RANGKAIAN ARUS SEARAH ( DC) 1. Pengertian Arus Listrik 2. Hukum Ohm 3. Hukum Kirchoff I 4. Rangkaian seri dan paralel hambatan listrik 5. Hukum Kirchoff II 6. Energi dan daya listrik
CREATED BY DRS. ADRIANSYAH PENGERTIAN ARUS LISTRIK TURBIN ALIRAN AIR POMPA
ANALOG LAMPU ARUS LISTRIK BATEREI I = q/t KETERANGAN : I = Arus listrik (coulomb/detik atau ampere) q = Muatan listrik(coulomb) t = Waktu (detik) hambatan e=ggl R
HUKUM OHM V = I R 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
BESARAN BESARAN YANG MEMPENGARUHI HAMBATAN LISTRIK A PENAMPANG KAWAT R= l r l A Keterangan: R = Hambatan Listrik kawat (ohm) r = Hambatan jenis kawat (ohm.m) l = Panjang kawat (m) A = Luas penampang kawat (m 2)
HUKUM KIRCHOFF I I 1 I I 2 I 3 Menurut Kirchoff I = I 1 + I 2 + I 3 SECARA UMUM S I masuk = S I keluar
Tentukan besar dan arah arus listrik I 4? I 2 =3 ohm I 1 =6 ohm I 5 I 4 =1 ohm I 3 = 4 ohm Berdasarkan hukum Kirchoff I ΣI masuk = ΣI keluar I 1 + I 2 + I 5 = I 3 + I 4 Jawab: I 4 = 6 ohm arah menjauhi titik cabang
RANGKAIAN SERI R 1 R 2 R 3 I 1 I 2 I 3 I V Untuk hambatan seri: I = I 1 = I 2 = I 3 V = V 1 + V 2 + V 3 IR tot = I 1 R 1 + I 2 R 2 +I 3 R 3 R tot = R 1 + R 2 + R 3
RANGKAIAN PARALEL I 1 I I 2 R 1 I I 3 R 2 R 3 UNTUK RANGKAIAN PARALEL : V = V 1 = V 2 = V 3 I = I 1 + I 2 + I 3 V V 1 V 2 V 3 = + + R tot R 1 R 2 R 3 1 1 1 1 = + + R tot R 1 R 2 R 3 V
R= W R= W R= 10 W R= W R= W R= W HITUNGLAH BERAPA BESARNYA HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN DIATAS
10 SERI R S1 = + = 30 W 30 R S1 10 30 30 1 1 1 2 R = P1 + 30 = + 30 30 1 = 30 3 R P1 =30/3 = 10 R P1 10 SERI 10 10 R S2 = ++10 = 40 W 40 R S2 10 40 1 1 1 4 1. 5 R = P2 10 + 40 = 40 + 40 = 40 R P2 = 40/5 = 8 W R P2 HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN
HUKUM OHM PADA RANGKAIAN TERTUTUP I e, r R 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 Hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam sumber tegangan dan penurunan tegangan sepanjang rangkaian tertutup(loop) sama dengan nol Contoh: S e + S IR = 0 I e 1, r 1 Putaran loop searah jarum jam -e 1 + e 2 - IR 1 - IR 2 -Ir 1 -Ir 2 = 0 R 2 I R 1 e 2, r 2
Perhatikan rangkaian listrik pada gambar dibawah ini! A I 4 ohm B 9V, 0,5 ohm Hitung arus listrik yang mengalir pada rangkaian tsb. 