Tegangan listrik

DINAMIS
CREATED BY:
Deodatus Vito L
Dywa Claudya C
Elbert Evan
Farhan Ramadzan N
Felicia Tjokro
Ghea Aprillia
Haniina Fathimiyyah
Kenty Lieanda
Khalidian G Fiqri
Kiara Puspa Dhirgantara
M Rifki Putra
MENU
PENGERTIAN
HUKUM KIRCHHOFF
HUKUM OHM
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
RANGKAIAN LISTRIK
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ALAT UKUR
TEGANGAN DC DAN AC
PENGERTIAN
Listrik bergerak dalam bentuk arus listrik.
Arus listrik adalah gerakan muatan-muatan listrik
berupa gerakan elektron dalam suatu rangkaian listrik
dalam waktu tertentu.
Arus listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial
rendah, sedangkan aliran elektron bergerak dari
potensial rendah ke potensial tinggi.
𝐼=
𝑄
𝑡
I = arus listrik (ampere)
Q = besar muatan listrik (Coulumb)
t = waktu (sekon)
HUKUM OHM
Arus listrik dipengaruhi oleh dua hal, yaitu tegangan
listrik (V) dan hambatan (R).
Arus listrik berbanding lurus dengan tegangan listrik,
dan berbanding terbalik dengan hambatan.
𝐼=
𝑉
𝑅
I = arus listrik (ampere)
V = tegangan listrik/beda potensial (Volt)
R = hambatan (Ω)
Hambatan adalah perbandingan beda potensial pada
sebuah komponen listrik terhadap arus yang melintas
melaluinya.
HUKUM OHM
Faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan:
R
V
R
I
V
I
HUKUM OHM
Faktor lain yang mempengaruhi hambatan:
• Jenis bahan resistor
• Luas penampang
• Panjang
• Suhu
Sehingga dapat dirumuskan:
𝑅=ρ
𝐿
𝐴
R = hambatan (Ω)
ρ = hambatan jenis (Ωm)
L = panjang (m)
A = luas penampang (m²)
ρ = ρₒ(1 + αΔ𝑇)
𝑅 = 𝑅𝑅(1 + αΔ𝑇)
ρ = hambatan jenis (Ωm)
ρₒ = hambatan jenis pada suhu T°
(Ωm)
R = hambatan (Ω)
Rₒ = hambatan pada suhu T°
(Ω)
α = koefisien suhu
ΔT = perubahan suhu
RANGKAIAN LISTRIK
Komponen-komponen listrik dapat dituliskan dalam
bentuk lambang rangkaian listrik.
+
-
sumber tegangan DC
∼
sumber tegangan AC
A
resistor/hambatan
saklar
amperemeter
V
voltmeter
RANGKAIAN LISTRIK
Rangkaian listrik terdiri dari dua susunan, rangkaian
seri dan rangkaian paralel.
R₁
R₂
R₁
R₂
I
I
V
V
rangkaian seri
rangkaian paralel
RANGKAIAN LISTRIK
Rangkaian seri disusun secara sejajar.
R₁
I₁
V₁ = I.R₁
R₂
V₂ = I.R₂
R₃
I₂
I₃
V₃ = I.R₃
I
I
V
V = V₁ + V₂ + V₃
I = I₁ = I₂ = I₃
Rs = R₁ + R₂ + R₃
RANGKAIAN LISTRIK
Rangkaian paralel disusun secara berderet/bertingkat.
R1
I1
V₁ = V
I2
I3
I
R2
V = V₁ = V₂ = V₃
V₂ = V
I = I₁ + I₂ + I₃
R3
V₃ = V
V
I
1
1
1
1
=
+
+
𝑅1 𝑅2 𝑅3
𝑅𝑝
ALAT UKUR
Alat listrik memiliki dua jenis alat ukur, yaitu
amperemeter dan voltmeter.
Amperemeter digunakan untuk mengukur arus listrik,
dan dipasang secara seri.
Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik,
dan dipasang secara paralel.
Kedua alat pengukur tersebut memiliki galvanometer
dan hambatan dalam.
ALAT UKUR
R₁
R₂
I
A
V
V
ALAT UKUR
Cara membaca amperemeter dan voltmeter:
angka yang ditunjuk
batas maksimum
A
angka saklar
1A
hasil =
2A
angka yang ditunjuk
x
batas maksimum
angka saklar
HUKUM KIRCHHOFF
Kirchhoff merumuskan dua hal mengenai rangkaian
listrik.
Hukum Kirchhoff I (Kirchhoff’s Current Law)
“Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang
keluar dari titik tersebut.”
I3
ΣImasuk = ΣIkeluar
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
I1
I2
I4
I5
HUKUM KIRCHHOFF
Hukum Kirchhoff II (Kirchhoff’s Voltage Law)
“Jumlah gaya gerak listrik pada sumber tegangan sama
dengan jumlah beda potensial pada rangkaian listrik.”
