ARUS DAN GERAK MUATAN LISTRIK

Pengertian Arus Listrik Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu.

Secara matematis dinyatakan sebagai : Q= muatan listrik ( Coulomb ) t = waktu ( detik ) I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)

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

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

Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub - ) ke potensial tinggi ( kutub + ). Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub + ) ke potensial rendah ( kutub - ). Potensial tinggi Arus listrik Aliran elektron tegangan (beda potensial) Potensial rendah

Mengukur kuat arus listrik Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau ammeter. Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya. ke Diagram Rangkaian

Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus aliran arus listrik. 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 arus sekering netral penjepit isolator

Sumber Tegangan 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 :

- + Prinsip Kerja Elemen Primer Batang tembaga Lempeng seng ( 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 Diagram Rangkaian

Rangkaian Listrik Rangkaian listrik adalah jalur yang dilalui oleh arus listrik Rangkaian listrik dibagi 2, yaitu Rangkaian terbuka (tidak ada arus listrik mengalir) Rangkaian tertutup (ada arus listrik mengalir)

Rangkaian Terbuka Rangkaian Tertutup

Simbol Komponen Listrik : sumber tegangan atau beda potensial : penghantar berarus listrik; arah panah menunjukkan arah aliran arus listrik. : hambatan listrik atau resistor : sakelar : alat ukur amperemeter : alat ukur voltmeter : alat ukur ohmmeter

Hukum Kirchoff I Hukum Kirchoff I berbunyi : “Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik cabang tersebut “

Contoh Soal (1) Jika I = 10 A, I1=I3=3 A, Berapakah besar kuat arus I2 ?

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : I2 = ….? Jawab : Jadi besar kuat arus I2 adalah 4A

Contoh Soal (2) Jika I1 = I5 = 3A , I2 = 3A , I3 = 5A, maka besar I4 adalah ….

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : I4 = ….? Jawab : Jadi besar kuat arus I4 adalah 7A

Rangkaian Hambatan Listrik 1. Rangkaian Seri

1 2 3 Diganti

Pada rangkaian Seri tersebut berlaku : Sehingga pada Rangkaian Seri berlaku, Dengan n = jumlah resistor

..\..\Kelas 9\rangkaian_listrik_seri.html

Contoh Soal (3) Tiga buah hambatan, masing-masing sebesar 30 ohm, 40 ohm, dan 50 ohm dirangkai seri dengan sumber tegangan 60 volt. a. Berapa hambatan penggantinya? b. Berapa kuat arus pada rangkaian tersebut?

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : a. Rs = …? b. I = …? Jawab : a. b. Jadi hambatan penggantinya adalah 120Ω dan kuat arusnya adalah 0,5 A

2. Rangkaian Paralel

Pada rangkaian paralel berlaku : V

..\..\Kelas 9\rangkaian_listrik_paralel.html

Contoh Soal (4) Tiga buah hambatan dipasang secara paralel. Masing – masing sebesar 60Ω. Jika sumber tegangan 12 volt, tentukan : a. Berapa hambatan penggantinya ? b. Berapa kuat arus yang mengalir ?

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : a. Rp = …? b. I = …? Jawab : a. b. Jadi hambatan penggantinya adalah 20Ω dan kuat arusnya adalah 0,6 A

Rangkaian Seri-Paralel

Rangkaian Seri-Paralel tersebut bisa diganti menjadi :

Contoh soal (5) Dari rangkaian di atas, tentukan : a. Hambatan penggantinya ? b. Kuat arus listrik yang mengalir ?

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : a. Rp = …? b. I = …? Jawab : a.

b. Jadi hambatan penggantinya sebesar 3,6Ω dan kuat arus listriknya adalah 1,67A

Contoh soal (6) Jika sumber tegangan pada rangkaian di atas 15 V, tentukan : a. Hambatan penggantinya ? b. Kuat arus listriknya ?

Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : a. Rp = …? b. I = …? Jawab : a.

b. Jadi hambatan penggantinya sebesar 10Ω dan kuat arus listriknya adalah 1,5A