LISTRIK DINAMIS

Klik
LISTRIK DINAMIS
Klik
Klik
Listrik mengalir
Klik
Menentukan arus listrik dan arus elektron.
Klik
Klik
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
Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir
Klik
pada suatu rangkaian
Rangkaian Tertutup
Klik
Rangkaian Terbuka
Klik • Mengapa Lampu mati ?
Klik
• Mengapa Lampu menyala ?
Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?
Klik
Klik
Beda Potensial
hA
> hB
EPA > EPB
hA
hB
Apakah air yang mengalir
dari bejana A ke bejana B
sampai air di bejana A
habis ?
Klik
Klik
hB
hA
Apa yang akan terjadi
ketika kran diantara kedua
bejana dibuka ?
hA
= hB
Klik
EPA = EPB
Klik
Potensial A = Potensial B
Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial
Klik
Arus listrik analok dengan arus air
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendah
Arus listrik
Konduktor
Klik
Arus elektron
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
Klik
memiliki potensial yang bagaimana ?
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Kesimpulan
Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat
mengalir dalam suatu rangkaian ?
Kuat Arus Listrik
Klik
Klik
Klik
Klik
P
Kuat
Klik arus listrik adalah banyaknya muatan
yang mengalir pada penghantar tiap detik.
Klik
Q
I
t
1 Klik
A = 1 C/s
I = Kuat arus listrik ( Ampere )
Q = muatan ( Coulomb )
t = waktu ( secon
Hitung berapa banyak
muatan positif yang melewati
titik P dalam 10 sekon
Klik warna hijau ( mulai )
Klik warna merah ( berhenti )
)
Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb
yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon
Contoh
Klik
• 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
Klik
Pengukuran Kuat arus listrik
Klik
Klik
Klik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik
Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian
listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )
Cara membaca Amperemeter
Klik
skala maksimum
skala yang ditunjuk jarum
skala batas ukur
Klik
Klik
Nilai yang terukur =
Nilai yang ditunjuk jarum
x Batas ukur
Nilai maksimum
34
100
X1
= 0,34 A
Beda Potensial
Klik
Klik
Klik
Klik
Klik
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.
Beda Potensial Listrik
Klik
Benda A
Potensial tinggi
Benda B
Potensial rendah
Konduktor
Arus elektron
Klik
Arus listrik
Benda C
Potensial rendah
Benda D
Potensial tinggi
Konduktor
Arus elektron
Klik
Benda D
Potensial tinggi
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Energi yang diperlukan untuk
memindah muatan listrik tiap
satuan muatan
W
V
Q
V = Beda Potensial ( Volt )
W = Energi ( Joule )
Q = Muatan ( Coulomb )
Arus listrik
Benda C
Potensial rendah
Klik
Definisi Beda potensial listrik
Klik
1 Volt = 1J/C
Satu volt didefinisikan
untuk memindah muatan
listrik sebesar 1 Coulumb
memerlukan energi
sebesar 1 Joule.
Klik
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 = …………………
Jawab
Q = ………………….
W = ………….. X ……………..
Ditanya
= ………….. X ……………..
W=?
= ………………… J
Pengukuran Beda Potensial
Klik
• Voltmeter adalah alat
yang digunakan untuk
mengukur beda
potensial listrik
( tegangan )
• Pemasangan voltmeter
dalam rangkaian listrik
disusun secara parallel
seperti gambar.
Klik
Klik
Cara Membaca Voltmeter
Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur
Nilai yang terukur = ….
HUKUM OHM
Klik
0,40
0,20
0,54
Jml
Baterai
1
2
3
1,2
2,6
4,0
Klik
Klik
Klik
Dari tabel dataKlik
dapat kita
ketahui jika beda potensial
diperbesar maka kuat arus
listriknya juga turut
membesar.
V
I
Hubungan apa yang
didapatkan antara beda
potensial dengan kuat
arus listrik?
