Listrik Dinamis

Listrik Dinamis
1. Pengertian Arus Listrik
Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang melewati kawat penghantar tiap satuan
waktu. Arah arus listrik searah dengan arah gerak muatan positip dan banyaknya
muatan listrik yang mengalir melalui penghantar setiap satu satuan waktu, biasa
disebut kuat arus dapat ditulis dengan persamaan :
Q = Jumlah muatan (Coulomb)
t = Lamanya muatan mengalir (detik)
I = Kuat arus listrik (ampere)
V = Tegangan arus listrik (volt)
R = Hambatan arus listrik (Ω atau ohm)
2. Hukum Ohm
Perhatikan rangkaian berikut :
Dalam rangkaian tertutup, arus yang mengalir ditimbulkan oleh sumber tegangan.
Semakin besar sumber tegangan, semakin besar kuat arus listrik yang mengalir.
Hubungan tegangan arus listrik dan kuat arus listrik tersebut pertama kali diselidiki
oleh seorang ahli fisika dari jerman George Simon Ohm (1787 – 1854) dan dirumuskan
sebagai hukum Ohm, yaitu; Besar kuat arus listrik yang mengalir pada suatu
penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar
tersebut.
Secara matematis ditulis sebagai berikut :
Tetapan k kemudian dinyatakan sebagai hambatan pemnghantar (resistor =R),
sehingga persamaannya menjadi :
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 1
Listrik Dinamis
3. Susunan Hambatan Listrik
4. Hambatan Suatu Penghantar
Besar kecilnya hambatan suatu penghantar bergantung antara lain pada panjang
kawat penghantar, luas penampang penghantar, dan jenis kawat penghantar yang
dipakai. Jika ditulis dalam persamaan yaitu :
keterangan :
R = hambatan (ohm = Ω)
ρ = hambatan jenis kawat penghantar (ohm.m)
l = panjang penghantar (m)
2
A = luas penampang penghantar (m )
Perubahan suhu juga akan mempengaruhi besarnya suatu hambatan.
keterangan :
Rt = Hambatan pada suhu ke-t (ohm)
Ro = Hambatan pada suhu awal (ohm)
α = koefisien muai panjang kawat
Δt = pertambahan suhu
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 2
Listrik Dinamis
5. Hukum Kirchoff
Seorang ahli fisika Gustav Kichoff (1824 – 1887) mengemukakan aturan yang
berkaitan dengan cara menghitung kuat arus, beda potensial dua titik dalam
rangkaian listrik. Aturan yang dikemukakan kirchoff tersebut dikenal dengan hukum
Kirchoff.
a. Hukum I Kirchoff
Hukum I Kirchoff, yang menyatakan;
Dalam suatu rangkaian bercabang, jumlah kuat arus yang masuk titik cabang
sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik cabang tersebut.
Secara matematis Hukum Kirchoff dapat ditulis :
b. Hukum II Kirchoff
Gambar di atas adalah rangkaian tertutup yang disusun oleh beberapa sumber
tegangan dan hambatan listrik. Pada rangkaian tersebut dapat kita buat satu loop.
Untuk rangkaian tertutup dengan beberapa sumber tegangan dan hambatan,
maka berlaku hukum II Kirchoff, yaitu :
Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik (GGL) dengan jumlah
aljabar dari penurunan tegangan (hasil kali kuat arus dan hambatan) adalah sama
dengan nol. Bisa juga dinyatakan dalam persamaan yaitu :
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 3
Listrik Dinamis
• perjanjian Tanda :
- E dan I bernilai (+) jika searah loop yang dibuat,
- E dan I bernilai (–) jika berlawanan arah loop yang dibuat.
6. Energi dan Daya Listrik
a. Energi listrik (W) : usaha listrik untuk memindahkan muatan q melintasi beda
potensial V.
b. Daya listrik (P) : energi listrik yang terpakai dalam selang waktu tertentu.
Contoh Soal :
1. Pada suatu kawat penghantar mengalir arus listrik sebesar 3 A, jika hambatan kawat
penghantar tersebut 4 Ω, tentukan besar tegangan ujung-ujung kawat penghantar
tersebut !
Jawab :
V = I.R
=3A.4Ω
= 12 Volt
2. Dalam suatu kawat penghantar mengalir 45 C muatan selama 5 menit. Tentukan
besar kuat arus yang mengalir dalam kawat penghantar tersebut!
Jawab :
I = Q/t
= 45 C/300 s = 0,15 A
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 4
Listrik Dinamis
RESISTOR
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 5
Listrik Dinamis
Gelang-gelang
resistor
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 6
Listrik Dinamis
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 7
Listrik Dinamis
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 8
Listrik Dinamis
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 9
Listrik Dinamis
Kel 4: Hariyati,M Nizam SW,Utari Dina S;X-3
Page 10