Assalamuaalaikum Wr. Wb

Assalamuaalaikum Wr. Wb

Assalamuaalaikum Wr. Wb

Standar Kompetensi

 Mendeskripsikan pengertian arus listrik, kua arus listrik dan beda potensial listrik

 Mendeskripsikan listrik dinamis dalam kehidupan sehari hari

 Melakukan perhitungan rangkain listrik

 _{Memahami listrik dinamis dan} penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Kompetensi Dasar

 _{Mendeskripsikan pengertian} arus listrik, kua arus listrik dan beda potensial listrik

 Mendeskripsikan listrik dinamis dalam kehidupan sehari hari

 _{Melakukan perhitungan rangkain} listrik

LISTRIK DINAMIK

Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan ceramah, diskusi dan tanya jawab, peserta didik diharapkan dapat :

• Memformulasikan besaran kuat arus dalam rangkaian tertutup

sederhana

• Memformulasikan besaran hambatan dalam rangkaian seri dan

paralel

• Memformulasikan besaran tegangan dalam rangkaian tertutup

sederhana dengan menggunakan hukum Kirchoff I dan II

• Menerapkan Hukum I dan II Kirchoff dalam pemecahan masalah

rangkaian listrik satu loop dan dua loop

Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan ceramah, diskusi dan tanya jawab, peserta didik diharapkan dapat :

• Memformulasikan besaran kuat arus dalam rangkaian tertutup

sederhana

• Memformulasikan besaran hambatan dalam rangkaian seri dan

paralel

• Memformulasikan besaran tegangan dalam rangkaian tertutup

sederhana dengan menggunakan hukum Kirchoff I dan II

• Menerapkan Hukum I dan II Kirchoff dalam pemecahan masalah

Arus listrik adalah aliran partikel bermuatan positif karena adanya perbedaan potensial listrik.

ukur

batas

x

maksimum

skala

jumlah

terbaca

skala

jumlah

Cara membaca hasil pengukuran pada alat ukur listrik :

Ampermeter berfungsi untuk mengukur kuat arus listrik.

Volt meter berfungsi untuk mengukur beda potensial listrik. LISTRIK DINAMIK

ukur

batas

x

maksimum

skala

jumlah

terbaca

skala

jumlah

Voltmeter dipasang secara paralel pada rangkaian listrik

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang

mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu. arah arus listrik mengalir dari

kutub positif ke kutub negatif. Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

Beda potensial antara kutub positif

dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam

keadaan tertutup disebut tegangan jepit. Beda potensial antara kutub positif

dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam

keadaan tertutup disebut tegangan jepit.

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif,

disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutubpositif dengan kutub

negatif, dimana kutub

positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif,

disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutubpositif dengan kutub

negatif, dimana kutub

positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.

BEDA POTENSIAL ATAU TEGANGAN LISTRIK (V)

Beda potensial antara kutub positif

dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam

keadaan tertutup disebut tegangan jepit. Beda potensial antara kutub positif

dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam

keadaan tertutup disebut tegangan jepit.

Secara

Secara matematismatematis dinyatakan

dinyatakan sebagaisebagai ::

t

Q

I



Q= muatan listrik ( Coulomb ) t = waktu ( detik )

I= Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere)

HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK (I) DAN TEGANGAN LISTRIK (V)

Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan

lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi:

Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung

penghantar asalkan suhu penghantar tetap.

HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK (I) DAN TEGANGAN LISTRIK (V)

Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan

lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi:

Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung

penghantar asalkan suhu penghantar tetap.

Hasil bagi antara beda potensial (V)

dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan

listrik atau resistansi (R) dengan satuan

ohm.

t Q

I  _{dengan I = kuat arus listrik (Ampere)}

Q = jumlah muatan (Coulomb) t = selang waktu (sekon)

Hukum Ohm : besarnya arus listrik sebanding dengan jumlah pembawa muatan yang mengalir tiap satuan waktu.

dengan R = besar hambatan (Ω)

ρ = hambat jenis (Ωm)

L = panjang kawat (m2₎

A = luas penampang kawat (m)

A L

ρ

R  dengan R = besar hambatan (Ω)

ρ = hambat jenis (Ωm)

L = panjang kawat (m2₎

A = luas penampang kawat (m)

A L

ρ

R 

Hambatan kawat akan bertambah jika suhunya naik R_T = R_o (1 + α ΔT)

dengan `R_t = hambatan akhir (Ω)

R_o = hambatan mula-mula (Ω)

α = koefisien suhu hambat jenis (/K)

V

Kemiringan grafik = tan α = V/I α

I

Hukum Ohm berbunyi : kuat arus yang timbul pada suatu penghantar sebanding dengan tegangan kedua ujung penghantar. Dari percobaan didapat grafik tegangan (V) terhadap kuat arus listrik (I)

V

Kemiringan grafik = tan α = V/I α I konstan I V  R . I V R I V _{  }

dengan V = beda potensial (Volt) I = kuat arus (Ampere)

R = hambatan (Ω)

Nilai konstan ini disebut hambatan

Hukum Ohm berbunyi : kuat arus yang timbul pada suatu penghantar sebanding dengan tegangan kedua ujung penghantar. V~ I

