08:56:07. Fisika Dasar. pada suatu. perubahan temperatur. Arus Listrik. listrik.

Transkripsi

1 Memahami definisi arus listrik dan gaya gerak listrik. Dapat menggunakan hukumohm pada suatu rangkaianyang terdisi dariresistor resistor dan sumber tegangan. Memahami definisi hambatan jenis bahan Konsep perubahan hambatan akibat perubahan temperatur.

2 Arus Listrik I adalah rata-rata dari muatan listrikyang mengalirq melalui suatu penampanga dalam waktu t. + +Q Wire A t - Satu Amphere adalah muatanyang mengalir dengan rata-rata satucoulomb per detik..

3 Contoh 1. Arus listrik pada suatu kabel adalah6 A. Berapa jumlah elektronyang mengalir pada suatu titik penampang dalam 3 detik.

4 Gaya gerak listrik(ggl ggl) Sumber pembangkit berupa energi pembangkit gerak listrik(ggl ggl) dapat energi kimia(baterai), mekanik (generator angin), atau dalam bentuk sumber energi lainnyayang yang dapat membangkitkan beda potensial atau arus listrik. Listrik PLN Baterai Generator angin

5 Pompaair air analogi dengan ggl Tekanan tinggi hambatan Resistor Aliran air katup Tekanan rendah Potensial tinggi I + - E R Potensial rendah saklar air Pompa ggl Sumber ggl(pompa pompa) menghasilkan tegangan listrik (tekanan tekananair) air) yang mendorong elektron(air) melewati resistor (hambatan hambatan/penyempitan pipa).

6 Simbol Rangkaian Listrik DC Rangkaian listrik DC biasanya terdiri dari beberapa resistor dan terhubung dengan satu sumber energi, misalnya baterai. Beberapa simbol rangkaian listrik DC yang sering digunakan: Ground Baterai + - Resistor

7 Arus dan Kecepatan Drift Partikel bermuatan bergerak melewati bahan konduktor dengan luas penampang A. Misal, n adalah jumlah partikel pembawa muatan per unit volum n A Δx adalahjumlahtotal partikel pembawa muatan

8 Arus dan Kecepatan Drift Jumlahtotal muatanpadasuatuelemenvolume tertentu(per muatan elementer q) : ΔQ = (n A Δx) q Kecepatandrift, v d, adalahkecepatankearah pembawa muatan bergerak: v d = Δx/ Δt Sehingga:ΔQ = (n A v d Δt) q Dengandemikianarus, I = ΔQ/Δt= nqv d A

9 Gerakan pembawa muatan di dalam bahan konduktor Gerakan elektron di dalam bahan konduktor adalah zig-zag, hal ini menyebabkan kecepatan drift menurun Gerakan zig-zag disebabkan karena tumbukan dengan kisi-kisi atom atau antar elektron. Resultan arah gerakan elektron akan berlawanan dengan arah medan listrik

10 Mengukur Arus Listrik Ampermeter digunakan untuk mengukur arus listrik Ampermeter dipasang seri dengan sumber tegangan, sehingga semua muatan yang mengalir ke lampu melalui ampermeter

11 Resistor/Hambatan listrik Di dalambahankonduktor, teganganyang diberikan di tiap ujungnya akan sebanding dengan arus yang melalui bahan konduktor tersebut Nilai kesembandingan antara tegangan dan arusbergantungpadasuatukonstanta, R (resistor) V R I

12 Hukum Ohm Berdasarkan hasil eksperimen pada beberapa logam diperoleh bahwa resistansi suatu bahan bersifat konstan terhadap kenaikanteganganlistrik. Pernyataan ini biasa disebut Hukum Ohm ΔV = I R Material yang memenuhi hukum Ohm dinamakan dengan material Ohmic.

13 Misalkan ada tiga jenis bahan(baja, tembaga, gelas) diberikan beda potensialyang sama4 V, ketiganya memiliki dimensiyang sama(berbentuk silinder). Steel Copper Glass I s I c I g 4 V 4 V 4 V Pada bahanyang manakah arus akan mengalir lebih besar?

