Selasa, 12 Juli 2011

Sumber Arus Listrik dalam Rangkaian Listrik

A. Jenis sumber arus

Generator
Generator

1.Sumber arus listrik AC (arus bolak-balik) => generator.

Aki
Aki

2.Sumber arus listrik DC ( arus searah ) => aki

B. Tegangan

1. Gaya Gerak Listrik (GGL): beda potensial sumber arus listrik sebelum dipakai.
2. Tegangan Jepit: beda potensial sumber arus listrik pada saat dipakai.
3. Persamaan tegangan yang hilang: ΔV = I x r
4. Persamaan GGL, tegangan jepit, dan tegangan yang hilang
    a. Persamaan GGL         ε = V + ΔV        
    b. Tegangan jepit             ε = I ( R + r )             
    c. Tegangan yang hilang  I = ε / (R+r)               

Keterangan
    ε = gaya gerak listrik (volt)       
    I = arus listrik (ampere)          
    R = hambatan luar (ohm)        
    r = hambatan dalam (Ohm)
    ΔV = tegangan yg hilang (volt)
    V = tegangan jepit (volt)

5. Arus listrik dapat mengalir bila ada beda potensial listrik.


C. Rangkaian Baterai

1.Susunan Paralel
                                        
Rangkaian baterai susunan paralel
Rangkaian baterai susunan paralel

a. GGL total                    : εt = ε                               
b. Hambatan dalam total: rt = r / n              

2. Susunan Seri

Rangkaian baterai susunan seri
Rangkaian baterai susunan seri
  
   a. GGL total                :  εt = n x ε              
   b. Hambatan dalam total :  rt = n x r          

Keterangan       
εt  =  GGL total  (volt)       
ε  = gaya gerak listrik (volt)       
rt = hambatan dalam total (Ohm)
r  = hambatan dalam (Ohm)
njumlah baterai             

                                                              
D. Alat Ukur

Ampermeter
Ampermeter

1. Ampermeter => untuk mengukur arus listrik, dipasang seri dalam rangkaian tertutup

Voltmeter
Voltmeter

 2. Voltmeter     => untuk mengukur beda potensial, dipasang paralel terhadap sumber arus listrik atau alat listrik

E. Latihan Soal

1. Dua baterai masing-masing 1,5 Volt dengan hambatan dalam 0,5 Ohm dihubungkan ke hambatan 14 Ohm. Hitunglah: 
(a) Kuat arus listrik, 
(b)  tegangan jepitnya jika kedua baterai dipasang seri,  
(c) tegangan yang hilang !

Penyelesaian:
Diketahui:         
              ε = 1,5 Volt                 n = 2
r = 0,5 Ohm               R = 14 Ohm

Ditanyakan:      V = ... ?

Jawab

a) kuat arus listrik  
 I =  ε    =    2 x 1,5      =    3   =  0,2  Ampere
       R+nr      14+(2x0,5)      15

b) Sehingga besar tegangan jepitnya
V = I R =  0,2  A x  14 Ohm =  2,8 Volt

c) Jadi kerugian tegangan atau tegangan yang hilang adalah
ε =  V + ΔV  maka 
ΔVεV  
      = (1,5v x 2) - 2,8 volt 
      = 3v - 2,8v  
      = 0,2 volt

2. Tiga buah baterai, masing-masing memiliki GGL sebesar 1,5 Volt, maka berapakah GGL total atau GGL terminalnya, bila: 
(a) dirangkai secara seri, 
(b) dirangkai secara parallel, 
(c) hambatan dalam total dirangkai seri, 
(d) hambatan dalam total dirangkai paralel ! 

Penyelesaian:
Diketahui : n = 3 buah, 
                  ε = 1,5 Volt, 
                  r = 0,1 ohm
Ditanya: 
(a) GGL total dirangkai seri,  
(b) GGL total dirangkai paralel
(c) hambatan dalam total dirangkai seri
(d) hambatan dalam total dirangkai paralel

Jawab:
a) GGL total dirangkai seri , 
     εt = n x ε 
        = 3 x 1,5 v 
        = 4,5 v              

b) GGL total dirangkai paralel, 
     εt = ε, maka 
     εt = 1,5 v

c) hambatan dalam total dirangkai seri, maka  
     rt = n x r 
         = 3 x 0,1 
         =  0,3 ohm

d) hambatan dalam total dirangkai paralel, maka  
     rt = r/n 
         = 0,1/3 
         = 0,03 ohm                                                


Sumber: (1) Budi Prasodjo, dkk.2007. IPA Terpadu 3A. Bogor: Yudhistira. (2) Gambar dari Google Images

Tidak ada komentar: