BAB II. PEMBELAJARAN
B. Kegiatan Belajar
3. Rangkuman
a) Benda adalah sesuatu yang dapat diraba atau dirasakan didalam dunia ini dinamakan sebagai zat (benda). Benda yang ada di bunia ini terbagi atas tiga bagian benda padat, cair dan gas.
b) Molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih dapat dibagi-bagi lagi dan masih tetap mengandung unsur kimiawi dari bendanya. c) Atom adalah satuan yang amat kecil dalam setiap bahan yang ada di
sekitar kita. Atom terdiri atas tiga jeni partikel sub atom, yaitu : elektron yang memiliki muatan negatif, proton, yang memiliki muatan positif dan neutron yang tidak bermuatan.
d) Elektron valensi adalah elektron yang berada di kulit terluar suatu atom.
e) Arah arus elektron menggambarkan arah arus dari kutub yang bermuatan negatif ke kutub atau terminal positif, sedangkan arah arus listrik disepakati bergerak dari poten sial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah.
f) Bahan konduktor adalah bahan yang sangat baik menghantarkan listrik
g) Bahan semi konduktor adalah bahan yang tidak sebaik seperti konduktor namun masih bisa menghantarkan arus listrik
h) Bahan isolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik 4. Tugas
Amatilah alam sekitar anda coba klasifikasikan benda benda yang ada di alam sekitar anda berdasarkan:
a) Jenis sifat benda b) Bahan listrik
5. Test Formatif
Pilihlah jawaban yang paling tepat!
1) Bagian terkecil dari benda yang masih dapat dibagi-bagi lagi, adalah merupakan pengertian dari..
a. Atom b. Molekul c. Benda d. Ion e. Spectrum
2) Didalam sebuah susunan atom, bagian inti atom terdapat muatan.. a. Electron-neutron
b. Proton-neutron c. Electron-newtron d. Proton-newtron e. neutron-newton
3) Didalam sebuah susunan atom, bagian kulit atom bermuatan.. a. Positif
b. Netral c. Negatif d. Positif-negatif e. tak bermuatan
4) Suatu muatan atom yang berada pada kulit terluar yang biasanya mudah berpindah-pindah dari satu atom ke atom yang lain disebut.. a. Atom valensi
b. Muatan valensi c. Proton valensi d. Elektron valensi e. Neutron valensi
5) Diketahui sebuah atom dengan nomor unsur 17 CL berapa elektron yang berada pada kulit terluar dari atom tersebut..
a. 3 b. 4 c. 5 d. 6
e. 7
6) Diketahui sebuah atom dengan nomor unsur 13 CL berapa elektron yang berada pada kulit terluar dari atom tersebut..
a. 3 b. 4 c. 5 d. 6 e. 7
7) Arus mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah” Pernyataan tersebut merupakan pengertian dari..
a. arus bolak-balik b. arus searah c. arus listrik d. arus elektron e. arus proton
8) Arus mengalir dari muatan negatif ke muatan positif” Pernyataan tersebut merupakan pengertian dari..
a. arus bolak-balik b. arus searah c. arus listrik d. arus elektron e. arus proton
9) Bahan yang mengandung unsur silikon dan germanium termasuk bahan listrik yang bersifat sebagai ..
a. Konduktor b. Semikonduktor c. Isolator d. Transformator e. induktor
10) Bahan yang mengandung platina dan seng termasuk bahan listrik yang bersifat sebagai ..
a. Konduktor b. Semikonduktor c. Isolator
d. Transformator e. Induktor 6. Kunci Jawaban 1) b 6) a 2) b 7) c 3) c 8) d 4) d 9) b 5) e 10) a 7. Lembar Kerja
Isilah soal dibawah ini dengan benar!
1) Apakah yang dimaksud benda, dan sebutkan jenis-jenis benda yang ada di alam semesta ini dan berikan contohnya masing-masing tiga!
……… ……… ……… 2) Gambarkan suatu bentuk susunan atom, dan jelaskan apa yang dimaksud
Neutron, Proton dan Elektron!
……… ……… ………..
3) Apakah yang dimaksud dengan Arus listrik!
……… ………..
4) Jelaskan apa yang dimaksud bahan konduktor, dan derikan contohnya minimal 5!
……… ………..