14 Hambatan Jenis Nilai hambatan ohmic sebanding dengan panjang bahan danberbandingterbalikdenganluaspenampang. R = ρ L A ρ bernilai konstan dan hanya tergantung pada jenis bahan, dinamakan dengan hambatan jenis Untuk bahan logam, hambatan jenis dipengaruhi oleh temperatur. Hambatan jenis naik dengan naiknya temperatur. ρ = ρ 1 + α (T T )] o [ o Jika dimensi relatif tidak mengalami perubahan:

15 Superkonduktor Beberapabahanlogam, paduan logam, atau oksida logam ada yang memiliki sifat superkonduktor, yaitu nilai hambatannya menjadi nol di bawahtemperaturkritisnya, T C GrafikdiatasT C adalah normal seperti logam umunya, tetapitiba-tibadrop menjadinolpadanilait C

16

17 Faktoryang mempengaruhi nilai hambatan 1. Panjang L dari bahan, semakin panjang bahan semakin besar hambatannya. L 2L 1 Ω 2 Ω 2. Luas penampang A, semakin luas penampangnya semakin kecil hambatannya. A 2A 2 Ω 1 Ω

18 Faktoryang mempengaruhi nilai hambatan 3. Temperatur T dari bahan. Semakin tinggi temperatur, bahan logam pada umunya hambatannya naik. R o R > R o 4. Jenismaterial ρ. Besi memiliki hambatanyang lebih besar dibanding tembaga(dengan geometri sama). Tembaga Besi R B > R T

19 Contoh 2. Ketika baterai dengan tegangan 3 V dihubungkan dengan sebuah lampu, terukur arus yang melalui lampu tersebut 6 A. Berapakah hampatan lampu tersebut? Contoh 3. Berapa panjang L tembaga yang diperlukan untuk menghasilkan hambatan 4 mω? Jika diameter kawat 1 mm danhambatanjenisnya ρ:1.72 x 10-8 Ω. m. Example 4. The resistance of a copper wire is 4.00 mωat 20 0 C. What will be its resistance if heated to 80 0 C? Assume that α = /C o.

20 DAYA LISTRIK Daya listrik P adalah rata-rata pertambahan energi listrik, atau kerjaper satuan waktu. Untuk mengubah C: kerja qv Work qv q P = = and I = t t t Substitusikan q = It, maka: P VIt = P = VI t V q I V

21 Menggunakan HukumOhm, daya listrik dapat dinyatakan dalamparameter: arus I, tegangan V, dan hambatan R. HukumOhm: V = IR Dalam satuan SI satuan daya adalah Watt (W) IdidalamAmpere, Rdalamohmdan VdalamVolt Satuan energi listrik yang digunakan oleh PLN kilowatt-hour 1 kwh = 3.60 x 10 6 J

22 Contoh 5. Suatu alat listrik rata-rata menggunakan arus 9 A ketika dihubungkan dengan rangkaian listrik 120 V. Berapa daya yang digunakan untuk operasi alat tersebut? Contoh 6. Heater dengan daya 500-W pada saat digunakanmembutuhkanarusrata-rata 10 A. Berapa nilai hambatan heater tersebut?

23 Sistem Kerja Jantung Sinoatrial(SA) node adalah sekumpulan sel yang menginisiasi denyut jantung. Denyut listrik dari SA menyebabkan ototpadaatria kiridankanan berkontraksi Ketika pulsa listrik mencapai atrioventricular(av) node, otot pada atria mulai rileks Selanjutnya pulsa listrik kembali dibangkitkan pada SA node, dan terjadi siklus denyut jantung

24 Electrocardiogram (EKG) Bentuk pulsa EKG untuk detak jantung normal TitikP menandakansel atria mulai berkontraksi Pulsa QRS terjadi di dalam ventricles, muncul sesaat sebelum ia berkontraksi Pulsa di T menunjukan sel di dalam ventricles mulai rileks

25 Pulsa EKG abnormal

26 Implanted Cardioverter Defibrillator (ICD) DivaisICD ditanam untuk menormalkan kerjajantung, membantu membangkitkan pulsa ke Sinoatrial(SA) node