LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

Standar Kompetensi : Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar : Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Indikator : 1.Menjelaskan konsep arus listrik 2.Mejelaskan konsep Hukum Ohm 3.Menjelaskan konsep hambatan pada penghantar 4.Menghitung nilai hambatan pengganti 5.Menhitung nilai kuat arus percabangan 6.Menghitung nilai kuat arus pada rangkaian tertutup SKL : Menentukan besaran fisika pada berbagai bentuk rangkaian listrik

PETA KONSEP Listrik Dinamis Arus listrik Hambatan Jenis Hukum Ohm Hukum I Kirchoff Kondukti vitas Rangkaian Hambatan Seri Rangkaian listrik Paralel

Menentukan arus listrik dan arus elektron. Arah elektronArah arus listrik Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah Klik

Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir pada suatu rangkaian Mengapa Lampu mati ? Rangkaian Terbuka Mengapa Lampu menyala ? Rangkaian Tertutup Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

Benda A Potensial tinggiBenda B Potensial rendah Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial Konduktor Arus elektron Arus listrik Umpan Balik: Dua syarat agar arus listrik dapat mengalir adalah.... Aliran arus listrik Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ? Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana ?

Kuat Arus Listrik Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir pada penghantar tiap detik. I = Kuat arus listrik ( Ampere ) Q = muatan ( Coulomb ) t = waktu ( secon ) P Hitung berapa banyak muatan positif yang melewati titik P dalam 10 sekon Klik warna hijau ( mulai ) Klik warna merah ( berhenti ) Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon 1 A = 1 C/s

Contoh Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir pada lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2 menit berapakah muatan listrik yang telah melewati lampu ? Diketahui I = ……………… A t = ……………… s Jawab Q = ………… x ……………. = ………….x ……………. = …………………………. C

Pengukuran Kuat arus listrik Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Nilai yang terukur = Cara membaca Amperemeter skala maksimum skala yang ditunjuk jarum skala batas ukur Nilai yang ditunjuk jarum Nilai maksimum X 1 = 0,34 A x Batas ukur

Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah Konduktor Arus elektron Arus listrik Beda Potensial Listrik Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan Benda C Potensial rendah Benda D Potensial tinggi Konduktor Arus listrik Arus elektron Definisi Beda potensial listrik V = Beda Potensial ( Volt ) W = Energi ( Joule ) Q = Muatan ( Coulomb ) 1 Volt = 1J/C Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule. Benda C Potensial rendah Benda D Potensial tinggi Konduktor Arus listrik Arus elektron

Contoh Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar 1,5 volt jika baterai digunakan untuk menyalakan lampu maka sejumlah 50 coulomb muatan listrik yang melewati lampu. Berapakah besar energi yang dikeluarkan baterai Diketahui V = ………………… Jawab Q = ………………….W = ………….. X …………….. Ditanya = ………….. X …………….. W = ? = ………………… J

Pengukuran Beda Potensial Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan ) Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar. Klik

Cara Membaca Voltmeter Skala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur Nilai yang terukur = ….

HUKUM OHM Jml Baterai VI ,2 0,202,60,404,00,54 Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar. Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik? Buatlah grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik.

Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I ) 0,1 I( A) V(volt) 0,20,30,40,50,6 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 V  ~ V  R = V  R = Beda potensial ( volt ) = Kuat arus listrik ( A ) = Hambatan ( Ω ) VI 1,20,2 2,60,4 4,00,54 Data

Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I ) 0,25 I( A) R(Ω) 0,500,751,01, Data R I1,00,50,30,25 Jika V dibuat tetap = 10 V I 1 = V R 10 I 1 = 1,0 A I 2 = V R I 2 = 0,5 A I 3 = V R I 3 = 0,3 A I 4 = V R I 4 = 0,25 A R V = I

Tujuan : Menyelidiki faktor yang mempengaruhi besar hambatan kawat 1 Variabel manipulasi: panjang kawat Variabel respon: hambatan kawat Variabel kontrol: jenis kawat, luas penampang kawat A B I A > I B R A < R B l A < l B Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar R ~ ℓ Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.

Variabel manipulasi : jenis kawat Variabel respon: Hambatan Variabel kontrol: panjang, luas penampang kawat 2 I A < I B R A > R B  Aℓ >  Cu Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat. R  ~ A B Tembaga Alluminium

3 Variabel manipulasi: luas penampang kawat Variabel respon: hambatan kawat Variabel kontrol: jenis kawat, panjang kawat I A < I B R A > R B A A < A B Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat. R 1 A ~ A B

Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada kawat adalah : 1. Panjang kawat ( l ) 2. Luas penampang kawat ( A ) 3. Hambatan jenis kawat (  R = Hambatan (Ω ) l = Panjang kawat ( m )  Luas penampang kawat ( m 2 )  = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

Konduktor dan Isolator kayu plastik alluminium besi tembaga Kayu isolator Plastik isolator Alluminium konduktor Besi konduktor Tembaga konduktor Klik

Hukum I Kirchoff Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik dimana-mana sama L1L1 L2L2 Rangkaian seri Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2

Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang L1L1 L2L2 Rangkaian Paralel Σ I masuk = Σ I keluar Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?

