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

CREATED BY DRS. ADRIANSYAH LISTRIK ARUS SEARAH CREATED BY DRS. ADRIANSYAH PENGERTIAN ARUS LISTRIK TURBIN POMPA ALIRAN AIR

Arus, tegangan dan hambatan

A singkatan dari ampere Arus listrik Arus listrik merupakan sejumlah elektron yang mengalir dalam tiap detiknya pada suatu penghantar. Arus Listrik dilambangkan dengan huruf I dan diukur dalam satuan A A singkatan dari ampere

ANALOG I = q/t KETERANGAN : 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

Tegangan Tegangan listrik (voltage) dapat dinyatakansebagai dorongan atau tenaga untuk memungkinkan terjadinya aliran arus listrik. Tegangan listrik dibedakan menjadi dua macam yaitu: a. tegangn listrik searah (direct current/ DC) b. teganagn listrik bolak-balik (alternating current/ AC)

Hambatan Hambatan atau resistansi dapat diartikan sebagai apapun yang menghambat aliran arus listrik dan memepengaruhi besarnya arus yang dapat mengalir

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)

Cara membaca nilai resistansiatau hambatan pada resistor Untuk resistor yang memiliki nilai resistansi 4 warna : * Gelang warna urutan 1 , 2 adalah sebagai digit * Gelang warna urutan 3 adalah sebagai nilai pengali * Gelang warna urutan 4 adalah sebagai nilai toleransi.

Sedangkan resistor yang memiliki nilai resistansi 5 warna : * Gelang warna urutan 1 , 2, 3 adalah sebagai digit * Gelang warna urutan 4 adalah sebagai nilai pengali * Gelang warna urutan 5 adalah sebagai nilai toleransi.

Hukum Ohm Hukum Ohm menerangkan bahwa hubungan antara tegangan, arus dan resistansi. Pada suatu rangkaian tertutup , besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan dan berbanding tebalik dengan beban hambatan R atau dapat dinyatakan dengan rumus

V=I.R atau R= V/I atau I=V/R Dimana V= tegangan listrik yang diberikan pada sirkut atau rangkaian (v) I= Arus listrikyang mengalir pada sirkuit (A) R= tahanan pada sirkut (Ohm)

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

Soal: Diketahui suatu rangkaian tertutup mempunyai nilai hambatan 5 ohm dan arus yang mengalir pada rangkaian tersebut 200 amper maka tegangan yang dihasilkan berapa?

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

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

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

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

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

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

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)

HUKUM KIRCHOFF II S e + S IR = 0 Putaran loop searah jarum jam I 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

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

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

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

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)

R = hambatan listrik (ohm) 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)

DAYA LISTRIK P = W / t P = V I t / t P = V I P = I2 R P = V2 / R 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

W = V2 t / R = (120)2 x (3x60) / 360 W = 7,2 KJ Jawab : 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

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,-

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

Sebuah lampu pijar 60 watt-120 volt dipasang pada 240 volt 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

TERIMA KASIH