LISTRIK DINAMIS

A. ARUS LISTRIK Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah aliran elektron yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah. Kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar persatuan waktu dengan : I = kuat arus listrk ( ampere) q = muatan listrik (coulomb) t = waktu ( sekon )

Ampermeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik Ampermeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik. Ampermeter selalu dipasang seri. Voltmeter adalah alat untuk mengukur beda potensial. Voltmeter selalu dipasang pararel Sumber-sumber arus searah ( DC) : 1. Elemen volta 2. Elemen kering 3. Akumulator ( aki )

Kelemaham elemen volta: Elemen volta termasuk elemen primer, yaitu sumber listrik arus searah yang memerlukan penggantian bahan (elemen) setelah digunakan/ tdk dapat dimuati ulang. Kelemaham elemen volta: a. Timbulnya gelembung-gelembung gas yang menempel pada lempeng tembaga dan menghalangi aliran listrik (disebut POLARISASI) b. Kurang praktis

2). Elemen Kering / batu baterai         Elemen kering pertama kali dibuat oleh Leclanche. Disebut elemen kering karena menggunakan larutan elektrolit dalam bentuk pasta yang kering Bagian utama elemen kering adalah : a. Karbon (batang arang) sebagai kutub positif atau anoda (A). b.  Seng sebagai kutub negatif atau katoda (K). c.  Amonium Klorida (NH4Cl) sebagai larutan elektrolit d.  Mangan Dioksida (MnO2) sebagai depolarisator

Keuntungan elemen kering : a.Dapat lebih awet (tahan lama) dalam mengalirkan arus listrik b.Tidak membasahi peralatan lain karena menggunakan larutan elektrolit berbentuk pasta yang kering c. Dapat menghasilkan beda potensial yang cukup Baterai Termasuk elemen primer(= tidak dapat dimuati ulang/disetrum)

3). Akumulator (Aki)        Akumulator merupakan sumber tegangan yang berasal dari reaksi kimia. Aki termasuk elemen sekunder (=dapat dimuati ulang/diisi kembali). Elemen sekunder ada 2: elemen sekunder basah (aki), sedangkan elemen sekunder kering (baterai isi ulang) Terdapat dua proses yaitu, proses pemakaian dan pengisian akumulator.  Proses pemakaian akumulator adalah proses perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Sedangkan proses pengisian akumulator adalah proses perubahan energi listrik menjadi energi kimia

Bagian utama akumulator adalah : a. Timbal dioksida (PbO2) sebagai anode atau kutub positif b. Timbal murni (Pb) sebagai Katode atau kutub negatif c.  Asam sulfat (H2SO4) sebagai larutan elektrolit

Hukum I kirchhoof Dalam rangkaian bercabang, kuat arus yang masuk pada suatu titik cabang sama dengan kuat arus yang keluar dari titik cabang itu. Σ I masuk = Σ I keluar I1 I1 + I2 + I3 = I 4 I4 I2 I3

Hambatan Kawat logam ρ L Sepotong kawat yang panjangnya L dengan luas penampang A akan mempunyai hambatan listrik sebesar : Dengan : R = hambatan (ohm,Ω ) ρ = hambatan jenis ( ohmmeter, Ωm ) L = panjang kawat (m) A = luas penampang kawat (m2) Hambatan jenis kawat juga dipengaruhi suhu.

Contoh Kawat aluminium luas penampangnya 1 mm2. Jika panjang kawat aluminium tersebut 100 m, berapa hambatannya? ρ=2,9 x 10-8 Ωm .

Latihan Hambatan sepotong kawat tembaga yang panjangnya 50 m dan luas penampangnya 2,5 mm2 adalah 0,34 Ω. Hitung hambatan jenis kawat! Hal 172( Lab saku)

Rangkaian Hambatan 1). Rangkaian Seri Kuat arus listrik pada tiap hambatan besarnya sama Tujuan : memperbesar hambatan Fungsi : pembagi tegangan R3 R2 A B RS Rs = R1 + R2 + R3 Rs = hambatan pengganti seri R1

2) Rangkaian Pararel Beda potensial tiap hambatan sama, tetapi arusnya berbeda. Tujuan : memperkecil hambatan Fungsi : pembagi arus Contoh : R1 Rp R2 A B A B R3

Hukum Ohm Hukum Ohm : Kuat arus listrik yang melalui suatu konduktor ohmik adalah sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung konduktor, asalkan suhu konduktor tetap. Secara matematis dirumuskan : Dengan: R= hambatan listrik (ohm, Ω) V = beda potensial (volt, V) I = Kuat arus listrik (ampere, A)

dengan r = hambatan dalam sumber tegangan ( ohm ) Kuat arus : Tegangan jepit : V = – I. r dengan r = hambatan dalam sumber tegangan ( ohm ) = ggl baterai ( volt ) R , r

Contoh Berdasar gambar, tentukan: a. hambatan total rangkaian b. arus listrik yang mengalir dalam rangkaian, dan c. beda potensial antara kedua ujung masing-masing resistor. R3 R1 R2 1 Ω 2 Ω 3 Ω V = 12 volt

2. Berdasar gambar, tentukan: a. hambatan total rangkaian b. arus listrik yang mengalir dalam rangkaian, dan c. arus listrik yang mengalir pada masing-masing percabangan R1= 2 Ω R2=5 Ω R3=10 Ω V = 40 volt

Untuk kasus elemen identik : R E1, r1 E2, r2 E1= E2 ,r1 = r2 RANGKAIAN SERI

RANGKAIAN PARAREL R E1 r1 E2 r2 E3 r3 E1 = E2 = E3 = E

Contoh 1. Tiga buah baterai masing-masing mempunyai GGL 1,5 Volt, hambatan dalamnya 0,25 Ω dirangkai seri dan dihubungkan dengan hambatan luar R = 8,25 Ω. Berapakah arus yang melalui hambatan R tersebut?

2. Tiga buah elemen masing-masing ber- GGL 1,5 Volt, hambatan dalamnya 0,3 Ω disusun secara pararel dan dihubungkan dengan hambatan luar R = 1,9 Ω. Berapakah arus yang mengalir?

LATIHAN Pada sebuah kawat penghantar mengalir muatan listrik 300 Coulumb dalam waktu satu menit. Kuat arus yang melalui kawat penghantar tersebut adalah Perhatikan gambar pengukuran dengan menggunakanVoltmeter disamping. Berdasarkan skala pada Voltmetermenunjukkan hasil pengukuran sebesar …..

3. Hambatan sebuah penghantar 40 Ω 3. Hambatan sebuah penghantar 40 Ω. Melalui penghantar itu mengalir arus listrik 0.8 A. Hitung beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu! 4. Hambatan sepotong kawat tembaga yang panjangnya 50 m dan luas penampangnya 2,5 mm2 adalah 0,34 Ω. Hitung hambatan jenis kawat! 5. Dua buah hambatan masing-masing 2 ohm dihubungkan pararel, kemudian dirangkaikan seri dengan hambatan 4 ohm. Berapakah hambtan pengganti dari rangkaian tersebut?

6. Perhatikan gambar dibawah ini ! Besar kuat arus I adalah …. A I1 = 2 A I2 = 4,1 A I3 = 1,9 A

Besar hambatan pengganti dari susunan hambatan di bawah ini adalah ….