayagaya(F=ma) karenakarenaadaadamedanmedanlistriklistrik bedabedapotensialpotensial(E=V/d) bedabedamuatanmuatan pemisahanpemisahanmuatanmuatanpositifpositifdengandenganm uatanmuatannegatifnegatif Karena Karenaada ada kerja yang memisahkan muatan

Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan (diumpakan) seperti aliran air.

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.

Jenis Arus LISTRIK

 Arus searah(Direct Current/DC) Arus yang mengalir dengan nilai konstan 2.

 Arus bolak-balik (Alternating Current/AC) Nilainya berubah-ubah secara periodik

Listrik arus searah atau DC (Direct Current)   Pada umumnya ini terjadi dalam sebuah konduktor seperti kabel, namun bisa juga terjadi dalam semikonduktor, isolator, atau juga vakum seperti halnya pancaran elektron atau pancaran ion. Dalam listrik arus searah, muatan listrik mengalir ke satu arah, berbeda dengan listrik arus bolak-balik (AC).

Istilah lama yang digunakan sebelum listrik arus searah adalah Arus galvanis.

Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di jaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik.

Arus DC misalnya : Battery dan Accu

Arus bolak-balik atau ac (alternating current)

Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien.

Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audi yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.



Arus AC digunakan di rumah-rumah dan pabrik-pabrik, biasanya menggunakan voltage 110 volt atau 220 volt

mengapa arus AC bisa menyengat sedangkan arus DC tidak?"

 seperti yang kita tahu bahwa arus AC (alternating current) itu arusnya berubah ubah menurut fungsi waktu. Ketika kita menyentuh kabel yang beraruskan arus AC. Arus itu tentu akan melewati tubuh kita dan menjadikan diri kita sebagai hambatan, kondisi itu akan terjadi ketika posisi tubuh kita sedang terGround. Nah karena arus yang berubah-ubah inilah yang membuat kita merasa tersengat. Hal ini dapat terjadi karena jantung kita mendapat suatu getaran yang lebih besar dibandingkan getaran jantung itu sendiri, sehingga kita merasa tersengat.

Beda Potensial Listrik Potensial tinggi Arus elektron Benda B Potensial rendah Konduktor Klik Arus listrik Benda C Potensial rendah Arus elektron Benda D Potensial tinggi Konduktor Klik Arus listrik Benda C Potensial rendah Arus elektron Benda D Potensial tinggi Konduktor Klik Arus listrik Klik Definisi Beda potensial listrik Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan



W Q

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.

Tegangan ( voltage ).

  Satuan tegangan listrik : volt.

Satu volt : tenaga listrik yang dibutuhkan untuk menghasilkan intensitas listrik sebesar 1 Ampere melalui sebuah konduktor (penghantar) yang memiliki tahanan sebesar 1 Ohm.

 Voltage rendah : arus listrik dengan tegangan listrik kurang dari 1000 volt.

Cara mengukur kuar arus

    

Alat ini hanya dapat digunakan untuk mengukur kuat arus DC saja. Kuat arus DC biasanya kecil. Karena itu alat ini hanya mencantumkan angka pengukuran sampai 500 mA.

Mengukur kuat arus DC dilakukan dengan cara sambungan seri dengan alat pemakai, misalnya lampu pijar. Saklar penunjuk diarahkan pada DC mA dengan memperhatikan batas ukur. Dipilih misalnyaangka 25.

Disini kita mengukur dalam keadaan hubungan terbuka. Karena itu putuskan hubungan.

Tempelkan colok merah pada kutub positip (+) dan colokhitam (-) pada kutub negatip (-).

Baca skala, jarum menunjuk pada angka berapa. itulah hasil pengukurannya.

Mengukur kuat arus listrik

  Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah atau ammeter.

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

Klik Klik Klik Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Klik

Cara membaca Amperemeter

skala maksimum skala yang ditunjuk jarum skala batas ukur Klik Klik Nilai yang terukur = Nilai yang ditunjuk jarum Nilai maksimum 34 100 X 1 x Batas ukur = 0,34 A

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.

ground netral isolator arus sekering penjepit

SumberTegangan

   Supaya 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 :

 Elemen Primer ( Sumber tegangan yang tidak dapat “ diisi ulang ) 1. Elemen Volta, terdiri dari komponen : -

+ Batang tembaga Lempeng seng Larutan asam sulfat encer Prinsip Kerja

2. Elemen Kering ( batu baterai ) Beda potensial = 1,5 V Prinsip Kerja

Elemen Sekunder ( dapat “diisi” kembali )



Akkumulator (aki )

Bagian – bagian dari aki

Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

Pada saat akku diisi ulang terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia Prinsip Kerja

Mengukur Beda Potensial ( tegangan listrik )

 

Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya

Diagram Komponen

Mengukur arus listrik dan beda potensial

voltmeter ammeter Diagram Rangkaian

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

Cara Membaca Voltmeter

Skala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur Nilai yang terukur = ….

