Listrik Dinamis

A. Rangkaian Listrik di rumah terdiri atas

Pemanfaatan Listrik di Rumah

1. Sakelar: berfungsi untuk memutus atau mengalirkan arus listrik

2. Sumber listrik atau pembangkit arus listrik: misalnya aki, generator, baterai, dynamo.

3. Kabel penghantar: berfungsi untuk  penghantar dari  sumber arus listrik ke beban

4. Beban: alat yang memanfaatkan arus listrik, misalnya lampu, TV, computer.

5. Sekring: alat pengaman, kawat akan putus bila melebihi spesifikasi.

B. Perbedaan Rangkaian Listrik terbuka dan tertutup

Rangkaian Listrik Terbuka (A), Rangkaian Listrik Tertutup (B)

1. Rangkaian Terbuka: posisi sakelar mati (off), arus listrik tidak mengalir  => lampu tak menyala.

2. Rangkaian Tertutup:  posisi sakelar hidup, arus listrik mengalir  => lampu menyala.

C. Kemampuan Bahan Menghantarkan Arus Listrik

Konduktor dan Isolator

1. Konduktor: dapat menghantarkan arus listrik: tembaga, aluminium, seng.

2. Semi konduktor: suhu makin tinggi, hambatan jenis bertambah, makin sulit mengalirkan arus listrik, contoh: Si, Ge, As.

3. Isolator: tidak dapat menghantarkan arus listrik, contoh: kayu, plastik , karet, PVC.

D. Perbedaan Rangkaian Listrik Seri dan Paralel

Rankaian Listrik Seri dan Paralel

1. Rangkaian Seri: disusun berderet/berurutan, tanpa cabang pada sumber arus listrik

     a. Beda Potensial/tegangan:  V = V₁ + V₂ + … + Vn    

     b. Kuat Arus                         :  I  =  I₁ = I₂ = … =  In

     c. Hambatan Listrik             :  Rs = R₁+ R₂+… +  Rn

2.  Rangkaian Paralel: disusun sejajar, terbentuk cabang diantara sumber arus listrik 

     a. Beda Potensial/tegangan:  V = V₁ = V₂ = … = Vn    

     b. Kuat Arus                         :   I  =  I₁ + I₂ + … +  In

     c. Hambatan Listrik          :  1/Rp = 1/R₁ + 1/R₂ + … + 1/Rn

E. Perbedaan Arus Listrik dan Arus Elektron

1. Arus Listrik   :  aliran muatan listrik positif (proton), dari potensial tinggi ke potensial rendah.

2. Arus Elektron:  aliran muatan listrik negatif (elektron), dari potensial rendah ke potensial tinggi.

Kuat Arus Listrik (I) = muatan listrik (q) dibagi selang waktu (t).

F. Hukum Ohm

 

George Simon Ohm

1. Hambatan kawat 1 ohm,  ialah beda potensial 1 volt, menghasilkan arus 1 ampere (1 ohm = 1 volt/ampere)

2. Menghitung Hambatan  : R = V/I         

3. Menghitung Kuat Arus   : I  = V/R                        

4. Menghitung Tegangan   : V = I X R                     

5. Menghitung Hambatan Jenis:  R = ρ l/A 

G. Hukum Kirchoff

1. Hukum Kirchoff 1: 

Kuat arus listrik dalam rangkaian tak bercabang di setiap titik besarnya sama. 

Persamaan:    I₁ = I₂ = I₃= … = In

2. Hukum Kirchoff 2: 

Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu. 

Persamaan:    ∑ I_masuk = ∑ I_keluar

H. Keterangan Simbol pada Rangkaian Listrik

R = hambatan/ resistansi (ohm)

A= luas penampang kawat (m²)

ρ = hambatan jenis (ohm.m)

V = tegangan/beda potensial (volt)                                            

I =  kuat arus (ampere)

Rs= rangkaian seri

Rp= rangkaian paralel

I. Contoh Soal

1. Seorang montir radio sedang memperbaiki radio yang rusak. Ternyata, kerusakan ada pada hambatan yang nilainya 2 Ohm dan harus diganti. Sementara itu, dia mempunyai 3 hambatan yang nilainya masing-masing 4 Ohm, 6 Ohm, dan 12 Ohm. Apa yang harus dilakukan montir itu agar dapat mengganti hambatan yang rusak ?

Penyelesaian

Diketahui: R1 = 4 Ohm, R2 = 6 Ohm dan R3 = 12 Ohm

Ditanya: R = ?

Jawab: 

Jika ketiga hambatan itu dirangkaiakan seri, maka nilainya adalah:

Rs = R1 + R2 + R3 

      = 4 Ohm + 6 Ohm + 12 Ohm 

      = 22 Ohm

Jika ketiga hambatan itu dirangkaiakan paralel, maka nilainya adalah:

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 

         = 1/4 Ohm + 1/6 Ohm + 1/12 Oh

         = 3/12 Ohm + 2/12 Ohm + 1/12 Ohm     

         = 6/12 Ohm  

Rp    =  12/6 Ohm = 2 Ohm

Jadi, berdasarkan hitungan di atas, montir itu harus merangkaiakan ketiga hambatan yang ada secara paralel untuk memperoleh hambatan yang nilanya 2 Ohm

2. Arus listrik 2 A mengalir di dalam kawat penghantar ketika beda potensial 10 V diberikan pada ujung-ujungnya. Berapakah hambatan listrik kawat penghantar tersebut ?

Penyelesaian:

Diketahui: V = 10 V, dan I = 2 A

Ditanya : R = ?

Jawab:    R = V/I =  10V / 2A = 5 Ohm

3. Perhatikan gambar rangkaian listrik berikut !

Rankaian Listrik

Bila hambatan dalam baterai diabaikan dan terminal voltmeter (V) dihubungkan pada titik P dan Q, maka besar beda potensial antara P dan Q (V_PQ) adalah....

Pembahasan  :

R _total = 2 ohm + 3 ohm = 5 ohm

 I _induk data dari gambar :

 I induk: = V/ R _total = 20 v/5 ohm = 4 A

V_pq    = I _induk . R _{( = 2 ohm )}

         = 4 A . 2 ohm = 8 volt

4. Perhatikan gambar di bawah ini!

Hitung besar arus I4

Diketahui : 

I1 = 2 A

I2 = 1 A

I3 = 0,5 A

Ditanya : I4 = . . . ?

Jawab :

Jumlah kuat arus yang masuk = jumlah kuat arus yang keluar

I1 + I2     = I3 + I4

(2 + 1) A = 0,5A + I4

(2 +1 – 0,5) A = I4

I4 = 2,5 A

Sumber:

Nur Kuswanti, dkk. 2008. bse Belajar IPA klas 9. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Sukis Wariyono, dkk. 2008. bse Belajar IPA klas 9. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Elok Sudibyo, dkk. 2008. bse Belajar IPA klas 9. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Dewi Ganawati, dkk. 2008. bse Belajar IPA klas 9. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

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