5) Jelaskan apa yang dimaksud bahan semikonduktor, dan derikan contohnya minimal 5!
……… ………
1) 6) 2) 7) 3) 8) 4) 9) 5) ) b. Kegiatan Belajar 2
Satuan Dasar Listrik Menurut Sistem Internasional 1. Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari modul ini siswa dapat:
a) Menjelaskan Sistem Satuan Dasar Internasional b) Menguraikan Sistem Satuan Turunan
c) Mengkalisifikasikan besaran-besaran listrik
2. Uraian Materi
a) Sistem Satuan Dasar Internasional
Sistem Internasional Satuan (SI) menspesifikasikan tujuh satuan dasar SI dari semua satuan pengukuran yang terbentuk. Unit-unit lainnya disebut satuan turunan SI dan juga dianggap sebagai bagian dari standar tersebut. Satuan SI mendunia setelah 'Le Système International d'Unités. Nama dari satuan SI selalu ditulis dalam huruf kecil. Simbol satuan berasal dari nama orang, selalu dengan huruf awal kapital (misalnya, adalah simbol hertz (Hz), tetapi meter menjadi (m).
Tabel 3.1. Satuan-satuan dasar SI
No Besaran Simbol besaran Satuan Simbol satuan 1 Panjang l meter m 2 Massa m kilogram kg 3 Waktu t detik s
4 Kuat Arus I Ampere A
5 Temperatur T Kelvin K
6 Kuat Cahaya IV Candela cd
7 Jumlah molekul Mol Mol n
b) Satuan Turunan
Satuan turunan merupakan satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Satuan dasar dapat dikombinasikan untuk mendapatkan satuan pengukuran besaran lainnya yang disebut satuan turunan. Sebagai tambahan ada dua dari satuan tanpa dimensi yaitu radian (rad) dan steradian (sr), 20 satuan turunan lainnya memiliki satuan nama yang khusus.
Tabel 3.2 Nama satuan turunan yang berasal dari satuan dasar SI
Besaran Simbol satuan Ekuivalen Ekspresi dalam
satuan dasar SI
frekuensi hertz Hz 1/s s−1
sudut radian rad m/m satuan tak
berdimensi sudut ruang steradian sr m2/m2 satuan tak
berdimensi gaya, berat newton N kg⋅m/s2 kg⋅m⋅s−2
tekanan pascal Pa N/m2 kg⋅m−1⋅s−2 energi, usaha, kalor joule J N•m C•V W•s kg⋅m2⋅s−2 daya, fluks radiant watt W J/s V⋅A kg⋅m2⋅s−3
muatan listrik coulomb C s⋅A s⋅A tegangan listrik, beda potensial, gaya gerak listrik volt V W/A J/C kg⋅m2⋅s−3⋅A−1 kapasitansi farad F C/V kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 hambatan, Impedansi, reaktansi
ohm Ω V/A kg⋅m2⋅s−3⋅A−2
konduktansi, admitansi
siemens S 1/Ω
A/V
kg−1⋅m−2⋅s3⋅A2
fluks magnet weber Wb J/A kg⋅m2⋅s−2⋅A−1
Satuan umum lainnya, seperti liter, bukan merupakan satuan SI, tetapi diterima untuk digunakan dengan SI
s−1 ⋅ ⋅ ⋅s−2 ⋅m−1⋅s−2 ⋅ ⋅s−2 ⋅ ⋅ ⋅s−3 ⋅ ⋅ , ⋅ ⋅s−3⋅A−1 kg−1⋅m−2⋅ ⋅ Ω ⋅ ⋅s−3⋅A−2 1/Ω kg−1⋅m−2⋅ ⋅ ⋅ ⋅s−2⋅A−1 c) Besaran Listrik (1) Tegangan Listrik
Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.Tegangan listrik itu terjadi apabila:
Antara pasangan elektron yang rapat dan kurang rapat.
Antara tempat yang mempunyai kerapatan elektron yang tinggi dan rendah
Antara tempat yang kekurangan elektron dan yang kelebihan elektron Satuan teknik tegangan adalah volt (V). namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili volt (mV) dan kilo volt (kV). Berikuta adalah konversinya:
1 Volt = 103 mV 1 Volt = 10-3 kV
(2) Arus Listrik
Listrik dapat mengalir melalui bahan penghantar, tetapi tidak semua bahan dapat mengalirkan listrik. Bahan yang memiliki elektron bebas didalamnya, seperti logam, dapat mengalirkan listrik tetapi kayu yang tidak memiliki elektron bebas tidak dapat mengalirkan. Karena listrik merupakan bentuk energi yang amat luas penggunaannya, maka perlu sekali dipahami sifat-sifatnya.
