BY SYAMSUL ARIFIN SMKN 1 KALIANGET LISTRIK ARUS SEARAH BY SYAMSUL ARIFIN SMKN 1 KALIANGET

Daftar isi KUAT ARUS LISTRIK HAMBATAN LISTRIK Hambatan kawat penghantar HUKUM KIRCHOFF KOMPONEN DALAM RANGKAIAN LISTRIK RANGKAIAN JEMBATAN WHETSTONE SUMBER TEGANGAN LISTRIK

RANGKAIAN ARUS LISTRIK SEARAH 1. KUAT ARUS LISTRIK Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik positif ( Q ) yang mengalir melalui penampang seutas kawat penghantar per satuan waktu ( t ) . I = kuat arus listrik ( ampere atau A) Q = muatan listrik ( coulomb atau C ) t = selang waktu ( sekon atau s ) Q t = I

Terjadinya Arus Listrik . arus listrik dapat mengalir bila: Rangkaian listrik harus tertutup Harus ada beda potensial didalam rangkaian. 3. Terdapat sumber arus listrik

Contoh soal Kuat arus sebesar 0,067 A mengalir dalam suatu penghantar selama 2 menit. Tentukan muatan listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut. ! Penyelesaian : Diketahui : I = 0,067 A t = 2 menit = 120s Ditanya : Q = ...…. Jawab :Q = I . t = 0,067 .120 = 8,04 C

HAMBATAN LISTRIK Hambatan listrik adalah bilangan atau konstanta yangmenyatakan hasil bagi antara beda potensial ujung ujung penghantar dan kuat arus yang melalui penghantar tersebut. Hukum Ohm : Pada suatu penghantar listrik, kuat arus listrik sebanding beda potensial antara ujung ujungnya , dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan penghantar tersebut.

Hukum Ohm 1 A 2 V

Hk. Ohm 2 4 6 8 10 1 2 3 4 5 2 2 2 2 2 V I K V I = K Tegangan sebanding dengan kuat arus Bila tegangan naik maka kuat arus juga naik Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah tetap ( Hk. Ohm)

= R I V = I . R V Persamaan Hk. Ohm atau V = tegangan ( V ) I = Kuat arus (A) R = Hambatan (Ω)

Diketahui: Jawab: I = 2 A V = I . R V = 12 V Ditanya: 12 = 2 . R R = … Contoh Arus listrik 2A mengalir melalui seutas kawat penghantar ketika beda potensial 12 V diberikan pada ujung-ujungnya. Tentukan hambatan listrik pada kawat tersebut Diketahui: Jawab: I = 2 A V = I . R V = 12 V Ditanya: 12 = 2 . R R = … R = 6 Ω

Latihan. 1. Beda potensial 15 V harus diberikan pada ujung-ujung seutas kawat agar arus 2,5 A mengalir melalui kawat tersebut. Berapa hambatan listrik kawat? 2. Arus listrik 4 A mengalir melalui sebuah resistor 10 ohm. Berapa tegangan listrik yang dibaca oleh voltmeter yang dihubungkan pada ujung-ujung resistor?

3. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui seutas kawat yang memili hambatan 0,4 ohm jika ujung-ujungnya diberi tegangan 200 V? 4. Total muatan yang mengitari suatu rangkaian selama 3 menit adalah 90 C. Hitunglah kuat arus listriknya !

5. Uah lampu dialiri arus listrik sebesar 1A 5. Uah lampu dialiri arus listrik sebesar 1A. Berapa jumlah elektron yang mengalir pada lampu dalam satu jam . 6. Sebuah lampu dialiri arus sebesar o,8 A. Tentukan jumlah elektron yang mengalir pada lampu selama satu jam.

Hambatan Kawat Penghantar Tahukah anda apakah kawat penghantar itu? Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar? Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil.

Mengapa Tembaga? Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga? Tembaga banyak diginakan sebagai kawat penghantar karena memiliki hambatan yang sangat kecil dan harganya murah daripada perak atau emas. Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat dari emas atau perak?

