Sumber Arus Listrik dalam Rangkaian Listrik

A. Jenis sumber arus

Generator

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

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

a. GGL total                    : ε_{t =} ε                               

b. Hambatan dalam total: r_t = r / n              

2. Susunan Seri

Rangkaian baterai susunan seri

  

   a. GGL total                :  ε_{t =} n x ε              

   b. Hambatan dalam total :  r_t = n x r          

Keterangan       

ε_{t  =  GGL total}  (volt)       

ε  = gaya gerak listrik (volt)       

r_t = hambatan dalam total (Ohm)

r  = hambatan dalam (Ohm)

n =  jumlah baterai             

                                                              

D. Alat Ukur

Ampermeter

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

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 =  n  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 

ΔV =  ε – V  

      = (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 , 

     ε_{t =} n x ε 

        = 3 x 1,5 v 

        = 4,5 v              

b) GGL total dirangkai paralel, 

     ε_{t =} ε, maka 

     ε_t = 1,5 v

c) hambatan dalam total dirangkai seri, maka  

     r_t = n x r 

         = 3 x 0,1 

         =  0,3 ohm

d) hambatan dalam total dirangkai paralel, maka  

     r_t = r/n 

         = 0,1/3 

         = 0,03 ohm                                                

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

Baca juga ...

MAGNET, LISTRIK, DAN ELEKTROMAGNETIK
01	Kemagnetan
02	Kemagnetan Bumi
03	Listrik Dinamis
04	Sumber Arus Listrik
05	Sumber Arus Listrik dalam Rangkaian Listrik
06	Penghematan Energi Listrik
07	Pemanfaatan Energi Listrik
08	Induksi Elektromagnetik
09	Transformator