Hambatan

Arus dan Hambatan
Arus listrik
(1)
l
A
e
e
Vd
e
E
elektron bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arah
medan
. Rapar arus adalah arus yang melewati luasan
tertentu (A)
Kecepatan elektron dari suatu penghantar
(2)
adalah
Jumlah elektron yang melalui luas A dan panjang l :
arus (i):
Maka kecepatan :
Fisika Dasar
(3)
(4)
(5)
1
Hambatan
Hambatan jenis
(6)
(7)
Hubungan hambatan dengan hambatan jenis
(8)
Konduktivitas
(9)
Hubungan hambatan jenis terhadap temperatur
(10)
Hukum Ohm
Dalam suatu penghantar terdapat hubungan antara arus
dengan tegangan
Fisika Dasar
(11)
2
I
I
Daerah Ohmic
Daerah Non Ohmic
V
V
Tinjauan mikroskopik
elektron bertumbukan mempunyai lintasan bebas rata-rata
Hambatan jenis
dengan
adalah waktu
rata-rata tumbukan
elektron dalam medan listrik akan mengalami percepatan
Kecepatan drift
(12)
(13)
akan mendapatkan gaya hambatan
Fisika Dasar
(14)
(15)
3
Hambatan jenis bahan penghantar
(16)
disimpulkan:
tidak tergantung pada E
kuantitas
(b)
:;'
,
(b)
dari elektron bebas tembaga
"!# % $ 2
1 3&4'5) + 6, . / '87 +
9
+
6,(. jawab (a)
ukum Ohm
tergantung pada distribusi laju elektron
Contoh : Hitung (a)
-,
&('*) +
9
-,.
0/
/
Daya
<
(17)
satuan : joule/detik atau watt
Hukum Kirchoff
1. Pertama :pada suatu titik percabangan, jumlah arus yang
memasuki cabang sama dengan arus yang meninggalkan
cabang (Junction rule)
2. Kedua :jumlah aljabar dari perubahan-perubahan potensial
(tegangan) sepanjang lintasan tertutup sari suatu
rangkaian harus nol (Loop rule)
Fisika Dasar
4
Rangkaian hambatan
Seri :
Paralel: Emf dan tegangan terminal
tida ada aliran muatan ke rangkaian eksternal. Emf (electromotive force) : beda potensial suatu sumber jika
Tegangan terminal : jika muatan mengalir maka tegangan
sumber menurun akibat adanya hambatan dalam.
Rangkaian transien RC
1. Charging (pemuatan)
Tegangan kapasitor
V
R
−
V
+
C
0.63V
S
saklar
t=RC
waktu
Beda potensial pada kapasitor bertambah waktu
.
(18)
RC= kontanta waktu
2. Discharging(pelepasan)
Fisika Dasar
5
Beda potensial
Vo
−
C
+
R
S
0.37Vo
saklar
t=RC
.
waktu
(19)
Contoh : Tentukan waktu yang dibutuhkan kapasitor mencapai
teganan setengah dari nilai keseimbangannya?
Fisika Dasar
&
.
& 6