RANGKAIAN ARUS SEARAH ( DC) Pengertian Arus Listrik Hukum Ohm Hukum Kirchoff I Rangkaian seri dan paralel hambatan listrik Hukum Kirchoff II Energi dan daya listrik Adriansyah production-SMAN 13

PENGERTIAN ARUS LISTRIK LISTRIK ARUS SEARAH CREATED BY DRS. ADRIANSYAH PENGERTIAN ARUS LISTRIK TURBIN POMPA ALIRAN AIR Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 ANALOG LAMPU ARUS LISTRIK BATEREI R I = q/t KETERANGAN : I = Arus listrik (coulomb/detik atau ampere) q = Muatan listrik(coulomb) t = Waktu (detik) hambatan e=ggl Adriansyah production-SMAN 13

HUKUM OHM V = I R R = V / I Atau R = tangen V KETERANGAN: V = Beda potensial (volt) I = Arus litrik (ampere) R = hambatan listrik (ohm) V R = V / I I R = V / I Atau R = tangen Catatan penting: R tetap selama hambatan tidak mengalami perubahan suhu Adriansyah production-SMAN 13

BESARAN BESARAN YANG MEMPENGARUHI HAMBATAN LISTRIK PENAMPANG KAWAT A l l r R= A Keterangan: R = Hambatan Listrik kawat (ohm) r = Hambatan jenis kawat (ohm.m) l = Panjang kawat (m) A = Luas penampang kawat (m2) Adriansyah production-SMAN 13

Menurut Kirchoff I = I1 + I2 + I 3 HUKUM KIRCHOFF I I1 I2 I I3 Menurut Kirchoff I = I1 + I2 + I 3 SECARA UMUM S I masuk = S I keluar Adriansyah production-SMAN 13

Tentukan besar dan arah arus listrik I4 ? =3 ohm I5 =1 ohm I2 =6 ohm I4 I3 = 4 ohm Berdasarkan hukum Kirchoff I ΣImasuk = ΣIkeluar I1 + I2 + I5 = I3 + I4 Jawab: I4 = 6 ohm arah menjauhi titik cabang Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 RANGKAIAN SERI R1 R3 R2 I3 I1 I2 I V Untuk hambatan seri: I = I1 = I2 = I3 V = V1 + V2 + V3 IRtot = I1R1 + I2R2 +I3R3 Rtot = R1 + R2 + R3 Adriansyah production-SMAN 13

UNTUK RANGKAIAN PARALEL : V UNTUK RANGKAIAN PARALEL : V = V1 = V2 = V3 I = I1 + I2 + I3 V V1 V2 V3 Rtot = + + R1 R2 R3 1 1 1 1 Rtot = + + R1 R2 R3 Adriansyah production-SMAN 13

HITUNGLAH BERAPA BESARNYA HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN DIATAS R= 15 W R= 15 W R= 10 W R= 15 W R= 15 W R= 15 W HITUNGLAH BERAPA BESARNYA HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN DIATAS Adriansyah production-SMAN 13

HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN 15 10 15 RS1 = 15 + 15 = 30 W RS1 30 1 2 R P1 15 30 30 = + 30 3 15 30 15 RP1 =30/3 = 10 10 15 30 RP1 15 RP1 RS2 = 15+15+10 = 40 W RS2 10 15 10 15 40 1 1 1 4 1 . 5 RP2 10 40 40 40 40 = + RP2 = 40/5 = 8 W RP2 10 40 HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN Adriansyah production-SMAN 13

HUKUM OHM PADA RANGKAIAN TERTUTUP e = I R + I r Keterangan: e = Gaya gerak listrik/ggl (volt) r = Hambatan dalam ggl (ohm) R = Hambatan Luar (ohm) I = Kuat arus listrik (ampere) Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 HUKUM KIRCHOFF II Hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam sumber tegangan dan penurunan tegangan sepanjang rangkaian tertutup(loop) sama dengan nol S e + S IR = 0 Contoh: e1 , r1 Putaran loop searah jarum jam I -e1 + e2 - IR1 - IR2 -Ir1-Ir2 = 0 R2 R1 I e2 , r2 Adriansyah production-SMAN 13

Perhatikan rangkaian listrik pada gambar dibawah ini! 9V, 0,5 ohm Hitung arus listrik yang mengalir pada rangkaian tsb. 4 ohm D 12V, 1,5 ohm C Jawab: Putaran loop searah jarum jam(loop ABCDA) 9 – 12 + I(0,5) + I(1,5) + I(4) = 0 -3 + 6I = 0 6I = 3 I = ½ ampere Adriansyah production-SMAN 13