ALAT UKUR AMPERMETER/GALVANOMETER

Dipakai 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 harus dipasang Shunt sebesar :

R S



1  1

R d

ALAT UKUR VOLTMETER

Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya. Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter.

Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur maksimumnya, harus dipasang tahanan depan (RV):

Rv = ( n - 1 ) Rd

CONTOH SOAL AMPERMETER/GALVANOMETER

Sebuah galvanometer dengan hambatan 5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100 millivolt jarum menunjukkan skala maksimum.

Berapa besar hambatan shunt tersebut ?

JAWABAN CONTOH SOAL AMPERMETER/GALVANOMETER

Rv R shunt

R shunt



i maks



v maks R

 0,1  5 0, 02

amper

1



i diukur i maks



50 0, 02



2.500 .5

ohm



0, 002

ohm

CONTOH SOAL VOLTMETER

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 ?

JAWABAN CONTOH SOAL VOLTMETER

Rv R

depan



V diukur V maks

 120 6  20

R multiplier



R multiplier

 (

 1)

R v



19.000

ohm

osiloskop

Alat untuk menunjukkan bentuk pulsa tegangan v Tegangan boak balik Tegangan searah

V=besar tegangan (volt) Volt/div=tmbol volt/div pada osiloskop

Frekuensi tegangan:

f=frekuensi (hertz) t=total waktu (s) Time/div=tombol time/div pada osiloskop

B. Hambatan listrik

Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :

 

L A

R = hambatan L = panjang konduktor A = luas penampang  = hambat jenis atau resistivitas satuan = ohm satuan = meter satuan = m 2 satuan = ohm meter Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan : 0 ( 1  

R

(t)

= R

( 1 +



.t )

 = koef suhu hambat jenis

Hambatan Kawat Penghantar

Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?

Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar?

Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil .

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 L A R = hambatan kawat ( L = panjang kawat (m) Ω) ρ = hambatan jenis kawat (Ωm) A = luas penampang kawat (m²)

Contoh 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 m ² Jawab R = ρ L A R = 57,6 Ditanya L = … Ω L 57,6 = ________ 0,25 0,000 000 25 L = 57,6 . 0,25 L = 14,4 m

Hambatan Jenis

E = medan listrik J = rapat arus

 Konduktivitas hambatan

HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU

Penghantar listrik

Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang terlindung kita tidak kesetrum?

Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang tidak terlindung kita kesetrum?

Pernahkah anda kesetrum listrik?

Itu karena kabel terbuat dari konduktor dan dilindungi oleh isolator Apakah kaonduktor dan isolator itu?

Penghantar listrik

Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi: 1. Konduktor 2.Isolator

Konduktor

Baik : Penghantar Listrik yang Contoh: tembaga, besi, perak dan karbon Semua jenis logam dan karbon adalah konduktor

Konduktor

Isolator

Buruk : Penghantar Listrik yang Contoh: kayu, plastik, karet dan kaca Semua jenis non logam, kecuali karbon, adalah isolator Pada tegangan yang sangat tinggi, isolator dapat menghantarkan listrik dengan baik

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

resistor

 Komponen eklektronika yang berfungsi sebagai penghambat listrik, biasanya terbuat dari arang.

warna

Hitam Cokelat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu Abu-abu Putih Emas Perak Tak berwarna 8 9 7 8 -

1 2 3 4 5 6 7 8 8 9 2 3

1 4 5 6 -

III

10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 0,1 0,01 0,001 0,000 1

5% 10%

SUSUNAN HAMBATAN S E R I

   

i = i

V

= i = V

ad 2

= i

= V

= ....

+ V

+ ...

R

= R

+ R

+ ...

1 :

2 :

3 

1 :

2 :

Susunan seri pada Hambatan

R 2 a R 1 b c R 3 d a V ad = I R s = V ab V ab + I R 1 + I R 2 V bc R s V ad V bc + V + I R 3 cd V cd R s = R 1 + R 2 + R 3 d

SUSUNAN HAMBATAN PARAREL

   

Beda potensial pada masing-masing ujung tahanan besar ( VA = VB ).

i = i

+ i

+ ....

R p

 1

1 :

2 :

3  

1 1 

2 1 1 :

2 1

3  1 :

3 ...