Hambatan kawat penghantar Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat penghantar? Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km? Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami. Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya

Panjang kawat dan Hambatannya Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km? Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami. Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya

Tebal Kawat dan Hambatannya Lebih enak manakah, berkendaraan di jalan lebar atau di jalan yang sempit? Tentu saja jalan yang lebih lebar, karena semakin lebar jalan maka hambatannya semakin sedikit. Begitu juga dengan listrik yang melalui kawat penghantar, semakin besar kawat penghantar yang ia lalui, semakin kecil hambatan yang ia alami. Jadi, semakin besar kawat penghantar maka makin kecil hambatannya

Jenis Kawat dan Hambatannya Lebih lancar manakah, berkendaraan di jalan pasar, jalan pemukiman atau jalan tol? Tentu saja di jalan tol, karena bebas hambatan, jalan pemukiman kurang lancar karena ada hambatan, sedang jalan pasar sangat banyak hambatannya. Hambatan pada jalan tergantung dari jenis jalannya. Begitu juga dengan kawat penghantar, hambatannya tergantung dari bahan penyusunnya. Jadi, hambatan kawat tergantung dari jenis kawatnya.

Hambatan kawat penghantar Dari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwa hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat, berbanding terbalik dengan luas penampang kawat dan tergantung dari jenis kawat penghantar. Sehingga dapat dibuat persamaan: R = hambatan kawat (Ω) ρ = hambatan jenis kawat (Ωm) L = panjang kawat (m) A = luas penampang kawat (m²) R = ρ L A

Contoh Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan? Jawab Diketahui R = ρ L A ρ = 0,000 001 Ωm L 0,000 000 25 57,6 = 0.000 001 . ____________ A = 0,000 000 25 m² R = 57,6 Ω L 0,25 57,6 = ________ Ditanya L = … L = 57,6 . 0,25 L = 14,4 m

Latihan 1. Seutas kawat memiliki panjang 110 m, diameternya 7 mm, dan hambat jenis 0,000 000 049 Ωm. Tentukan hambatan listrik kawat tersebut? 2. Sepotong kawat tembaga mula-mula memiliki hambatan = R. Kemudian Kawat tersebut dipotong menjadi empat bagian yang sama panjang. Berapa hambatan masing-masing potongan tembaga tersebut?

3. Seutas kawat memiliki hambatan 40 ohm 3. Seutas kawat memiliki hambatan 40 ohm. Jika kawat tersebut ditarik sehingga panjangnya menjadi 1,5 kali panjang semula, berapa hambatan kawat itu sekarang?

Pengaruh suhu terhadap hambatan jenis Harga dari hambatan jenis adalah nol sampai takterhingga ρ = 0 disebut sebagai penghantar sempurna (konduktor ideal ) b. ρ =~ disebut sebagai penghantar jelek (isolator ideal )

Selain bergantung padea jenis dan ukuran benda,hambatan suatu penghantar juga bergantung pada SUHU, pada umumnya hambatan listrik suatu penghantar naik jika suhunya naik .

. ρ1 = ρ0 (1 + α. ∆T) atau ∆ρ = ρ0 α. ∆T ρ1 = hambatan jeis pada suhu tºC ρ0 = hambatan jeis pada suhu 0ºC ∆T = perubahan suhu (ºC ) α = koefisien suhu hambatan jenis (/ºC ) ∆ρ = perubahan hambatan jenis

Karena hambatan listrik R sebanding dengan hambatan jenis C, maka akan diperoleh persamaan : R1 = hambatan pada suhu tº C R0 = hambatan pada suhu 0º C ∆R = perubahan hambatan listrik ∆R = R0 α. ∆T R1 = R0 (1 + α. ∆T) atau

Contoh soal Hambatan kawat pijar pada suhu 0ºC adalah 6Ω .berapa hambatan pada suhu 1000ºC, jika koefisien suhunya 0,004 ?

Penyelesaian Diketahui : R0 = 6 ohm ∆T = T1 – T2 =1.000ºC T0 = OºC α = 0,004 T1 = 1.000ºC Ditanya : R = ……..? Jawab : R1 = R0 ( 1 + α . ∆T ) = 6 ohm.(1+ 0.004/ºC. 1000ºC) = 6 ohm ( 1 + 5 ) R1 = 30 ohm Jadi,hambatan kawat pada suhu 1.000ºC =30 0hm

Super Konduktor Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang sangat baik dalam menghantarkan listrik yaitu Super konduktor Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).