MENENTUKAN KUAT ARUS PADA RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP) LOP I ( EFABE ) SE = S i.R -E1+ i1R1 + ( i1+i2 )R2 =0 10 = i14 + ( i1+i2 )2 10 = 4i1 + 2i1+ 2i2 10 = 6i1 + 2i2  ( I ) A B C i1+ i2 I II LOP II ( EDCBE ) SE = S i.R -E2+i2R3 + ( i1+i2 )R2=0 12 = i23 + ( i1+i2 )2 12 = 3i2 + 2i1+ 2i2 12 = 2i1 + 5i2  ( II ) = 4 W = 2 W 3 W i1 i2 Dari persamaan (I) dan (II) (I) X 1  10 = 6i1+ 2i2 (II) X 3  36 = 6i1+ 15i2 -26 =-13i1 i2 = 2 A 10 V 12 V F E D Penjelasan : Arus di EFAB = i1, di EDCB = i2 ,di BE = i1+ i2 Di titik cabang B berlaku Si = 0 , arus yang masuk i1& i2, sedangkan yang keluar ( i1+ i2 )  i1 + i2 – (i1 +i2 ) = 0 Di titik cabang E berlaku Si = 0 . arus yang masuk i1+ i2 sedangkan yang keluar i1 & i2  -i1 - i2 + (i1 +i2 ) = 0 Pada Loop EFABE berlaku  SE+ Σ i.R = 0 -E1+ i1.R1 + ( i1+i2 ).R2 =0 Pada Loop DCBED berlaku  SE +Σ i.R = 0 - E2+i2.R3 + ( i1 +i2 ).R2 =0 Dari persamaan (I) 10 = 6i1+ 2i2  10 =6.I1+2. 2 10 = 6i1 + 4 i1 = 1 A Arus di EFAB = i1= 1 A Arus di EDCB = i2 = 2A Arusdi BE = i1+ i2 = 3 Adriansyah production-SMAN 13

MENENTUKAN KUAT ARUS PADA RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP) B i3 R3 R1 I R2 I R4 Hitunglah arus yang ada pada masing-masing cabang dan beda potensial di AB. (I) X 2 3 = 3,5i1 + 2i2 0 = - i1 + 2i2 3 = 4,5 i1 i1 = 0,67 A Jawab . i3 = i1 + i2 Lop I  SE = S i.R V= i1R1+i3R2 1,5 = 0,75i1 + (i1 + i2 ).1 1,5 = 1,75i1 + i2  (I) Lop II  SE = S i.R 0 = i2R3 + i2R4 - i3R2 0 = 1,5i2 + 1,5i2 - (i1 + i2 ).1 0 = - i1 + 2i2  (II) (II)  i2 = 0,5 i1 = 0,5.0,67 = 0,33 A i3 = i1 + i2 = 0,67+ 0,33 i3 = 1 A VAB = i3 . R2 = 1.1 = 1 V Adriansyah production-SMAN 13

ENERGI DAN DAYA LISTRIK ENERGI LISTRIK W = q V KARENA q = I t , maka : W = ( I t ) V = V I t Keterangan : W = Energi listrik (Joule) q = muatan listrik (Coulomb) V = Beda potensial listrik (volt) I = Arus listrik ( Ampere) T = Waktu (sekon) Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 Karena V = I R , maka : W = V I t = (I R) I t W = I2 R t atau W = V I t = V ( V/R) t W = V2 t / R Keterangan : R = hambatan listrik (ohm) Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 DAYA LISTRIK P = W / t Keterangan : P = Daya (watt) 1 watt = 1 Joule/ sekon kWh = kilowatt-hour 1 kWh = (1000 watt)x(3600sekon) 1 kWh = 3.6 x 106 watt.sekon/Joule P = V I t / t P = V I P = I2 R P = V2 / R Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 Sebuah hambatan sebesar 360 Ω dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V dalam waktu 3 menit. Berapakah energi yang diserap oleh hambatan tersebut ? Jawab : W = V2 t / R = (120)2 x (3x60) / 360 W = 7,2 KJ Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 Lampu listrik pada beda potensial 120 V memerlukan arus listrik sebesar 1 A. Biaya energi listrik per kWh adalah Rp. 150,-, berapakah biaya yang harus dibayarkan selama sebulan Jika setiap hari lampu tersebut menyala selama 8 jam? ( 1 bulan = 30 hari ) Jawab : Energi yang diserap oleh lampu selama sebulan : W = V I t = 120 x 1 x (8x30)=28.800 wh = 28,8 kWh Biaya yang harus dibayarkan : 28,8 x Rp. 150,- = Rp. 4.320,- Adriansyah production-SMAN 13

V2 R = V/I = 6/0,3 = 20 W P = R P = V.i = 6 . 0,3 = 1,8 W V2 2402 MENGHITUNG TEGANGAN YANG TERTERA PADA ALAT LISTRIK DAN MAMPU MENGHITUNG ENERGI DAN DAYA YANG TERPAKAI PADA ALAT LISTRIK Lampu ini memerlukan beda potensial 6 Volt dan arus 0,3 A. Bagaimana jika diberi beda potensial lebih kecil misalnya 5 Volt ? Atau arus lebih kecil misalnya 0,2 A ? Lampu menyala tidak terang . Bagaimana jika beda potensial dan arusnya diperbesar ? Lampu akan putus. Berapa besar hambatan lampu, dan berapa daya dari lampu Berapa besar hambatan lampu, dan berapa arus yang diperlukan lampu V2 P = R V2 2402 R = = = 960 W P 60 i = V/R = 240/960 = 0,25 A R = V/I = 6/0,3 = 20 W P = V.i = 6 . 0,3 = 1,8 W Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 Sebuah lampu pijar 60 watt-120 volt dipasang pada 240 volt. Tentukanlah : a. Arus listrik yang mengalir pada lampu b. Daya lampu sekarang Jawab : a. Hambatan lampu R = V2/ P = (120)2 / 60 = 240 Ω I = V / R = 240 / 240 = 1 ampere b. P = I2 R = (1)2 240 = 240 watt Adriansyah production-SMAN 13

Adriansyah production-SMAN 13 TERIMA KASIH Adriansyah production-SMAN 13