Buatlah grafik hubungan
antara beda potensial
dengan kuat arus listrik.
Klik
Grafik Hubungan
Beda potensail (V) terhadap
kuat arus listrik ( I )
Data
V
1,2
2,6
4,0
Klik
V(volt)
5,0
4,0
V ~ I
V = IR
3,0
2,0
1,0
I
0,2
0,4
0,54
Klik
V = Beda potensial ( volt )
I( A) I = Kuat arus listrik ( A )
Klik
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
R = Hambatan ( Ω )
Klik
Grafik Hubungan Hambatan (R)
terhadap kuat arus listrik ( I )
Klik
Data
R 10
R(Ω)
Klik
50
20
30
40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
40
Jika V dibuat tetap = 10 V
10
10
10
I2 =
20
10
I3 =
30
10
I4 =
40
V
R
V
I2 =
R
V
I3 =
R
V
I4 =
R
I( A)
30
20
10
0,25
0,50
0,75
1,0
I1 = 1,0 A
I1 =
I1 =
1,5
R
I2 = 0,5 A
I3 = 0,3 A
I4 = 0,25 A
V
=
I
Tujuan :
Menyelidiki faktor yang mempengaruhi
besar hambatan kawat
Klik
1
Klik
B
A
Klik
Variabel manipulasi
: panjang kawat
Variabel respon
: hambatan kawat
Variabel kontrol
: jenis kawat, luas penampang kawat
IKlik
A > IB
RA < RB
lA < lB
Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar
Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.
R~ℓ
2
Klik
A
B
Tembaga
Alluminium
Klik
Variabel manipulasi
: jenis kawat
Variabel respon
: Hambatan
Variabel kontrol
: panjang, luas penampang kawat
IA < IB
RA > RB
rAℓ > rCu
Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar
Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.
R ~ r
3
Klik
A
B
IA < IB
Variabel manipulasi
: luas penampang kawat
Variabel respon
: hambatan kawat
Variabel kontrol
: jenis kawat, panjang kawat
RA > RB
AA < AB
Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil
Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.
R~ 1
A
Klik
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 )
 Luas penampang kawat ( m2 )
A
r
= Hambatan jenis kawat ( Ω m )
Klik
Konduktor dan Isolator
Klik
Kayu isolator
Klik
Plastik isolator
Klik
kayu
Klik
Alluminium konduktor
plastik
Klik
alluminiumKlik
besi
Klik
tembaga Klik
Besi konduktor
Tembaga konduktor
Klik
Hukum I Kirchoff
Rangkaian seri
L1
Klik
L2
Klik
Berapakah
kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
Klik
Klik
Pada
rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama
Klik
Rangkaian Paralel
Klik
L2
Klik
L1
Klik
Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?
Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus
Klik
Σ Imasuk
listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan
jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang
Klik
= Σ Ikeluar
Klik
Contoh
Klik
1. Perhatikan rangkaian di bawah
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ?
10 A + I1 = I2
10A
Klik
I = 40 A
25A
10 A + 5 A = I2
Q I2 S
P
I1
Klik
Jawab
Pada titik cabang P
Pada titik cabang Q
I3
15 A = I2
Klik
Pada titik cabang S
I = 10 A + I1 + 25 A
I2 + 25 A = I3
40 A = 10 A + I1 + 25 A
15 A + 25 A = I3
40 A = 35 A + I1
I1 = 40 A - 35 A
I1 = 5 A
40 A = I3
Klik
Klik
1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ? 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan
tentukan nilai I1 sampai I7 ?
50 mA I1
I2
I3
I4
30mA I
I6
5
23mA
I
7
15 mA
2. Klik
I = 20 A
I2
I1
I4
I3
12 A
I1 I3
I2
Jika I1 = I2
I3 : I4 = 1 : 2
dan I5 = 2 I6
Jika I1 : I2 = 1 : 4
dan I1 : I2 = 1 : 3
Tentukan I1 sampai I4 ?