Contoh 1.Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1, I 2, I 3 ? 10A I = 40 A QS 25A I1I1 I2I2 I 3 Jawab P I = 10 A + I A 40 A = 10 A + I A 40 A = 35 A + I 1 I 1 = 40 A - 35 A I 1 = 5 A Pada titik cabang P Pada titik cabang Q 10 A + I 1 = I 2 10 A + 5 A = I 2 15 A = I 2 Pada titik cabang S I A = I 3 15 A + 25 A = I 3 40 A = I 3 Klik

1. Tentukanlah kuat arus I 1 sampai dengan I 6 ? 50 mAI1I1 I2I2 I3I3 30mA I4I4 I5I5 15 mA I6I6 23mA 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1 sampai I 7 ? 12 A I1I1 I2I2 I7I7 I3I3 I4I4 I5I5 I6I6 Jika I 1 = I 2 I 3 : I 4 = 1 : 2 dan I 5 = 2 I 6 2. I = 20 A I2I2 I1I1 I4I4 I3I3 Jika I 1 : I 2 = 1 : 4 dan I 1 : I 2 = 1 : 3 Tentukan I 1 sampai I 4 ?

Susunan seri pada Hambatan abcd R1R1 R2R2 R3R3 V ab V bc V cd V ad =V ab +V bc +V cd RsRs ad I R s =I R 1 I R 2 I R V ad R s =R1R1 R2R2 R3R3 + +

Susunan Paralel pada Hambatan ab R1R1 R2R2 R3R3 I =I 1 +I 2 +I3I3 RpRp a RPRP R1R1 R2R2 R3R3 + + Vab RPRP R1R1 R2R2 R3R3 + + b I I1I1 I2I2 I3I3 I = = 1111

Contoh Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah 2 Ω4 Ω3 Ω 2 Ω 3 Ω 5 Ω 4 Ω 1 R s = R 1 +R 2 +R 3 +R 4 +R 5 +R 6 +R 7 R s = R s =23 Ω 2 4 Ω 3 Ω 6 Ω R2R2 1 RPRP R1R1 += 11 RPRP 63 += 1 11 RPRP 66 += 112 RPRP 6 = 1 3 = RPRP 2 Ω 4 Ω 3 ΩR P: 2 Ω R s = R 1 +R P +R 2 R s = R s = 9 Ω

Perhatikan gambar di bawah Tentukan a.Kuat arus total b.Kuat arus I 1 dan I 2 c.Tegangan ab dan tegangan bc R2R2 1 RPRP R1R1 += 11 RPRP 63 += 111 RPRP 6 = 13 = RPRP 2 Ω R s = R 3 + R p R s = R s = 6Ω a R V I  I  18 volt 6Ω6Ω I  3 A 6Ω 3Ω a b c 4Ω I2I2 I1I1 I V = 18 volt R1R1 R2R2 R3R3 I 1 : I 2 = R1R1 R2R2 : : 11 x6 I 1 : I 2 = 1 : 2 I 1 = 3 1 x I 3 1 x 3 I 1 = 1 A I 2 = 3 2 x I I 2 = 2 A I 2 = x b c V ab = I R 3 V ab = 3 x 4 V ab = 12 V V bc = I 1 R 1 V bc = 1 x 6 V bc = 6 V atau V bc = I 2 R 2 V bc = 2 x 3 V bc = 6 V

Latihan 3Ω 2 Ω 4Ω 5Ω 4Ω 1Ω I2I2 I1I1 12 V I b a Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus total c. Kuat arus I1 dan I2 d. Tegangan Vab Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus tiap hambatan c. Tegangan tiap hambatan 2Ω2Ω2Ω2Ω 4Ω4Ω 4Ω4Ω 2Ω2Ω 2Ω2Ω 2Ω2Ω 2Ω2Ω 2Ω2Ω a bc de V = 12 V f 1 2

GAYA GERAK LISTRIK (E) Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung- ujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian terbuka. V Pengukura ggl

TEGANGAN JEPIT (V) Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung – ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup. V Pengukura Tegangan Jepit

Susunan Seri GGL E r EE rr E total = n E r total = n r E = ggl ( volt) r = hambatan dalam ( Ω ) n = jumlah baterai Susunan Paralel GGL E r E E r r E total = E r total = r n

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup Untuk sebuah ggl Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian I = Kuat arus ( A ) E = ggl ( volt ) R = hambatan luar ( Ω ) r = hambatan dalam ( Ω ) V pq = tegangan jepit ( volt ) E, r pq R I Tegangan jepit V pq = I R E = V pq + I r Hubungan ggl dengan tegangan jepit

LATIHAN Tiga buah elemen yang dirangkai seri masing – masing memiliki GGL 4 V dan hambatan dalam 0,2 Ω, dirangkai dengan hambatan luar seperti gambar Tentukan : a.Hambatan luar b.Kuat arus total ( I ) c.Kuat arus I 1 dan I 2 d.Tegangan V ab, V bc e.Tegangan jepit E r EE rr 3 Ω 6 Ω 4 Ω a bc V = 4 V r = 0,2 Ω I I1I1 I2I2