LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

Transkripsi

1 LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

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

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

4 Beda Potensial h A > h B h A h B EP A > EP B Apa yang akan terjadi ketika kran diantara kedua bejana dibuka? Apakah air yang mengalir dari bejana A ke bejana B sampai air di bejana A habis? h A h B h A = h B EP A = EP B Potensial A = Potensial B Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial

5 Arus listrik analok dengan arus air Benda A Potensial tinggi Arus listrik Konduktor Arus elektron Benda B Potensial rendah Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial Kesimpulan 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? Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian?

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

7 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

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

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

10 Beda Potensial Apa yang dapat kita lakukan agar air selalu dapat mengalir dari bejana A ke bejana B? Dengan mengangkat air dari bejana B dan memasukkan ke bejana A maka air yang ada di bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.

11 Beda Potensial Listrik Benda A Potensial tinggi Arus elektron Arus listrik Benda C Potensial rendah Arus elektron Arus listrik Benda C Potensial rendah Arus elektron Arus listrik Benda B Potensial rendah Konduktor Benda D Potensial tinggi Konduktor Benda D Potensial tinggi Konduktor Definisi Beda potensial listrik Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan V W Q 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.

12 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 = Q =. Ditanya W =? Jawab W =.. X.. =.. X.. = J

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

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

15 HUKUM OHM 0,40 0,20 0,54 2,6 4,0 1,2 Jml Baterai V I 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.

16 V(volt) 5,0 4,0 Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I ) Data V I 1,2 0,2 2,6 0,4 4,0 0,54 3,0 2,0 1,0 V ~ I V = I R V = Beda potensial ( volt ) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 I( A) I R = Kuat arus listrik ( A ) = Hambatan ( Ω )

17 R(Ω) 50 Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I ) 40 Data R I 1,0 0,5 0,3 0,25 Jika V dibuat tetap = 10 V ,25 0,50 0,75 1,0 1,5 I 1 = V R I 2 = V R I 3 = V R I 4 = V I( A) R R I 1 = I 2 = I 3 = I 4 = = V I I 1 = 1,0 A I 2 = 0,5 A I 3 = 0,3 A I 4 = 0,25 A

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

19 2 Alluminium A B Tembaga Variabel manipulasi : jenis kawat Variabel respon : Hambatan Variabel kontrol : panjang, luas penampang kawat I A < I B R A > R B r Al > r Cu Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat. R ~ r

20 3 A B Variabel manipulasi Variabel respon Variabel kontrol : luas penampang kawat : hambatan kawat : 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

21 Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada kawat adalah : 1. Panjang kawat ( l ) 2. Luas penampang kawat ( A ) 3. Hambatan jenis kawat ( r ) R ρ A R = Hambatan (Ω ) l = Panjang kawat ( m ) A Luas penampang kawat ( m 2 ) r = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

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

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

24 Rangkaian Paralel L 2 L 1 Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama? Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang Σ I masuk = Σ I keluar

25 Contoh 1. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1, I 2, I 3? 10A P I = 40 A 25A Jawab Pada titik cabang 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 Q S I 1 I 2 I 3 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

26 1. Tentukanlah kuat arus I 1 sampai dengan I 6? 50 ma I 1 I 2 I 3 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I 1 sampai I 7? 30mA I 5 I 4 I 6 15 ma 23mA I 7 2. I = 20 A I 2 I 4 I 1 I 3 12 A I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Jika I 1 = I 2 I 3 : I 4 = 1 : 2 dan I 5 = 2 I 6 Jika I 1 : I 2 = 1 : 4 dan I 1 : I 2 = 1 : 3 Tentukan I 1 sampai I 4?

27 Susunan seri pada Hambatan R a 1 R 2 R b c 3 d V ab V bc V cd a R s d V ad V ad = V ab + V bc + V cd I R s = I R 1 + I R 2 + I R 3 R s = R 1 + R 2 + R 3

28 Susunan Paralel pada Hambatan I 1 R 1 I = I 1 + I 2 + I 3 I a I 2 R 2 b V ab V ab V ab = + + R P R 1 R 2 R 3 V ab I a I 3 R 3 R p b 1 = R P R 1 R 2 R 3 Vab

29 Contoh Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah 1 2 Ω 4 Ω 3 Ω 2 Ω 3 Ω 5 Ω 4 Ω 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 6 Ω 3 Ω 3 Ω 4 Ω R P: 2 Ω 3 Ω = + R P R 1 1 = R P = R P = R P 6 = 2 Ω R P R 2 R s = R 1 +R P +R 2 R s = R s = 9 Ω

30 3 4Ω 4Ω 4 4Ω 24Ω 8Ω 6Ω 4Ω 4Ω 5 24Ω 1 8Ω

31 Perhatikan gambar di bawah a I 4Ω R 3 Tentukan a.kuat arus total b.kuat arus I 1 dan I 2 c.tegangan ab dan tegangan bc R = + P R R = P R = P 6 R 2 b I 1 I 2 6Ω 3Ω V = 18 volt R P R 1 R 2 R s = R 3 + R p R s = R s = 6Ω = c 2 Ω a b I I V R 18 volt 6Ω I 3 A 1 1 I 1 : I 2 = : R1 R I 1 : I 2 = : 6 3 I 1 : I 2 = 1 : 2 1 I 1 = 3 1 I 1 = 3 I 1 = 1 A x I x 3 x6 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 2 I 2 = 3 2 I 2 = 3 I 2 = 2 A x I x 3

32 1 Latihan Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus total c. Kuat arus I1 dan I2 d. Tegangan Vab I 12 V 2 Ω 1Ω I 1 a b I 2 4Ω 3Ω 5Ω 4Ω 2 a b 4Ω c 4Ω V = 12 V Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus tiap hambatan c. Tegangan tiap hambatan f d e

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

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

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

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

37 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 ) I a E r 3 Ω V = 4 V r = 0,2 Ω I 1 b I 2 E r 6 Ω 4 Ω c E r c. Kuat arus I 1 dan I 2 d. Tegangan V ab, V bc e. Tegangan jepit