arus listrik

RANGKAIAN LISTRIK
Kuliah 1 (Umum)
DEFINISI
Rangkaian listrik  adalah susunan komponenkomponen elektronika yang dirangkai dengan sumber
tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi
dan kegunaan tertentu.
Rangkaian listrik dibagi 2, yaitu
1. Rangkaian terbuka (tidak ada arus listrik mengalir)
2. Rangkaian tertutup (ada arus listrik mengalir)
2
RANGKAIAN TERBUKA & TERTUTUP
Rangkaian Terbuka
Rangkaian Tertutup
Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat mengalir di dalam
suatu rangkaian tertutup.
3
BESARAN POKOK DAN SATUAN YANG DIGUNAKAN
DALAM SI *
International System (SI)
Sistem Internasional (SI)
Quantities
Units
Symbol
Besaran
Satuan
mass
kilogram
kg
massa
kilogram (kg)
length
meter
m
panjang
meter (m)
time
second
s
waktu
detik / sekon (s)
Electric Current
ampere
A
Arus Listrik
Ampere (A)
Temperature
kelvn
K
Temperatur
Kelvin (K)
Amount of
substance
mole
mol
Jumlah Zat
mol (mol)
Light Intensity
candela
Cd
Intensitas
Cahaya
Candela (cd)
* Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971
4
PREFIX DALAM SI (SISTEM SATUAN
INTERNASIONAL)
Untuk menyatakan bilangan yang lebih besar atau lebih kecil dari satu satuan
dasar, dipergunakan notasi desimal (“standard decimal prefixes”) yang
menyatakan pangkat dari sepuluh.
Notasi
lengkap
5
Artinya
Singkatan (terhadap
satuan)
Notasi
lengkap
Artinya
Singkatan (terhadap
satuan)
Atto
a
10-18
Deka
da
101
Femto
f
10-15
Hekto
h
102
Pico
p
10-12
Kilo
k
103
Nano
n
10-9
Mega
M
106
Mikro
µ
10-6
Giga
G
109
Milli
m
10-3
Tera
T
1012
Centi
c
10-2
Deci
d
10-1
BESARAN LISTRIK DAN SATUAN SI
BESARAN
LISTRIK
SATUAN
ALAT UKUR
Tegangan
Tahanan
volt
ohm
Voltmeter
Ohmmeter
Arus
Daya
Energi
ampere
watt
wattjam (kWh)
Amperemeter
Wattmeter
kWhmeter
Frekuensi
Induktansi
hertz
henry
Frekuensimeter
Induktasimeter
Kapasitansi dll
farad
Kapasitasmeter
6
SATUAN BESARAN TURUNAN
7
SIMBOL KOMPONEN LISTRIK
: sumber tegangan atau beda potensial
: penghantar berarus listrik; arah panah
menunjukkan arah aliran arus listrik.
: hambatan listrik atau resistor
: sakelar
: alat ukur amperemeter
: alat ukur voltmeter
: alat ukur ohmmeter
8
ELEMEN – ELEMEN LISTRIK
Elemen aktif elemen yang menghasilkan energi (sumber
tegangan dan sumber arus)
Elemen pasif tidak dapat menghasilkan energi (R, L, C)
R  menyerap energi (resistor, tahanan atau hambatan,
satuannya Ohm : Ω)
L  menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk
medan magnet (induktor, lilitan, belitan atau kumparan)
C menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk
medan listrik (kapasitor, kondensator)
9
ARUS LISTRIK

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir
dalam suatu penghantar per satuan waktu.
Q
I
t
Dimana :
 Q= muatan listrik ( Coulomb )
 t = waktu ( detik )
 I = Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 Coulomb
10
Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian
dapat dianalogikan seperti aliran air.
11
MENGUKUR KUAT ARUS LISTRIK


Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah
amperemeter atau ammeter.
Amperemeter disusun seri dengan komponen yang
akan diukur kuat arusnya.
12
JENIS-JENIS ARUS
Arus searah (Direct
Current/DC)
 Arus yang mengalir dengan
nilai konstan

Arus bolak-balik (Alternating
Current/AC)
 Nilainya berubah-ubah
secara periodik

13
SAKLAR DAN SEKRING (1)
Saklar adalah alat untuk menyambung atau
memutus aliran arus listrik.
14
SAKLAR DAN SEKRING (2)
ground
netral
isolator
15
arus
sekering
penjepit
SUMBER TEGANGAN


Supaya arus listrik dapat
terus mengalir dalam
suatu penghantar, maka
pada ujung – ujung
penghantar itu harus
selalu ada beda potensial.
Alat yang dapat
mengadakan selisih atau
beda potensial disebut
sumber tegangan atau
sumber arus listrik.
16
MENGUKUR BEDA POTENSIAL
( TEGANGAN LISTRIK )


Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter
Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang
akan diukur beda potensialnya.
17
SUMBER IDEAL DAN TIDAK IDEAL


Sumber Ideal  sumber yang tidak memiliki tahanan
dalam.
Sumber tidak Ideal  mempunyai tahanan dalam
rd
rd
18
GAYA, KERJA, DAYA
19
ENERGI (1)


Kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk
memindahkan benda sejauh satu meter.
Berlaku hukum Kekekalan Energi  tidak dapat dihasilkan dan
tidak dapat dihilangkan
Energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang
lainnya.
Contoh:
 Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang
bergerak berubah menjadi energi listrik,
 energi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan energi
panas jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu.
20
ENERGI (2)

Energi yang diserap/dikirim pada suatu elemen yang
bertegangan v dan muatan yang melewatinya Δq adalah
Δw = vΔq
Satuannya : Joule (J)

Untuk menyatakan apakah energi dikirim atau diserap tidak
hanya polaritas tegangan tetapi arah arus juga berpengaruh.
Elemen/komponen listrik digolongkan menjadi :
1. Menyerap energi
2. Mengirim energi

21
ENERGI (3)
1. Menyerap energi
Jika arus positif meninggalkan terminal positif menuju
terminal elemen/komponen, atau arus positif menuju
terminal positif elemen/komponen tersebut.
22
ENERGI (4)
2. Mengirim energi
Jika arus positif masuk terminal positif dari terminal
elemen/komponen, atau arus positif meninggalkan
terminal positif elemen/komponen.
23
TUGAS
Jika kuat arus dalam sepotong kawat penghantar = 2
Ampere, berapakah banyaknya muatan listrik yang mengalir
melalui penampang kawat penghantar tersebut selama 1 menit ?
Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik
sebesar 360 Coulomb dalam waktu 1 menit, tentukan kuat arus
listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut !
Perhatikan gambar berikut!
1.
2.
3.
24
TUGAS
4.
5.
6.
25
TUGAS
7.
8.
9.
10.
26
Dalam sebuah rangkaian listrik diperlukan 9,25 μJ untuk
memindahkan 0,5 μC dari satu titik ke titik berikutnya.
Berapa beda potensial yang terjadi antara kedua titik
tersebut?
Energi listrik diubah menjadi panas pada laju 7,56 kJ/menit
di dalam sebuah resistor yang memiliki arus sebesar 270
C/menit. Berapa beda tegangan antara terminal-terminal
resistor tersebut?
Satuan energi yang digunakan oleh perusahaan tenaga
listrik adalah kilowatt-jam (kWh). Berapa Joule terdapat
dalam 1 kWh?
Sebuah pesawat televisi berwarna dengan daya 650 W
dihidupkan dari jam 7 malam sampai 11.30 malam. Berapa
energi yang dihabiskan dalam Mega Joule dan dalam
kilowatt-jam?