pertemuan ke 11 [Compatibility Mode]

[email protected]
11. Arus Listrik
9/17/2012
1. Baterai Listrik
Perdebatan antara Volta Vs Galvani (1737 – 1798)
2. Arus Listrik
Simbol baterai
1
[email protected]
9/17/2012
Arus listrik merupakan jumlah total muatan per satuan waktu pada
suatu titik
∆Q
I =
∆t
(1 A = 1C/det)
Arus
konvensional
A
B
Arus elektron
Alat
2
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 1
Arus merupakan aliran muatan. Arus tetap
sebesar 2,5 A mengalir pada kawat selama 4
menit. (a) Berapa besar muatan yang mengalir
melalui suatu titik pada rangkaian? (b) akan
menjadi berapa elektronkah muatan ini?
3
[email protected]
3. Hukum Ohm; Hambatan dan Resistor
9/17/2012
Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian dibutuhkan
beda potensial; Salah satu cara menghasilkan beda
potensial adalah dengan pemasangan baterai
I ∞V
V
R=
I
Hambatan kawat (Ohm)
4
[email protected]
9/17/2012
5
[email protected]
V = IR
9/17/2012
Hukum Ohm
I
I
V
Alat yang Ohmik
V
Alat yang Non-Ohmik
6
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 2
Hambatan bola lampu senter. Sebuah bola
lampu senter kecil menarik 300 mA dari
baterai 1,5 V. (a) Berapa hambatan bola
lampu tersebut? (b) Jika tegangan sampai 1,2
V, bagaimana arus akan berubah?
7
4. Hambatan Jenis
[email protected]
9/17/2012
L
R=ρ
A
ρ Disebut Hambatan jenis (resistivitas)
ρT = ρ 0 [1 + α (T − T0 )]
(Efek temperatur)
α Disebut koefisien temperatur hambatan jenis
8
[email protected]
9/17/2012
9
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 3
Kawat speaker. Misalkan anda ingin
menghubungkan stereo anda ke speaker jarak
jauh (remote). (a) Jika panjang setiap kawat
harus 20 m, berapa diameter kawat tembaga
yang harus anda gunakan agar hambatannya
lebih kecil dari 0,10 Ω per kawat? (b) Jika arus
ke setiap speaker adalah 4 A, berapa
penurunan tegangan melalui setiap kawat?
10
5. Daya Listrik
[email protected]
9/17/2012
energi yang diubah QV
P = daya =
=
waktu
t
P = IV
Daya listrik = (Watt)
11
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 4
Lampu besar. Hitung hambatan lampu besar
mobil 40 W yang dirancang untuk 12 V?
12
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 5
Pemanas listrik. Sebuah pemanas listrik
menarik 15 A pada jalur 120 V. Berapa daya
yang digunakannya dan berapa biaya per
bulan (30 hari) jika pemanas tersebut
beroperasi 3 jam setiap hari dan perusahaan
listrik menghargai 1500 rupiah per kWh?
(Untuk mudahnya, anggap arus mengalir
tetap pada satu arah)
13
[email protected]
9/17/2012
CONTOH 6
Ledakan petir. Petir merupakan contoh arus
listrik yang spektakuler pada fenomena alam.
Ada banyak variasi pada ledakan petir, tetapi
umumnya energi yang ditansfer sebesar 109 J
melalui beda potensial hampir sebesar 5 x 107
V selama selang waktu 0,2 detik. Gunakan
informasi ini untuk memperkirakan jumlah
muatan total yang ditansfer, arus, dan daya
rata-rata selama 0,2 detik
14
[email protected]
6. Sistem Saraf dan Konduksi Saraf
9/17/2012
Sinyal dari neuron lain
sinapsis
Dendrit
Nukleus
Axon
Sebuah Neouron
Ujung saraf
15
[email protected]
9/17/2012
Potensial diam = Vdalam − Vluar
Biasanya bernilai sebesar -60mV s.d -90mV
16
[email protected]
Potensial (mV)
30 mV
9/17/2012
Potensial naik dari potensial diam
sekitar -70 mV dan menjadi positif 30 mV
atau 40 mV. Potensial kerja bertahan
sampai sekitar 1 mdet dan merambat
sepanjang axon dengan laju 30 m/det
sampai 150 m/det.
Waktu (ms)
-70 mV
Potensial diam
Potensial kerja
17
PR:
[email protected]
9/17/2012
1. Bola lampu 100 W memiliki hambatan sekitar 12 Ω ketika tidak menyala
(20 oC) dan 140 Ω ketika menyala (panas). Perkirakan temperatur filamen
ketika “menyala” dengan menganggap koefisien temperatur rata-rata
hambatan jenis α = 0,0060 (Co)-1.
2. Berapa kWh energi yang digunakan pemanggang 550 W pada pagi hari
jika beroperasi selama 10 menit? Dengan biaya 250 rupiah/kWh, berapa
tambahan tagihan listrik bulanan Anda jika pemanggang tersebut dipakai
empat kali seminggu?
3. Selama potensial kerja, ion Na+ bergerak ke dalam sel dengan kecepatan
sekitar 3 x 10-7 mol/m2.det. Berapa daya yang harus dihasilkan oleh
sistem transport aktif untuk menghasilkan aliran ini terhadap beda
potensial +30 mV? Anggap panjang akson 10 cm dengan diameter 20µm.
18