B .
B .
B .
B . Beda PotensialBeda PotensialBeda PotensialBeda PotensialBeda Potensial
Listrik yang kamu manfaatkan untuk menyalakan TV, radio, dan lampu bukan listrik statis. Peralatan tersebut memerlukan gerakan muatan listrik terus-menerus. Pada listrik statis, aliran muatan dengan cepat berhenti karena tidak
Tulis jawaban pada buku kerjamu.
1. Apakah yang dimaksud dengan kuat arus listrik?
2. Apakah perbedaan dari amperemeter dengan galvanometer? 3. Apakah rangkaian listrik yang ada di rumahmu terdapat sakelar? Jika ada, maka sebutkan fungsi dari sakelar tersebut. 4. Kuat arus dalam sebuah rangkaian listrik sebesar 450 mA. Berapakah muatan listrik yang mengalir setiap 5 menit? 5. Jika muatan yang mengalir dalam kawat penghantar
adalah 180 C setiap jamnya, maka berapakah kuat arus dalam penghantar tersebut?
ada lagi perbedaan potensial (tegangan). Oleh karena itu, harus ada sumber tegangan listrik. Sumber tegangan listrik yaitu peralatan yang dapat menghasilkan beda potensial listrik secara terus-menerus. Beda potensial listrik diukur dalam satuan volt (V). Alat yang digunakan adalah voltmeter.
Dalam rangkaian listrik, sumber tegangan disimbolkan dengan tanda atau disederhanakan menjadi , dengan tanda menunjukkan kutub positif dan tanda menunjukkan kutub negatif.
Kamu dapat mengukur beda potensial listrik antara dua tempat pada rangkaian, dengan cara seperti Gambar 8.4.
Gambar 8.4
(a)Cara mengukur beda potensial antara titik A dan B, (b) Diagram rangkaiannya. (b) (a) Voltmeter Lampu Baterai V V Mengidentifikasi sumber tegangan listrik
Elemen volta, baterai, aki, dan stop kontak merupakan contoh dari sumber tegang-an listrik. Adakah contoh sumber tegangan listrik lainnya? Coba kamu baca literatur lain atau browsing
di internet. Gambar 8.5 Elemen volta. Larutan asam sulfat Lempeng tembaga Lempeng seng
1. Sumber-sumber tegangan listrik (elemen)
Sumber tegangan listrik mengubah berbagai bentuk energi menjadi energi listrik. Contoh sumber tegangan listrik antara lain elemen volta, baterai, aki, dan stop kontak di dinding rumahmu.
a. Elemen volta
Tahun 1800 Alessandro Volta menemukan dua buah logam yang ber-beda jenisnya diletakkan dalam bak berisi larutan elektrolit, maka akan timbul beda potensial antara kedua logam itu. Perhatikan Gambar 8.5.
-Gambar 8.6 Bagian-bagian baterai. Kutub positif Isolator plastik Pasta kimia Batang karbon Wadah dari seng Kutub negatif
Lempeng tembaga dan seng diletakkan dalam bejana berisi asam sulfat encer. Reaksi kimia yang terjadi menyebabkan elektron terkumpul pada lempeng seng, akibatnya seng berfungsi sebagai kutub negatif. Sebaliknya lempeng tembaga sebagai kutub positif.
Jika elemen volta digunakan sebagai sumber tegangan, maka timbul gelembung-gelembung gas. Gelembung ini menghalangi aliran muatan, sehingga harus terus-menerus dihilangkan. Oleh karena itu, elemen volta tidak praktis digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
b. Baterai (sel kering)
Jika kamu membuka baterai, kamu akan menemukan susunan yang mirip dengan
Gambar 8.6. Baterai terdiri atas wadah seng yang berisi pasta kimia dengan batang karbon menggantung di tengah-tengah pasta itu. Pasta tersebut berupa senyawa kimia MnO2 dan NH4Cl.
