Oleh: Ahmad Firdaus Rakhmat Andriyani

Presentasi berjudul: "Oleh: Ahmad Firdaus Rakhmat Andriyani"— Transcript presentasi:

1 Oleh: Ahmad Firdaus 201221049 Rakhmat Andriyani 201221034
Arus dan Hambatan Oleh: Ahmad Firdaus Rakhmat Andriyani

2 Arus Listrik Adalah arus elektron dari satu atom ke atom disebelahnya
1 ampere adalah perpindahan elektron sebanyak 6.24 x 1018 yang melewati satu titik pada setiap detiknya. Simbol= I, dan simbol satuan arus listrik = A

3 Arus Listrik Gambar ini menunjukkan perpindahan elektron melalui konduktor karena pengaruh gaya luarnya yang ditimbulkan oleh batterai

4 Arah Arus Pada rangkaian listrik elektron mengalir dari negatif ke positif Pada saat awal dilakukan percobaan-percobaan listrik muncul asumsi bahwa arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Arus listrik bisa saja dianggap benar untuk kedua pendapat di atas, tetapi kita membutuhkan sebutan sendiri-sendiri untuk membedakan. Untuk itu kita menyebutnya sebagai Electron Current Flow (Aliran Arus Listrik) dan Conventional Current Flow (Aliran Arus Konvensional).

5 Jenis-jenis Arus Arus Searah (Direct Current / DC): perpindahan Elektron dalam satu arah saja. Arus Bolak-balik (Alternating Current / AC): perpindahan elektrok dengan arah tertentu, kemudian kembali ke arah sebaliknya.

6 Efek Arus Listrik Setiap kali terdapat arus listrik pasti timbul panas dan medan magnet. Selain itu kadang juga timbul 2 efek lain, yaitu efek kimia dan fisiologis Efek Panas: Arus listrin menimbulkan panas. Kegunaan praktis: radiator listrik, ketel, pelindung rangkaian Efek Magnet: Layaknya panas, efek magnet juga selalu timbul setiap kali ada arus listrik. Kegunaan praktis: motor listrik, generator, transformator

7 Arus Dan Rapat Arus Sebuah arus listrik i dihasilkan jika sebuah muatan netto q melewati suatu penampang penghantar selama waktu t, maka arus (dianggap konstan) adalah: 𝑖 = 𝑞 𝑡 Dimana: Satuan arus adalah Ampere (A) Coloumb untuk muatan q, dan Detik untuk satuan waktu (t)

8 Arus dan Rapat Arus Jika banyaknya mautan yang mengalir per satuan waktu tidak konstan maka arus akan berubah dengan waktu dan diberikan oleh limit diferensial dari persamaan di atas, atau: 𝑖= 𝑑𝑞 𝑑𝑡 Besarnya rapat arus didefinisikan sebagai: 𝑗= 𝑖 𝐴 ;𝐴=𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑃𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔

9 Contoh Soal 1 Berapa banyak electron yang mengalir melewati sebuah bola lampu setiap detiknya, jika arus yang melewati lampu tersebut sebesar 0.75A. Diketahui: I=0.75A; t=1 detik Ditanya: e? Jawab: Muatan yang mengalir melewati bola lampu tersebut dalam 1 detik = 𝒒=𝑰 . 𝒕= 𝟎.𝟕𝟓 𝑨 𝟏,𝟎 𝒅𝒆𝒕𝒊𝒌 =𝟎,𝟕𝟓𝑪 Besar muatan pd masing-masing electron adalah: e=1.6 x C, maka: 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ= 𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑒𝑙𝑒𝑘𝑡𝑟𝑜𝑛 = 𝐶 1.6 𝑥 10 −19 =4.7 𝑥

10 Hukum Ohm: Hambatan, Resistivitas dan Konduktivitas.
Hambatan: Sebuat kawat atau benda lain adalah ukuran beda potensial (V) yang harus terpasang antara benda tersebut sehingga arus sebesar 1 Ampere dapat mengalir melewatinya. Simbol kuantitas untuk tahanan adalah: R. Simbol satuannya: Ω (Omega Yunani) digunakan 1 Ω = 1 V/A

11 Hukum Ohm: Hambatan, Resistivitas dan Konduktivitas.
Hukum Ohm mendefinisikan tentang hubungan antara arus, tahanan dan beda tegangan pada rangkaian listrik Dinyatakan secara matematis: 𝐴𝑟𝑢𝑠= 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛 𝐼= 𝑉 𝑅

12 Hukum Ohm: Hambatan, Resistivitas dan Konduktivitas.
Persamaan pada Hukum Ohm akan mudah diingat-ingat dan diterapkan secara efektif jika anda mengetahui lingkaran hukum Ohm. Untk mencari V, I atau R jika dua nilai komponennya sudah diketahui, tutupi komponen yang belum diketahui pada lingkaran berikut ini

13 Hukum Ohm: Hambatan, Resistivitas dan Konduktivitas.
𝑉=𝐼.𝑅 𝐼= 𝑉 𝑅 𝑅= 𝑉 𝐼 V I R

14 Percobaan 1 Sebuah rangkain memiliki tahanan sebesar 10 dan disambungkan dengan sumber tegangan (baterai) 10VDC. Tentukan besarnya arus yang mengalir pada rangkaian tersebut.