I5
I4
I6
Susunan seri pada Hambatan
a
R1
b
Vab
a
R2
c
Vbc
Rs
Vad
Vad = Vab +
Vbc + Vcd
I Rs = I R1 + I R2 + I R3
Rs = R1 + R2 + R3
R3
d
Vcd
d
Susunan Paralel pada Hambatan
I1 R1
I
a
I2 R2
I3
I
a
I=
Vab
b
R3
Rp
Vab
b
RP
=
I1 +
Vab
R1
I2 + I3
Vab
Vab
+
+
R3
R2
1
1
1
1
=
+
+
RP
R1
R2
R3
Contoh
• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah
1
2Ω
3Ω
2
4Ω
5Ω
3Ω
2Ω
4Ω
6Ω
4Ω
4Ω
3Ω
RP: 2 Ω
3Ω
3Ω
Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7
Rs =2+4+3+2+4+5+3
Rs =23 Ω
1
1
=
+
RP
R1
1 = 1 +
RP
6
1
1
=
+
RP
6
3
1
=
RP
6
RP = 2 Ω
1
R2
1
3
2
6
Rs = R1+RP+R2
Rs = 4+2+3
Rs = 9 Ω
3
2Ω
2Ω
2Ω
4Ω
2Ω
4Ω
2Ω
2Ω
2Ω
4
2Ω
2Ω
2Ω
24Ω
2Ω
8Ω
2Ω
24Ω
2Ω
12Ω
2Ω
6Ω
2Ω
2Ω
5
2Ω
4Ω
8Ω
4Ω
4Ω
Perhatikan gambar di bawah
a
I1 R1
4Ω
a
I
6Ω
b
R3
I2
3Ω
c
R2
V
I R
c
I
18 volt
Vab = 3 x 4
I
3A
Vab = I R3
Vab = 12 V
6Ω
Vbc = I1 R1
b
V = 18 volt
1
1
I1 : I 2 =
:
R1 R2
Tentukan
1
1
a.Kuat arus total
I1 : I 2 =
:
6
3
b.Kuat arus I1 dan I2
c.Tegangan ab dan tegangan bc I : I = 1 : 2
1
2
1
1
1
Rs = R3 + Rp
=
+
1 x I
RP R1 R2
I1 =
Rs = 4 + 2
3
1
1
1
Rs = 6Ω
1 x
RP = 6 + 3
I1 =
3
3
1
3
RP = 2 Ω
I1 = 1 A
=
RP 6
Vbc = 1 x 6
Vbc = 6 V
atau
Vbc = I2 R2
x6 Vbc = 2 x 3
Vbc = 6 V
2 x I
I2 =
3
2 x
I2 =
3
3
I2 = 2 A
Latihan
2
2Ω a 2Ω
1 Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus total
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab
b 4Ω c
4Ω
2Ω d
2Ω e
2Ω f 2Ω
2Ω
V = 12 V
a
I
2Ω
I1
I2
3Ω
4Ω
12 V
1Ω
4Ω
5Ω
b
Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus tiap hambatan
c. Tegangan tiap hambatan
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
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
Susunan Seri GGL
Susunan Paralel GGL
E
r
E
E
E
r
r
r
E
r
E
r
Etotal = n E
rtotal = n r
E = ggl ( volt)
r = hambatan dalam ( Ω )
n = jumlah baterai
Etotal = E
r
rtotal =
n
Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup
Untuk sebuah ggl
R
p
q
Hubungan ggl dengan tegangan jepit
I
E = Vpq + I r
E,r
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
E
I
R r
Tegangan jepit
Vpq = I R
I = Kuat arus ( A )
E = ggl ( volt )
R = hambatan luar ( Ω )
r = hambatan dalam ( Ω )
Vpq = tegangan jepit ( volt )
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 )
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit
I1 6 Ω
a 3Ω
I
b
I2
c
4Ω
E
E
E
r
r
r
V=4V
r = 0,2 Ω