Jika kutub-kutub baterai dihubungkan dalam rangkaian, misalnya dengan lampu seperti Kegiatan 1, terjadi reaksi kimia dalam pasta dan seng. Sebagai hasilnya, elektron-elektron terkumpul pada seng, menyebabkan seng berlaku sebagai kutub negatif, dan batang karbon yang terletak pada pasta berlaku sebagai kutub positif. Beda potensial antara kutub-kutub baterai ini sebesar 1,5 volt. Apabila baterai digunakan, lama-kelamaan muatan yang terkumpul pada seng semakin sedikit, dan beda potensialnya menurun. Pada keadaan ini baterai biasanya dikatakan “habis” dan tidak dapat dipakai lagi. Karena bersifat sekali pakai, baterai dengan elektroda karbon dan seng disebut elemen primer. c. Aki (sel basah)
Aki sering disebut sel basah. Sel basah terdiri atas dua lempeng logam yang berbeda diletakkan dalam cairan elektrolit. Sebagai contoh, lempeng logam pada aki mobil
adalah timbal (Pb) dan timbal peroksida (PbO2) yang ter-letak dalam larutan asam sulfat (H2SO4). Reaksi kimia yang terjadi menyebabkan elektron terkumpul pada timbal, sehingga timbal sebagai kutub negatif dan timbal peroksida sebagai kutub positif.
Aki mobil umumnya mengandung 6 sel, tiap sel menghasilkan beda
potensial 2 volt. Oleh karena itu, beda potensial yang dihasilkan aki mobil sebesar 12 volt. Jika digunakan, maka timbal dan timbal peroksida berangsur-angsur berubah menjadi timbal sulfat. Kedua kutub aki tersebut akhirnya tidak memiliki beda
potensial lagi. Apa yang harus dilakukan, agar aki tersebut dapat berfungsi kembali? Dibandingkan baterai seng karbon, aki memiliki keunggulan, yaitu dapat diisi ulang. Caranya dengan meng-alirkan arus listrik melalui aki tersebut dari sumber
tegangan lain dengan arah terbalik seperti Gambar 8.8.
Dengan cara ini, maka timbal sulfat tersebut kembali lagi menjadi timbal dan timbal peroksida, maka aki siap dipakai lagi. Kemampuan aki yang dapat dipakai berulang-ulang dengan cara diisi lagi menjadikan aki tergolong sebagai elemen sekunder.
2. Stop kontak
Berbagai peralatan listrik di rumahmu dirancang untuk menggunakan listrik dari PLN. Beda potensial listrik ini sebesar 220 volt, disebut tegangan jala-jala. Sumber tegangan listrik ini dapat kamu jumpai pada stop kontak
Gambar 8.7 Bagian-bagian aki. Lempeng timbal peroksida (katoda) Larutan asam sulfat L e m p e n g timbal (anoda) Gambar 8.8
Bagan proses pengisian aki. Sumber tegangan Timbal peroksida Timbal Larutan asam sulfat
di dinding rumahmu, seperti
Gambar 8.9.
Energi listrik ini dihasilkan oleh generator listrik. Generator listrik mengubah bentuk energi lain seperti energi air, uap atau nuklir menjadi energi listrik. Kamu akan belajar lebih banyak tentang generator ini pada Bab Elektromagnetik.
Voltmeter Lampu Baterai V V
K
egiatan2
Mengukur Beda Potensial Alat dan bahan
baterai lampu sakelar lampu
Cara kerja
1. Ukur beda potensial antara kutub-kutub baterai dengan menggunakan voltmeter, seperti gambar di samping. Gambar 8.9
Stop kontak merupakan sumber tegangan listrik yang berasal dari PLN.
(Sumber: Dok. Penerbit)
2. Rangkaikan lampu pada baterai sehingga lampu menyala. Ukur sekali lagi beda potensial antara kutub-kutub baterai, seperti rangkaian di samping. Berhati-hatilah ketika memasang lampunya, jangan sampai jatuh.
Analisis dan diskusi
1. Berapa beda potensial yang kamu hasilkan pada langkah 1 dan 2.
2. Bandingkan kedua hasil pengukuran beda potensial yang kamu lakukan, apakah sama? Jelaskan mengapa hasilnya demikian.
3. Buat kesimpulan dari kegiatanmu.
3. Gaya gerak listrik
Kamu telah mengetahui bahwa beda potensial pada baterai sebesar 1,5 V jika baterai tersebut dirangkaikan dengan lampu, ternyata beda potensialnya turun, sehingga kurang dari 1,5 V. Jadi, jika sumber tegangan dipasang pada rangkaian tertutup, ternyata beda potensialnya turun.
Beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan sebelum dipasang pada rangkaian listrik disebut gaya gerak listrik, disingkat ggl. Sebagai contoh, gaya gerak listrik baterai sebesar 1,5 V. Sedangkan beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan setelah dipasang pada rangkaian disebut tegangan jepit. Secara umum tegangan jepit pada baterai lebih kecil daripada gaya gerak listriknya.