Susunan Paralel pada Hambatan

I a I 2 I 1 R 1 R 2 I a I 3 R 3 R p b b I = V ab = R P R P 1 = I 1 + V ab + R 1 R V ab 2 I 2 + I 3 V ab + R 3 R 1 1 + R 2 1 + R 3 1 Vab

2 1 

Contoh

Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah R s = R 1 +R 2 +R 3 +R 4 +R 5 +R 6 +R 7 2 Ω 3 Ω 4 Ω 5 Ω 3 Ω 2 Ω 4 Ω R s =2+4+3+2+4+5+3 R s =23 Ω 4 Ω 4 Ω 6 Ω 3 Ω R P: 2 Ω 3 Ω 3 Ω 1 R P 1 R P 1 = = R P 1 = = R P R P = 1 R 1 1 6 1 6 3 6 2 Ω + 1 R 2 + 3 1 2 + 6 R s = R 1 +R P +R 2 R s = 4+2+3 R s = 9 Ω

3 2 Ω 2 Ω 4 Ω 4 Ω 2 Ω 4 5 2 2 Ω Ω 24 Ω 2 Ω 2 Ω 24 Ω 2 Ω 2 Ω 2 Ω 2 Ω 12 Ω 2 Ω 8 Ω 2 Ω 2 Ω 8 Ω 6 Ω 4 Ω 4 Ω 2 Ω 4 Ω 2 Ω 2 Ω

a Perhatikan gambar di bawah I 1 R 1 I 4Ω R 3 b 6Ω 3Ω c I 2 R 2 V = 18 volt Tentukan a.Kuat arus total R R b.Kuat arus I 1 dan I 2 c.Tegangan ab dan tegangan bc 1 1 1 R 1 P P 1 P = = = 6 R 6 3 1 1 + + 3 R P = R s R s = R 3 = 4 + 2 = 6 Ω 2 Ω + R p a I  V R I  18 volt 6 Ω I  3 A b I 1 : I 2 1 = R 1 : 1 R 2 I 1 : I 2 = 6 1 : 3 1 x6 I 1 : I 2 = 1 : 2 1 I 1 = 3 I 1 I 1 1 = 3 = 1 A x x 3 I c V ab = I R 3 V ab = 3 x 4 V ab = 12 V V bc = I 1 R 1 V bc = 1 x 6 V bc = 6 V atau V bc = I 2 R 2 V bc = 2 x 3 V bc = 6 V I I 2 2 I 2 = 3 2 2 = 3 = 2 A x x I 3

Latiha

n

Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus total c. Kuat arus I1 dan I2 d. Tegangan Vab a I 2 2 Ω I 1 3Ω 4Ω 12 V 4Ω 1Ω 5Ω b 2 2 Ω a 2 Ω b 4 Ω 4 Ω c 2 Ω d 2 Ω e 2 Ω 2 Ω f 2 Ω V = 12 V Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus tiap hambatan c. Tegangan tiap hambatan

CONTOH SOAL RANGKAIAN SERI-PARAREL

A 4 ohm 10 ohm 5 ohm 5 ohm 6 ohm 7 ohm B 2 ohm 4 ohm 12 ohm 7 ohm 3 ohm

Hitunglah hambatan pengganti di atas.

3 ohm

JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN SERI-PARAREL

A 4 ohm 10 ohm 6 ohm 7 ohm 5 ohm 5 ohm 2 ohm 4 ohm 12 ohm 7 ohm 3 ohm 3 ohm B

Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karena arus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.

R s

   

ohm

1 1 1 1

R p R p

 8 24 24  6

ohm

R p

5 1 20

R p

 20  4

ohm R s

   

ohm

RANGKAIAN HAMBATAN SEGITIGA - BINTANG

R B R C R 1 R A

R A



1 

R R

1 .

2 

R B



1 

R R

2 .

2 

R C



1 

R R

.

2 

CONTOH SOAL RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 6 ohm

Hitunglah hambatan pengganti.

4 ohm 2 ohm 6 ohm 10 ohm

Hitunglah hambatan pengganti.

6 ohm 2 ohm

JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG

12 ohm 4 ohm

R s

6 ohm

RB RA RC

6 ohm 6 ohm 2 ohm 10 ohm 2 ohm

ohm

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.

R s

  

ohm R s

ohm

R p

 1 18  1 6

R p

 18  4, 5

ohm R A



R B



R C

 6.6

 2

ohm R s

  

ohm

R p

 1 12  1 4

R p



R s

12 2 4

ohm

 3

ohm

ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE

untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar •

Bila arus yang lewat G = 0, maka :

R X

 1 .

CONTOH SOAL JEMBATAN 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. Galvanome ter yang dipasang menunjukkan angka nol.