Semi Konduktor . Selain itu ada juga penghantar bukan konduktao maupun isolator, yaitu Semi konduktor Semi konduktor adalah bahan yang dapat dibuat sebagai konduktor maupun isolator, contohnya silikon dan germanium

Hukum Kirchoff I Pada rangkaian tak bercabang, kuat arus di titik manapun dalam rangkaian adalah sama besar (Hk. Kirchoff 1)

Hukum Kirchoff I1 I I2 Pada rangkaian bercabang kuat arus yang masuk ke titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. (Hk. Kirchoff I) I3

contoh Dari gambar disamping tentukan kuat arus pada I1, I2 dan I3. 40 mA Dari gambar disamping tentukan kuat arus pada I1, I2 dan I3. 100 mA I1 I2 I3 P Q R 20 mA Jawab Cabang P Cabang Q Cabang R 100 = 40 + I1 + 20 I1 + 20 = I2 I2 + 40 = I3 100 = 60 + I1 40 + 20 = I2 40 + 60 = I3 I1 = 40 mA I2 = 60 mA I3 = 100 mA

Rangkaian seri

Rangkaian Seri Beberapa hambatan bila disusun seri akan memiliki hambatan lebih besar namun tegangan pada masing-masing hambatan menjadi lebih kecil.

Hambatan Pengganti Beberapa hambatan yang disusun seri dapat diganti dengan hambatan sebesar jumlah semua hambatan tersebut R1 R2 R3 R R = R1 + R2 + R3

Contoh R1 R2 R3 Bila R1 = 30 Ohm, R2 = 40 ohm dan R3= 10 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian di atas? Jawab : Karena rangkaian seri, maka R = R1 + R2 + R3 R = 30 + 40 + 10 R = 80 ohm

Tegangan pada rangkaian seri V1 V2 V3 V V = V1 + V2 + V3

Kuat arus pada rangkaian seri I = I1 = I2 = I3

Sifat rangkaian seri

Rangkaian Paralel

Rangkaian Paralel Bila beberapa hambatan disusun secara paralel maka hambatan totalnya menjadi lebihkecil dari masing-masing hambatan, tetapi tegangannya tetap

Hambatan pengganti pada rangkaian paralel 1 R 1 R1 1 R2 1 R3 = + +

Karena rangkaiannya adalah paralel maka: Contoh R2 R3 R1 Jika R1 = 10 ohm, R2 = 15 ohm dan R3 = 30 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian diatas? Jawab Karena rangkaiannya adalah paralel maka: 1 R 1 R1 1 R2 1 R3 30 6 = + + R = 1 R 1 10 1 15 1 30 = + + R = 5 ohm 1 R 3 + 2 + 1 30 = 6 30 = =

Tegangan pada rangkaian paralel V3 V2 V1 V V = V1 = V2 = V3

Kuat arus pada rangkaian paralel I = I1 + I2 + I3

Sifat rangkaian paralel

Sifat Rangkaian Paralel

Rangkaian campuran 30 Ω Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping? 10 Ω 5 Ω 15 Ω jawab 1 Rp 1 30 1 15 = + 10 Ω Rp 5 Ω 1+2 30 = R = 10 + Rp + 5 3 30 = R= 10 + 10 + 5 30 3 Rp = R = 25 Ω Rp = 10Ω

Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping? 8 Ω 7 Ω Rs2 = 30 ohm 1 R 1 Rs1 1 Rs2 = + 20 Ω 10 Ω 1 1 15 30 = + Rs1 + 1 30 = 3 30 = Rs2 Jawab Rs1 = 8 + 7 30 3 R = Rs1 = 15 ohm R = 10 ohm Rs2 = 20 + 10

Latihan Bila semua resistor dalam rangkaian dibawah ini identik dan masing-masing memiliki hambatan 90 ohm, berapakah hambatan total pada masing-masing rangkaian? 1. 2. 3. 4.

Penghantar listrik Pernahkah anda kesetrum listrik? Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang tidak terlindung kita kesetrum? Itu karena kabel terbuat dari konduktor dan dilindungi oleh isolator Apakah kaonduktor dan isolator itu?

Penghantar listrik Konduktor Isolator Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi: Konduktor Isolator

Konduktor : Penghantar Listrik yang Baik Contoh: tembaga, besi, perak dan karbon Semua jenis logam dan karbon adalah konduktor

Isolator : Penghantar Listrik yang Buruk Contoh: kayu, plastik, karet dan kaca Semua jenis non logam, kecuali karbon, adalah isolator Pada tegangan yang sangat tinggi, isolator dapat menghantarkan listrik dengan baik

Isolator

Super Konduktor Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang sangat baik dalam menghantarkan listrik yaitu Super konduktor Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).

Semi Konduktor Selain itu ada juga penghantar bukan konduktao maupun isolator, yaitu Semi konduktor Semi konduktor adalah bahan yang dapat dibuat sebagai konduktor maupun isolator, contohnya silikon dan germanium