Tulis jawaban pada buku kerjamu.
1. Sebutkan contoh sumber tegangan listrik yang ada di rumahmu.
2. Apa fungsi dari sumber tegangan listrik? 3. Mengapa baterai disebut elemen primer?
4. Apa perbedaan dari gaya gerak listrik dengan tegangan jepit? 5. Kamu telah mengetahui apa itu amperemeter dan voltmeter. Mengapa pemasangan amperemeter dan voltmeter di rangkaian listrik posisinya berbeda? Perhatikan Gambar 8.2
dan 8.4.
Buat poster yang menunjukkan bagian-bagian baterai sel kering dan apa fungsi bagian-bagian tersebut.
1. Arus listrik adalah aliran muatan listrik. 2. Arus listrik timbul dalam rangkaian tertutup.
3. Kuat arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir melalui penghantar tiap sekon.
4. Kuat arus listrik diukur dengan amperemeter.
5. Sakelar digunakan untuk membuat rangkaian listrik menjadi tertutup atau terbuka.
6. Agar muatan listrik dapat mengalir terus-menerus, diperlukan sumber tegangan listrik.
7. Gaya gerak listrik disingkat ggl adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan sebelum dipasang pada rangkaian listrik.
valuasi
E
1. Muatan listrik 120 C berpindah melalui kawat penghantar yang menghubung-kan kedua kutub sumber tegangan selama 5 menit. Kuat arus listriknya adalah ....
a. 0,04 A c. 0,5 A b. 0,4 A d. 2,5 A
2. Fungsi batang karbon pada baterai adalah ....
a. sebagai kutub positif b. timbulnya polarisasi c. sebagai larutan elektrolit d. sebagai kutub negatif
3. Rangkaian berikut yang tepat untuk mengukur kuat arus listrik adalah ....
a. c.
b. d.
A. Pengecekan Konsep
V
5. Perhatikan bagan baterai di bawah ini. Batang karbon ditunjukkan oleh angka ....
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
6. Gambar rangkaian listrik di bawah ini yang dapat menyalakan lampu jika kedua baterainya sama adalah ....
a. c.
b. d.
7. Sebuah baterai dihubungkan dengan sebuah lampu dengan menggunakan kawat penghantar, sehingga lampu me-nyala. Kutub-kutub baterai dihubung-kan dengan voltmeter, seperti gambar di bawah ini. Angka yang ditunjukkan jarum voltmeter tersebut merupakan .... a. kuat arus
b. gaya gerak listrik c. tegangan jepit d. energi listrik 4. Satu mikroampere sama dengan ....
a. 0,000001 A b. 0,001 A c. 1.000 A d. 1.000.000 A 1 2 3 4 Pilih salah satu jawaban yang tepat. Tulis jawaban pada buku kerjamu.
A A A A + − + − + − + −
B. Pemahaman Konsep
Apakah kamu kesulitan ketika belajar materi bab ini? Coba kamu cari informasi di internet tentang materi ini. Kemudian buat resume berdasarkan pemahamanmu. Apakah resume yang kamu hasilkan sama dengan pemahamanmu setelah belajar bab ini?
8. Rangkaian yang tidak timbul arus
listrik adalah ....
a. c.
b. d.
1. Apa yang dimaksud dengan arus listrik? 2. Kuat arus dalam sebuah rangkaian listrik sebesar 500 mA. Berapa muatan listrik yang mengalir `setiap 7 menit? 3. Bandingkan dan cari perbedaan baterai
dan aki sebagai sumber tegangan.
c. energi kimia d. energi panas
10. Ketika hendak tidur, kamu mematikan lampu di ruang tamu dengan menekan tombol sakelar. Yang kamu lakukan tersebut pada dasarnya adalah .... a. membuat rangkaian menjadi
ter-buka
b. membuat rangkaian menjadi ter-tutup
c. mengambil sumber tegangan dari rangkaian
d. mengambil penghantar dari rang-kaian
4. Sebuah kawat penghantar dialiri muatan sebesar 130 C setiap dua jamnya. Hitung kuat arus dalam penghantar tersebut.
5. Bagaimana kamu dapat mengetahui bahwa muatan listrik mengalir dalam rangkaian listrik di sentermu? 9. Elemen volta, baterai, dan aki mengubah
... menjadi energi listrik. a. energi mekanik
b. energi potensial gravitasi
(Sumber: Dok. Penerbit)