Document

Bab VIII
Listrik Dinamis 2
Standar Kompetensi:
Menerapkan konsep kelistrikan dalam penyelesaian
masalah dan produk teknologi.
Kompetensi Dasar:
• Memformulasikan besaran-besaran listrik
rangkaian tertutup sederhana.
• Mengidentifikasi penerapan listrik AC dan DC
dalam kehidupan sehari-hari.
• Menggunakan alat ukur listrik.
A. Hukum Ohm
1. Hubungan Kuat Arus dan Tegangan
Kuat arus listrik yang terjadi pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda
potensial atau tegangan kedua ujung penghantar.
V
 konstanta
I
V
R
I
atau
V  IR
Grafik perbandingan V-I
pada hukum Ohm
2. Hambatan
Hambatan suatu penghantar sebanding dengan panjang
penghan-tar dan berbanding terbalik dengan luas
penampangnya.
l
R
A
Keterangan:
R = hambatan peghantar ()
 = hambatan jenis (m)
l = panjang penghantar (m)
A = luas penampang (m2)
• Hambatan jenis () suatu penghantar bertam-bah besar secara linear karena
kenaikan suhu.
• Hambatan penghantar (R) juga merupakan fungsi linear dari suhu.
t  0 (1  t )
Rt  R0 (1  t )
Keterangan:
 = hambatan jenis (m)
R = hambatan penhantar (m)
 = koefsien
suhu
(/°C)
t = kenaikan suhu (/°C)
3. Rangkaian Hambatan
a. Rangkaian Seri
Hambatan satu dengan
hambatan lainnya disusun secara berurutan.
Besar hambatan pengganti dihitung dengan
menggunakan rumus,
Rs  R1  R2  R3  ...  Rn
b. Rangkaian Paralel
• Hambatan satu dengan
hambatan lainnya disusun
secara berdampingan.
• Tiap hambatan bertemu pada satu titik
percabangan.
Besar hambatan pengganti dihitung dengan
menggunakan rumus,
1
1
1
1
1
 

 ... 
R p R1 R2 R3
Rn
B. Hukum Kirchoff
1. Hukum I Kirchoff
jumlah arus masuk = jumlah arus keluar
I1  I 2  I 3  I 4  I 5
atau
I1  I 2  I 3  I 4  I 5  0
I  0
2. Hukum II Kirchoff
Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar
ggl sumber arus dengan penurunan
potensial, sama dengan nol.
E  ( IR )  0
Ketentuan perumusan hk. Kirchoff II:
 Semua hambatan dihitung positif.
 E bernilai positif jika
 E bernilai negatif jika
 Arus yang searah dengan penelusuran lup dihitung positif, sedangkan yang
berlawanan dihitung negatif.

Jika hasil akhir perhitungan kuat arus bernilai negatif maka kuat
arus yang sebenarnya merupakan kebalikan dari arah yang
ditetapkan.
3. Kuat Arus Listrik pada Rangakaian Sederhana
Dalam rangkaian hanya terdapat satu
buah sumber arus, maka:
 E  Ir  IR  0
Sehingga besarnya kuat arus dirumuskan dengan,
E
I
rR
4. Kuat Arus Listrik pada Rangakaian Tertutup
Misal, arah arus dan penelusuran loop
searah dengan jarum jam, sesuai
dengan hukum Kirchoff II maka:
E1  E2  E3
I
(r1  R1  r2  R2  R3  R4  r3 )
C. Alat Ukur Listrik
1. Amperemeter
•
•
Berfungsi untuk mengukur besarnya arus listrik.
Dipasang seri dalam rangkaian.
•
Dalam rangkaian, amperemeter dilambangkan dengan
simbol
2. Voltmeter
•
•
Berfungsi untuk mengukur besarnya tegangan dalam rangkaian listrik.
Dipasang paralel dalam rangkaian.
•
Dalam rangkaian, voltmeter dilambangkan dengan simbol
3. Multimeter
•
•
Dapat berfungsi sebagai
voltmeter, amperemeter, dan
ohmeter.
Pada multimeter analog, besar simpangan jarum sebanding dengan besar
satuan (voltage, kuat arus, atau nilai hambatan) yang sedang diukur.
D. Daya Listrik
1. Pengertian Daya Listrik
Daya, adalah besar usaha atau energi listrik per satuan waktu.
W VIt
P

t
t
P  ( IR) I
P  VI
PI R
2
2. Daya pada Alat-Alat Listrik
Misalnya, pada sebuah lampu bertuliskan 40W/220V, hal ini berarti
menunjukkan:
• Pada tegangan 220 V, lampu membutuhkan daya sebesar 40 watt atau 40
joule per sekon.
• Dalam satu jam, lampu menggunakan energi listrik sebesar:
J
40  3.600 s  144.000 J  144 kJ
s
• Pemakaian daya diukur oleh kWh-meter diukur dalam satuan kWh
Jika lampu dipasang pada tegangan selain 220 V, misalnya pada tegangan 110
V, maka daya yang diserap lampu adalah sebagai berikut.

V
V
220 
P
R

 1.210
R
P
40
2
2
V
(
110
)
P' 

 10 watt
R
1.210
2
2
2
Jadi, fungsi lampu tidak maksimal pada tegangan yang lebih rendah
daripada yang tertera pada lampu.
3. Kaidah Daya Listrik-1
 Daya Listrik atau dalam bahasa Inggris disebut
dengan Electrical Power adalah jumlah energi yang
diserap atau dihasilkan dalam sebuah
sirkuit/rangkaian persatuan waktu.
 Sumber Listrik seperti Tegangan listrik akan
menghasilkan daya listrik sedangkan beban yang
terhubung dengannya akan menyerap daya listrik
tersebut.
3. Kaidah Daya Listrik - 2
 Dengan kata lain, Daya listrik adalah tingkat konsumsi energi
dalam sebuah sirkuit atau rangkaian listrik persatuan waktu.
 Contoh :
• Lampu Pijar dan Heater (Pemanas), Lampu pijar
menyerap daya listrik yang diterimanya dan
mengubahnya menjadi cahaya sedangkan
• Heater mengubah serapan daya listrik tersebut menjadi
panas. Semakin tinggi nilai Watt-nya semakin tinggi pula
Energi listrik yang dikonsumsinya.
3. Kaidah Daya Listrik – 3
 Sedangkan berdasarkan konsep usaha, yang dimaksud
dengan daya listrik adalah besarnya usaha dalam
memindahkan muatan per satuan waktu atau lebih
 Atau Jumlah Energi Listrik yang digunakan tiap detik.
 Berdasarkan definisi tersebut, perumusan daya listrik adalah
seperti dibawah ini :
P=E/t
Dimana :
P = Daya Listrik
E = Energi dengan satuan Joule
t = waktu dengan satuan detik
3. Kaidah Daya Listrik – 3
 Dalam rumus perhitungan, Daya Listrik biasanya
dilambangkan dengan huruf “P” yang merupakan singkatan
dari Power. Sedangkan Satuan Internasional (SI) Daya Listrik
adalah Watt yang disingkat dengan W. Watt adalah sama
dengan satu joule per detik (Watt = Joule / detik)
4. Penghematan Energi Listrik
 Menggunakan peralatan listrik dengan daya kecil.
 Mematikan peralatan listrik jika tidak digunakan.
 Mengurangi lamanya pemakaian listrik.
 Menggunakan alat listrik hemat energi.
4. Pemanfaatan Listrik dalam Kehidupan