Hitunglah Rx

JAWABAN CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE

2 

R R

1 .

R x



R R

1 .

R x

 3.10

2  15

ohm

Hukum Ohm

1 A 2 V

HUKUM OHM

Klik Jml Baterai 1 2 3 V I Klik Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar.

Klik Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik? Buatlah grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik.

Klik Klik V(volt) Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I ) 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Klik 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Data V 1,2 2,6 4,0 I 0,2 0,4 0,54 0,6 I( A) I V R V V ~ = I I R Klik = Beda potensial ( volt ) = Kuat arus listrik ( A ) = Hambatan ( Ω )

Klik Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( R( Ω ) I ) Klik 50 Klik Data R 10 I 20 30 40 1,0 0,5 0,3 0,25 40 30 20 10 0,25 0,50 0,75 1,0 1,5 I I I I 1 2 3 4 = = = = I( A) V R V R V R V R Jika V dibuat tetap = 10 V I I 1 I 2 = 3 = = I 4 = 10 10 10 20 10 30 10 40 I I I I 1 2 3 4 = 1,0 A = 0,5 A = 0,3 A = 0,25 A V R = I

HUKUM OHM

Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.

Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.



V A



R V B

I = kuat arus V A - V B =V AB = beda potensial titik A dan titik B R = hambatan

Hk. Ohm

V 2 4 6 8 10 I 1 2 3 4 5 V I = R R 2 2 2 2 2  Tegangan sebanding dengan kuat arus Bila tegangan naik maka kuat arus juga naik Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah

tetap

( Hk. Ohm)

Persamaan Hk. Ohm

I

atau

= R V = I . R

V = tegangan ( V ) I = Kuat arus (A) R = Hambatan ( Ω)

CONTOH SOAL HUKUM OHM

0,3 amper A V 1,5 volt Metode amper-voltmeter dipasang sedemikian Rupa untuk mengetahui besar hambatan R,

Seperti tampak gambar di atas, Hitung R

JAWABAN CONTOH SOAL HUKUM OHM

0,3 amper A V 1,5 volt 

V I R

 1,5 0,3  5

ohm

TEGANGAN JEPIT (V)

 Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup . – ujung Pengukura Tegangan Jepit V

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. Pengukura ggl V

Susunan Seri GGL

r E r E r E E total = n E r total = n r E = ggl ( volt) r = hambatan dalam ( Ω ) n = jumlah baterai

Susunan Paralel GGL

E r E E r r E total = E r total = r n

Hukum Ohm dalam rangkaian

p R q Hubungan ggl dengan tegangan jepit I E , r Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian E = V pq + I r



R E



Tegangan jepit V pq = I R I = Kuat arus ( A ) E = ggl ( volt ) R = hambatan luar ( Ω ) r = hambatan dalam ( Ω ) V pq = tegangan jepit ( volt )

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 I 1 dan I 2 d. Tegangan V ab , V bc e. Tegangan jepit I a 3 Ω I 1 6 Ω b c r E E = 4 V r = 0,2 Ω I 2 4 Ω r E r E

Klik

Hukum I Kirchoff

Rangkaian seri Klik Klik L 1 mana sama L 2

Hukum kirchoff I

 Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum ini berbunyi “ Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan”. Yang kemudian di kenal sebagai hukum kirchoff I

I = I

+I

Klik Contoh 1. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1 , I 2 , I 3 ?

10A Klik P I = 40 A I 1 25A Q I 2 S Klik Jawab Pada titik cabang P I = 10 A + I 1 + 25 A 40 A = 10 A + I 1 + 25 A 40 A = 35 A + I 1 I 3 I 1 = 40 A - 35 A I 1 = 5 A Klik Pada titik cabang Q 10 A + I 1 = I 2 10 A + 5 A = I 2 Klik 15 A = I 2 Pada titik cabang S I 2 + 25 A = I 3 15 A + 25 A = I 3 40 A = I 3

Klik 1. Tentukanlah kuat arus I 1 sampai dengan I 6 ?

50 mA 30mA I 5 I 1 I 4 I 6 15 mA I 2 23mA I 3 2.

Klik I = 20 A I 1 I 2 I 3 I 4 Klik 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1 sampai I 7 ?

I 7 12 A I Jika I 1 = I 2 3 : I 4 = 1 : 2 dan I 5 = 2 I 6 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Jika I 1 : I 2 = 1 : 4 dan I 3 : I 4 = 1 : 3 Tentukan I 1 sampai I 4 ?

Hukum kirchoff II

   “Jumlah potensial (V) yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol” Σ V tertutup = 0 Σ E + Σ( I.R) = 0

aguspurnomosite.blogspot.com