15 Percobaan 2 Dengan rangkaian serupa namun sumber tegangan (baterai) dinaikkan dari 10V menjadi 20V. Tentukan arus listriknya: Pada rangkaian ini aliran arus listrik yang mengalir adalah 2 Ampere

16 Percobaan 3 Sekali lagi dengan rangkaian serupa, jika sumber tegangan (batteri) dikurangi dari 10 Volt menjadi setengahnya, hitunglah arus listrik yang mengalir. Arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah: 0.5 Ampere

17 Kesimpulan percobaan 1,2 dan 3
Untuk nilai hambatan tetap, jika tegangan dinaikkan maka arusnya juga akan naik . Dan Untuk nilai hambatan tetap, jika tegangan diturunkan maka arusnya juga akan turun. Dengan kata lain dapat disimpulkan bahwa: Arus listrik berbanding lurus dengan tegangan

18 Percobaan 4 Sekarang tegangannya tetap sama tetapi nilai hambatannya. Pada percobaan ini, tegangannya tetap konstan pada 10V, sementara nilai hambatannya diubah dari 10 Ω (percobaan 1) menjadi 5 Ω. Arus yang mengalir pada rangkaian tersebut adalah: 2 Ampere

19 Kesimpulan percobaan 4 Untuk nilai tegangan tetap, pengurangan nilai hambatan akan menambah nilai arus listriknya. Untuk nilai tegangan tetap, penambahan nilai hambatan akan mengurangi nilai arus listriknya. Dengan kata lain dapat disimpulkan bahwa: Arus listrik berbanding terbalik dengan nilai hambatan

20 Contoh Soal 2 Sebuah bola lampu senter kecil menarik 300mA dari baterai 1.5V. Berapa hambatan bola lampu tersebut? Jika tegangan turun sampai 1,2V, bagaimana arus akan berubah ? Diketahui: I=300mA = 0.3A ; V=1,5V Ditanya: a. R ? b. I ? Jika V menjadi 1,2V Jawab:

21 Contoh Soal 2 Jika V menjadi 1.2 dengan hambatan = 5ohms maka arus akan berubah sbb:

22 Resistivitas Bahan Didefiniskan dari 𝜌= 𝐸 𝑗 Satuan SI dari 𝜌 𝑎𝑑𝑎𝑙𝑎ℎ Ωm
𝜌= 𝐸 𝑗 Satuan SI dari 𝜌 𝑎𝑑𝑎𝑙𝑎ℎ Ωm Dimana: E=Kuat Medan J= Rapat Arus

23 Konduktivitas bahan Adalah kebalikan dari resistivitas, diberikan oleh: 𝜎= 1 𝜌 Satuan SI dari 𝜎 adalah (Ωm)-1 Dimana 𝜌 = Resistivitas bahan

24 Dari hubungan: Maka kita dapat menuliskan resistivitas 𝜌 sebagai: Dan V/I adalah hambatan R yang dapat dinyatakan sebagai:

25 Daya Listrik Energi yang diubah bila muatan q bergerak melintasi beda potensial sebesar V adalah qV, maka daya P diberikan oleh: Muatan yang mengalir per detik, q/t merupakan arus listrik, I . Dengan demikian kita dapatkan: Satuan SI daya listrik adalah Watt (1W=1J/det)

26 Dengan menggunakan hukum Ohm (V=IR), akan didapatkan:

27 Contoh Soal 3 Dengan menggunakan nilai yang terdapat pada gambar di bawah ini, hitunglah: Daya yang terpakai oleh tiap komponen Total daya yang hilang pada rangkaian

28 Contoh Soal 3 Jawab: Daya individual b. Total daya PR1 = VxI = 10 x 3
(ii) PR2= VxI = 4 x 3 = 12W (iii) PR3= VxI = 6 x 3 = 18W b. Total daya PT1 = PR1+PR2+PR3 = = 60W (ii) PT dgn cara lain: PT = VT x IT = 20 x 3 = 60

29 Contoh Soal 4 Sebuah pemanas listrik dengan hambatan 8ohms membutuhkan 15 A dari kawat utamanya. Dengan laju berapakah energi termal terjadi, dalam W? Berapakah biaya operasional pemanas selama 4 jam jika biaya per jam adalah 10 sen/kW jam? Diketahui: I = 15A ; R= 8 Ohms ; t=4 jam = 7200 detik. Biaya per kW jam = 10 sen Ditanya: Energi termal (W) ? Dan Biaya selama 4 jam. Jawab:

30 TERIMA KASIH