BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Listrik merupakan suatu serangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan aliran muatan listrik positif dengan negatif. Ilmu yang mempelajari listrik terdiri atas dua bagian, yakni listrik statis dan listrik dinamis. Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Listrik, dapat juga diartikan sebagai berikut: Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya. Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Bersama dengan magnetisme, listrik membentuk interaksi fundamental yang dikenal sebagai elektromagnetisme. Listrik memungkinkan terjadinya banyak fenomena fisika yang dikenal luas, seperti petir, medan listrik, dan arus listrik. Listrik digunakan dengan luas di dalam aplikasi-aplikasi industri seperti elektronik dan tenaga listrik. Pada dasarnya, suatu atom tidak bermuatan atau netral. Maksudnya, jumlah proton pada suatu atom sama dengan jumlah elektronnya. Jika suatu atom mendapat tambahan elektron atau kehilangan elektron, maka atom tersebut dinamakan ion. Listrik ialah Suatu serangkaian fenomena fisika yang berhubungan aliran muatan listrik positif dengan negatif dan listrik statis maupun juga listrik dinamis suatu rangkaian listrik tersebut. Apabila pergerakkan elektron bebas ini teratur. 1.2 Tujuan 1. Untuk mengetahui hukum ohm. 2. Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian. 3. Untuk mengetahui perbandingan antara rangkaian paralel dan rangkaian seri. BAB II LANDASAN TEORI Arus listrik dapat didefinisikan sebagai mengalirnya elektron secara terus menerus pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Arus listrik bergerak dari terminal positif menuju ke terminal negatif. Hal tersebut berbanding terbalik dari arah aliran listrik. Satuan dari arus listrik adalah Ampere (A). Kuat arus listrik dapat didefinisikan sebagai arus yang tergantung pada jumlah elektron bebas yang berpindah melewati suatu penampang dalam satuan waktu. Berikut adalah rumus untuk menghitung kuat arus listrik ataupun muatan listrik yang harus anda ketahui. Rapat arus listrik dapat didefinisikan sebagai besarnya arus listrik tiap satuan mm² luas penampang kawat. Arus listrik mengalir pada kawat penghantar secara merata berdasarkan luas penampangnya. Kerapatan arus mempengaruhi kenaikan temperatur. Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang. Semakin besar penampang, maka kerapatan arus semakin kecil. Seperti yang telah kita ketahui bersama bahwa bebera jenis logam memiliki daya hantar yang sangat tinggi. Contohnya tembaga dan alumunium. Daya hantar akan sangat erat kaitannya dengan tahanan listrik. Bahan yang memiliki tahanan besar, tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya sangat kecil dan sulit dialiri arus listrik. Tegangan listrik dapat didefinisikan sebagai beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha sebesar satu joule untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb. Satuan dari tegangan atau beda potensial listrik adalah Volt (V). Berikut rumus cara menghitung tegangan listrik. Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere. Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron. Arus Listrik Searah (direct current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energy adalah aliran elektron dari suatu titik yang energy. (Jamse B. 1983) lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk aki dan Elemen Volta) dan panel surya. Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang "tampak" mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di zaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik. sedangkan arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasiaplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave). Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Listrik merupakan suatu bentuk energi yang tidak dapat dilihat oleh mata tetapi dapat dirasakan manfaatnya. Timbulnya listrik disebabkan karena adanya suatu gerakkan elektron yang berputar secara beraturan mengelilingi inti dalam beberapa lapisan (orbit), sedangkan electron-elektron yang orbitnya jauh dari inti namanya elektron bebas. Elektron bebas cenderung mudah berpindah ke atom lain, akibat perpindahan elektron bebas terjadilah kekosongan di dalam atom dan segera di isi oleh elektron-elektron yang berasal dari atom lain. Apabila pergerakkan elektron bebas ini teratur ke satu arah (aliran elektron), maka akan mengakibatkan timbulnya aliran listrik.Teori tersebut dapat dibuktikan dengan menggosokkan kaca pada sehelai sutera, maka akan terjadi listrik statis yang dapat menarik kertas ke arahnya, hal ini terjadi karena elektronelektron bebas pada kaca meloncat/berpindah ke kain karena perpindahan panas yang dihasilkan oleh gesekkan, sehingga pada saat itu kaca menjadi bermuatan positif dan kain sutera bermuatan negatif. Jadi arus listrik timbul akibat adanya perpindahan muatan listrik yaitu muatan positif ke muatan negatif. Sistem kelistrikan dipakai untuk proses kerja mesin dan sinyal untuk menunjang keamanan berkendara, Setiap sepeda motor dilengkapi dengan beberapa rangkaian sistem kelistrikan. Umumnya sebagai sumber listrik utama sering digunakan baterai (DC), namun ada juga yang menggunakan flywheel magnet (alternator) yang menghasilkan pembangkit listrik arus bolak-balik atau AC (alternating current). Dalam kelistrikan, Tegangan listrik DC memungkinkan arus listrik mengalir hanya pada satu arah saja, yaitu dari titik satu ke titik lain dan nilai arus yang mengalir adalah konstan/tetap. Sedangkan tegangan listrik AC memungkinkan arus listrik mengalir dengan dua arah, pada tiap-tiap setengah siklusnya Nilainya akan berubah-ubah secara periodik. Sistem kelistrikan pada sepeda motor terbuat dari rangkaian kelistrikan yang berbeda-beda, namun rangkaian tersebut semuanya berawal dan berakhir pada tempat yang sama, yaitu sumber listrik (misalnya baterai). Supaya sistem kelistrikan dapat bekerja, listrik harus dapat mengalir dalam suatu rangkaian yang komplit/lengkap dari asal sumber listrik melewati komponenkomponen dan kembali lagi ke sumber listrik. Aliran listrik tersebut minimal memiliki satu lintasan tertutup, yaitu suatu lintasan yang dimulai dari titik awal dan akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang tempuh. Jika tidak ada rangkaian listrik, maka tidak akan ada arus yang mengalir. Supaya suatu rangkaian bisa dinyatakan lengkap, maka setelah listrik mengalir dari terminal positif baterai kemudian melewati komponen sistem kelistrikan, listrik tersebut harus kembali lagi ke baterai dari arah terminal negatifnya, yang biasa disebut massa (ground). Untuk menghemat kabel, sambungan kabel, dan menghemat tempat, massa biasanya langsung dihubungkan langsung ke body atau rangka sepeda motor atau ke mesin. Sistem kelistrikan bodi merupakan rangkaian sistem kelistrikan yang berfungsi sebagai sistem penerangan dan sistem peringatan.Sistem penerangan terbagi dalam beberapa sistem antara lain sistem lampu penerangan depan, belakang, dan lampu peringatan. Lampu penerangan depan terdiri atas lampu kepala/depan (head light), dan lampu kota (depan/belakang). Sedangkan lampu peringatan terdiri atas lampu rem (brake light), lampu tanda belok (turn signal light), klakson (horn) dan lampu-lampu indikator dan instrumen. Sifat-sifat Rangkaian Seri adalah sebagai berikut: arus yang mengalir pada masing beban adalah sama, tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan, banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian. Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian, jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti. Prinsip dalam Rangkaian Seri adalah sebagai berikut: hambatan total merupakan hasil penjumlahan tiap-tiap hambatan serinya, kuat arus dalam tiap-tiap hambatannya tetap dan besar kuat arus setiap hambatan sama dengan kuat arus totalnya,bedapotensial/tegangan berbeda-beda dan hasil penjumlahan tegangan tiap-tiap hambatannya tiap-tiap hambatannya sama dengan tegangan totalnya. Rangkaian Paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara paralel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain. Sifat-sifat Rangkaian Paralel adalah sebagai berikut: tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber, masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian individu. Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang, sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar (Tahanan total dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian.). (Muslimin.2000) Akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang. Voltmeter adalah alat ukur tegangan listrik. Voltmeter sering dicirikan dengan simbol V pada setiap rangkaian listrik. Voltmeter harus dipasang paralel dengan ujung- ujung hambatan yang akan diukur beda potensialnya. Satuan beda potensial listrik dalam satuan SI adalah volt atau diberi simbol V. Amperemeter adalah alat ukur arus listrik. Amperemeter sering dicirikan dengan simbol A pada setiap rangkaian listrik. Satuan arus listrik dalam satuan SI adalah ampere atau diberi simbol A. Amperemeter harus dipasang seri dalam suatu rangkaian, arus listrik yang melewati hambatan R adalah sama dengan arus. listrik yang melewati amperemeter tersebut. Idealnya, suatu amperemeter harus memiliki hambatan yang sangat kecil agar berkurangnya arus listrik dalam rangkaian juga sangat kecil. Komponen dasar suatu amperemeter adalah galvanometer, yaitu suatu alat yang dapat mendeteksi arus hambatan sering disebut Amperemeter kecil yang sebagai melaluinya. Galvanometer mempunyai hambatan dalam galvanometer, Rg. mempunyai skala penuh atau batas ukur maksimum. Dalam kenyataannya kita harus mengukur arus listrik yang nilai arusnya jauh lebih besar dari batas ukur maksimumnya. Voltmeter harus dipasang paralel dengan ujungujung hambatan yang akan diukur beda potensialnya. Satuan beda potensial listrik dalam satuan SI adalah volt atau diberi simbol V. Sifat-sifat Rangkaian Seri adalah sebagai berikut: arus yang mengalir pada masing beban adalah sama, tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan, banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian. Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian, jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti. Rangkaian Paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara paralel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain. ( Surya, 1999) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Peralatan dan Fungsinya 1. ResistorBox Fungsi : sebagai pengatur untuk membatasi jumlah arus yang mengalir di dalam suatu rangkaian. 2. Multimeter Fungsi : untuk mengukur tegangan, arus, dan tahanan. 3. Kabelpenghubung Fungsi : untuk menghubungkan antar komponen sehingga membentuk rangkaian. 3.2 Prosedur Percobaan a. Rangkaian seri 1. Disiapkan peralatan yang akan digunakan 2. Dirangkai peralatan seperti gambar dibawah ini dengan baik dan benar R1 R2 V1 V2 I V 3. Diatur R1 dengan hambatan 10 ohm dan R2 sebesar 10 ohm. 4. Dihubungkan rangkaian dengan sumber tegangan 5. Diukur arus pada rangkaian dengan menggunakan multimeter. 6. Dicatat hasil yang di peroleh 7. Diulangi percobaan yang sama dengan mengubah nilai tegangan. 8. Diukur arus yang mengalir pada rangkaian dengan menggunakan multimeter. 9. Dicatat hasil yang diperoleh 10.Dilakukan percobaan yang sama dengan memvariasikan nilai tegangan 11. Dicatat hasilnya. a. Rangkaian parallel 1. Disiapkan peralatan yang akan digunakan 2. Dirangkai peralatan seperti gambar dibawah ini dengan baik dan benar V1 R1 R2 9 V I V2 3. Diatur R1 dengan hambatan 100 ohm dan R2 sebesar 100 ohm. 4. Dihubungkan rangkaian dengan sumber tegangan 9 V 5. Diukur tegangan pada R1 dan R2 dengan menggunakan multimeter digital dan arus yang mengalir pada rangkaian 6. Dicatat hasil yang di peroleh 7. Diulangi percobaan yang sama dengan mengubah R2 sebesar 200 ohm 8. Diukur tegangan dan arus yang mengalir pada rangkaian dengan menggunakan multimeter digital 9. Dicatat hasil yang diperoleh 10. Dilakukan percobaan yang sma dengan memvariasikan nilai hambatan R2 sampai dengan 900 V. 11. Dicatat hasilnya b. Rangkaian tunggal 1. Disiapkan peralatan yang akan digunakan 2. Dirangkai peralatan seperti gambar dibawah ini dengan baik dan benar R1 R2 V R3 I 3. Diatur hambatan 10 ohm dan sebesar 10 ohm. 4. Dihubungkan rangkaian dengan sumber tegangan. 5. Diukur arus pada rangkaian dengan menggunakan multimeter. 6. Dicatat hasil yang di peroleh 7. Diulangi percobaan yang sama dengan mengubah tegangan 8. Diukur arus yang mengalir pada rangkaian dengan menggunakan multimeter 9. Dicatat hasil yang diperoleh 10. Dilakukan percobaan yang sama dengan memvariasikan nilai tegangan. Dicatat hasilnya DAFTAR PUSTAKA Brophy,Jamse J. 1983. Basic electronics for scientists. America: McGraw Hill Halaman: 71-73 Marrapung, Muslimin. 2000. Rangkaian Listrik. Bandung: Penerbit Armico Halaman: 74-78 Surya, Yohanes. 1999. Listrik dan Magnet. Jakarta: Penerbit Erlangga Halaman: 80-83