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) A B C i 1 + i 2 I II = 4 W = 2 W 3 W LOP I ( EFABE ) SE = S i.r -E 1 + i1r1 + ( i1+i2 )R2 =0 10 = i 1 4 + ( i 1 +i 2 )2 10 = 4i 1 + 2i 1 + 2i 2 10 = 6i 1 + 2i 2 ( I ) LOP II ( EDCBE ) SE = S i.r -E 2 +i2r3 + ( i1+i2 )R2=0 12 = i 2 3 + ( i 1 +i 2 )2 12 = 3i 2 + 2i 1 + 2i 2 12 = 2i 1 + 5i 2 ( II ) F i 1 i 2 10 V E 12 V Penjelasan : Arus di EFAB = i 1, di EDCB = i 2,di BE = i 1 + i 2 Di titik cabang B berlaku Si = 0, arus yang masuk i 1 & i 2, sedangkan yang keluar ( i 1 + i 2 ) i 1 + i 2 (i 1 +i 2 ) = 0 Di titik cabang E berlaku Si = 0. arus yang masuk i 1 + i 2 sedangkan yang keluar i 1 & i 2 -i 1 - i 2 + (i 1 +i 2 ) = 0 Pada Loop EFABE berlaku SE+ Σ i.r = 0 -E 1 + i1.r1 + ( i1+i2 ).R2 =0 Pada Loop DCBED berlaku SE +Σ i.r = 0 - E2+i2.R3 + ( i1 +i2 ).R2 =0 D Dari persamaan (I) dan (II) (I) X 1 10 = 6i 1 + 2i 2 (II) X 3 36 = 6i 1 + i 2-26 =-13i 1 i2 = 2 A Dari persamaan (I) 10 = 6i 1 + 2i 2 10 =6.I1+2. 2 10 = 6i1 + 4 i1 = 1 A Arus di EFAB = i 1 = 1 A Arus di EDCB = i 2 = 2A Arusdi BE = i 1 + i 2 = 3
MENENTUKAN KUAT ARUS PADA RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP) i 1 A i 2 I R 1 i 3 R2 I R 3 R 4 B Hitunglah arus yang ada pada masing-masing cabang dan beda potensial di AB. Jawab. i 3 = i 1 + i 2 Lop I SE = S i.r V= i 1 R 1 +i 3 R 2 1,5 = 0,75i 1 + (i 1 + i 2 ).1 1,5 = 1,75i 1 + i 2 (I) Lop II SE = S i.r 0 = i 2 R 3 + i 2 R 4 - i 3 R 2 0 = 1,5i 2 + 1,5i 2 - (i 1 + i 2 ).1 0 = - i 1 + 2i 2 (II) (I) X 2 3 = 3,5i 1 + 2i 2 0 = - i 1 + 2i 2 3 = 4,5 i 1 i 1 = 0,67 A (II) i 2 = 0,5 i 1 = 0,5.0,67 = 0,33 A i 3 = i 1 + i 2 = 0,67+ 0,33 i 3 = 1 A V AB = i 3. R 2 = 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)
Karena V = I R, maka : W = V I t = (I R) I t W = I 2 R t atau W = V I t = V ( V/R) t W = V 2 t / R Keterangan : R = hambatan listrik (ohm)
DAYA LISTRIK P = W / t P = V I t / t P = V I P = I 2 R Keterangan : P = Daya (watt) 1 watt = 1 Joule/ sekon kwh = kilowatt-hour 1 kwh = (1000 watt)x(3600sekon) 1 kwh = 3.6 x 10 6 watt.sekon/joule P = V 2 / R
Sebuah hambatan sebesar 360 Ω dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V dalam waktu 3 menit. Berapakah energi yang diserap oleh hambatan tersebut? Jawab : W = V 2 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. 0,-, 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. 0,- = Rp. 4.320,-
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 R = V/I = 6/0,3 = 20 W P = V.i = 6. 0,3 = 1,8 W Berapa besar hambatan lampu, dan berapa arus yang diperlukan lampu V 2 P = R V 2 240 R = = 2 = 960 W P 60 i = V/R = 240/960 = 0,25 A
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 = V 2 / P = (120) 2 / 60 = 240 Ω I = V / R = 240 / 240 = 1 ampere b. P = I 2 R = (1) 2 240 = 240 watt
TERIMA KASIH