Penghantar yang menghubungkan kutub-kutub sebuah sumber listrik terletak didalam medan listrik. Karena medan listrik inilah elektron-elektron bebas didalam penghantar bergerak dan terjadilah aliran listrik. Aliran listrik yang berasal dari elemen mempunyai arah yang tetap, yaitu dari kutub berpotensi tinggi ke kutub yang berpotensi rendah. Sedang yang berasal dari generator arahnya ada tetap dan ada yang berubah. Ada 2 macam jenis arus listrik:
(a) Arus searah
Arus searah (bahasa Inggris direct current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk aki dan Elemen Volta) dan panel surya. Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara
Gambar 3.1 Grafik Gelombang Teggangan dan Arus Searah
(b) Arus bolak-balik
Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik di mana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah di mana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).
Arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Sehingga dapat dirumuskan menjadi :
Dimana: I = Kuat arus listrik satuan Ampere (A) Q = Muatan listrik satuan coulomb (Q) t = Waktu satuan detik (s)
Satuan arus listrik adalah Ampere (A). namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili Ampere (mA) dan mikro Aampere (µA). Berikuta adalah konversinya:
1 A = 103 mA 1 A = 106 µA.
(3) Daya /Power Listrik (W)
Hal lain yang penting setelah besar tahanan (hambatan) adalah besar daya resistor. Daya resistor merupakan kekuatan yang dimiliki oleh resistor dalam menerima kuat arus listrik. Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt.
Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.
Rumus:
Keterangan :
P = adalah daya (watt ) I =adalah arus (ampere )
Satuan SI turunan untuk daya adalah watt (W). Namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili watt (mW), kilowatt (kW) dan adapula yang menggunkan satuan Mega watt (MW) . Berikuta adalah konversinya:
1 watt = 103 mW 1 watt = 10-3 kW 1 watt = 10-6 MW
(4) Hambatan Listrik
Hambatan listrik adalah komponen yang mempunyai sifat menghambat arus listrik. Hambatan listrik merupakan perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.
Hambatan listrik yang mempunyai satuan Ohm ditulis Ω. Namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan kilo Ohm (kΩ), dan ada pula yang menggunkan satuan Mega watt (MΩ) . Berikuta adalah konversinya:
1Ω = 103 kΩ 1 Ω = 106 MΩ 1 k Ω = 103 MΩ
(5) Daya Hantar
Pada suatu rangkaian jika menggunakan suatu beban dengan tahanan yang kecil, maka akan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Dengan kata lain “ memiliki daya hantar yang besar”, Daya hantar yang besar sepadan dengan tahanan yang kecil dan sebaliknya daya hantar kecil sepadan dengan tahanan besar. Satuan konduktani adalah kebalikan dari hambatan, reaktansi, dan impedansi; maka satu siemens sama dengan kebalikan satu ohm, kadang juga disebut mho.
�= 1
� Dimana:
G = Konduktansi dengan satuan Siemens atau mho R = Hambatan dengan satuan Ohm
ditulis Ω. Namun ada isi menggunakan satuan kilo Ohm (kΩ
n Mega watt (MΩ Ω Ω Ω Ω Ω Ω � � 3. Rangkuman
a) Sistem Internasional Satuan (SI) menspesifikasikan tujuh satuan dasar SI dari semua satuan pengukuran yang terbentuk. Unit-unit lainnya disebut satuan turunan SI,
b) Satuan turunan merupakan satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Satuan dasar dapat dikombinasikan untuk mendapatkan satuan pengukuran besaran lainnya.
c) Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt
d) Listrik dapat mengalir melalui bahan penghantar, tetapi tidak semua bahan dapat mengalirkan listrik dinyatakan dalam satuan ampere. e) Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam
rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt.
f) Hambatan listrik adalah komponen yang mempunyai sifat menghambat arus listrik dinyatakan dalam satuan ampere.
g) Satuan konduktansi adalah kebalikan dari hambatan maka satu siemens kadang juga disebut mho.