Σε = Σ (I.R)
ε = gaya gerak listrik pada sumber tegangan (V)
I = arus listrik (A)
R = hambatan (Ω)
Hukum ini digunakan apabila rangkaian listrik tidak
dapat disederhanakan menggunakan ketentuan
rangkaian seri dan paralel.
HUKUM KIRCHHOFF
Persamaan hukum ini diselesaikan menggunakan
aturan loop (putaran).
+ε
-ε
+I.R
-I.R
Apabila arah loop searah dengan arah arus, maka
tegangan bertanda positif, dan sebaliknya.
HUKUM KIRCHHOFF
Agar memudahkan penghitungan, samakan arah loop
dengan arah arus.
ε3
R3
f
e Loop abcd
ε₂ positif
ε₁ negatif
I₃ positif
I₁ positif
R2
I2
I1
c
ε2
R1
I3
d
R4
b
ε1
a
Loop cdef
ε₂ positif
ε₃ negatif
I₁ positif
I₂ positif
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
Gaya gerak listrik adalah tegangan pada sumber
tegangan pada saat tidak memiliki arus.
Tegangan jepit adalah tegangan pada sumber
tegangan pada saat memiliki arus.
I
ε
V
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
Hubungan GGL dengan tegangan jepit suatu terminal
dapat dirumuskan:
VAB = ε – I.r
VAB =
ε
1+
VAB = tegangan jepit pada terminal AB (V)
ε = gaya gerak listrik pada baterai (V)
I = kuat arus listrik (A)
r = hambatan dalam baterai (Ω)
R = hambatan luar (Ω)
𝑟
𝑅
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
Untuk mencari kuat arus listrik melalui GGL dapat
dihitung dengan:
I=
ε
𝑅+𝑟
I = kuat arus listrik (A)
ε = gaya gerak listrik pada baterai (V)
R = hambatan luar (Ω)
r = hambatan dalam baterai (Ω)
Tegangan listrik juga dapat disusun secara seri maupun
paralel, dan memiliki ketentuan yang sama.
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
Rangkaian seri tegangan listrik:
R
εs = ε₁ + ε₂ + ε₃
jika sama
εs = n.ε
I
rs = r₁ + r₂ + r₃
ε₂, r₂
jika sama
ε₁, r₁
ε₃, r₃
rs = n.r
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
Rangkaian paralel tegangan listrik:
R
εp = ε₁ = ε₂ = ε₃
jika sama
εp = ε
I₁
I
I₂
I₃
ε₁, r₁
1
1
1
1
=
+
+
𝑅𝑝
𝑅1 𝑅2 𝑅3
jika sama
ε₂, r₂
ε₃, r₃
rp =
𝑟
𝑛
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh arus
listrik karena perpindahan muatan listrik.
Daya listrik adalah banyaknya energi listrik yang
digunakan dalam satuan waktu.
Dapat dihitung:
𝑊
𝑡
W = V.Q
P=
W = V.I.t
P = V.I
W = I².R.t
P = I².R
W=
𝑉𝑉
.t
𝑅
P=
𝑉𝑉
𝑅
W = energi listrik (J)
Q = muatan listrik (C)
V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus listrik (A)
R = hambatan (Ω)
t = waktu (s)
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
Daya dan tegangan listrik biasanya tertulis dalam
spesifikasi peralatan listrik.
Hubungan antara daya dan tegangan listrik dapat
dirumuskan:
𝑃𝑠
𝑉𝑠
=
𝑃𝑡
𝑉𝑡
2
Ps = daya sesungguhnya (W)
Pt = daya tertulis (W)
Vs = tegangan sesungguhnya (V)
Vt = tegangan tertulis (V)
TEGANGAN DC DAN AC
Tegangan listrik terdiri dari dari dua jenis, yaitu DC
(direct current) dan AC (alternating current).
Tegangan DC adalah tegangan yang dihasilkan oleh
sumber tegangan DC dan arus listrik mengalir searah.
Tegangan AC adalah tegangan yang dihasilkan oleh
sumber tegangan AC dan arus listrik mengalir bolakbalik secara periodik.
Tegangan DC biasa digunakan untuk alat-alat listrik
kecil dan mudah dibawa, seperti ponsel, jam, dll.
Tegangan AC biasa digunakan untuk alat-alat listrik
besar, seperti instalasi listrik rumah, dan pembangkit
listrik.
TEGANGAN DC DAN AC
Instalasi listrik dalam rumah:
SUMBER
TEGANGAN AC PLN
kWh
METER
PEMUTUS
DAYA
PANEL
BAGI
PENTANAHAN
••
••
••
••
TEGANGAN DC DAN AC
Urutan transmisi jarak jauh:
TRAFO
STEP-UP
PEMBANGKIT LISTRIK
10kV
TRAFO
STEP-DOWN
RUMAH
220 V
TRANSIMISI TEGANGAN TINGGI
150kV
TRAFO
STEP-DOWN
KOTA
20kV