Diagram

RANGKAIAN HAMBATAN + V R₁ A 1 l 2 1 2 1 2 1 2 1

R

R

R

)

R

I(R

IR

IR

V

V

V

V

















Kuat arus l₁ = l₂ = l

• Rangkaian Seri (sejajar)

V R₂ A 2 l 2 1 2 1 2 1 2 1

R

R

R

)

R

I(R

IR

IR

V

V

V

V

















+ V R₂ R₁ Kuat arus Beda potensial : 2 1 2 1 2 1 R 1 R 1 R 1 R V R V R V I I I      

• Rangkaian Paralel (percabangan)

V₁ = V₂= V A₂ A₁ 2 1 2 1 2 1 R 1 R 1 R 1 R V R V R V I I I      

HUKUM I KIRCHOOF :

Jumlah arus pada titik cabang = nol

Hukum I Kirchoff berbunyi:

Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik simpul sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik simpul tersebut.

Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik.

Hukum II Kirchhoff berbunyi:

Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik (ε) dengan penurunan tegangan (IR) sama

dengan nol Hukum I Kirchoff berbunyi:

Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik simpul sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik simpul tersebut.

Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik.

I₁= I₂ + I₃

Hukum Kirchhoff

Hukum I Kirchhoff (aturan titik cabang)

I1

I2

I3

Jumlah arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.

I₁= I₂ + I₃

I1

I2

∑ ε + Ir + IR = 0

IR = ε - Ir dan IR = V

maka V = ε - Ir _{dengan : V = tegangan jepit (V)}

ε = ggl sumber arus (V)

I = kuat arus (A)

R = hambatan listrik (Ω) r = hambatan dalam (Ω) Gaya Gerak Listrik (GGL)

dengan : V = tegangan jepit (V)

ε = ggl sumber arus (V)

I = kuat arus (A)

R = hambatan listrik (Ω) r = hambatan dalam (Ω)

Gaya gerak listrik (ε ) adalah tegangan pada ujung-ujung baterei saat baterei tidak dihubungkan ke beban (rangkaian listrik)

Tegangan jepit (V ) adalah tegangan pada ujung-ujung baterei saat baterei dihubungkan ke beban (rangkaian listrik)

Rangkaian sumber Tegangan

Ggl pengganti seri ε_s = ε₁ + ε₂ + ε₃+ …ε_n = nε

Hambatan dalam pengganti seri r_s = r₁ + r₂ + r₃+ …r_n = nr

Ggl pengganti paralel ε_p = ε

Hambatan dalam pengganti paralel r_p = r/n Hambatan dalam pengganti paralel r_p = r/n

Hukum II Kirchhoff (aturan loop)

pada rangkaian tertutup jumlah aljabar ggl sumber arus sama dengan jumlah penurunan potensial (hasil kali antara kuat arus dengan hambatan)

∑ ε = ∑ (I R)

V _AB = ∑ ε - ∑ IR

Perumusan Hukum Kirchhoff dengan perjanjian : Perumusan Hukum Kirchhoff dengan perjanjian :

2. Arus yang searah dengan loop dihitung positif, sedangkan yang berlawanan arah loop dihitung negatif.

3. Jika hasil akhir perhitungan kuat arus bernilai negatif maka kuat arus yang sebenarnya berlawanan arah dengan yang ditetapkan. 1. Dalam rangkaian tertutup (loop) jika sumber arus dilalui dari kutub

negatif ke kutub positif maka ggl nya dihitung positif. Jika dilalui dari kutub positif ke kutub negatif maka gglnya dihitung negatif.

Energi dan Daya Listrik

Energi Listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan-muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup

dengan W = energi listrik (Joule) V = beda potensial (Volt)

I = kuat arus listrik (Ampere) t = selang waktu (sekon) R = hambatan listrik (Ω) t R V t R I t I V W 2 2  

 dengan W = energi listrik (Joule)

V = beda potensial (Volt)

I = kuat arus listrik (Ampere) t = selang waktu (sekon) R = hambatan listrik (Ω) R V R I I V t W P 2 2    

Daya Listrik adalah energi listrik yang mengalir tiap satu satuan waktu dengan P = daya listrik (watt = J/s)

W = energi listrik (Joule) t = selang waktu (sekon)

Lampu pijar, setrika listrik, teko listrik dan pengering rambut disebut elemen listrik (memiliki elemen yang terbuat dari kumparan kawat logam tipis).

Ketika dilalui oleh arus listrik, kumparan kawat akan mendisipasi (membuang) energi dalam bentuk kalor.

Jika V_s volt < V_t volt maka P_swatt < P_twatt karena I < tetapi R_t = R_s

Kumparan kawat berfungsi sebagai hambatan listrik.

2 s 2 s 2 t 2 t

P

V

P

V 

t 2 t s s x P V V P _       

Ketika dilalui oleh arus listrik, kumparan kawat akan mendisipasi (membuang) energi dalam bentuk kalor.

Contoh soal-1

Suatu loop tunggal terdiri dari 2 resistor dan 2 baterei seperti pada gambar.

a) Hitunglah arus listrik dalam rangkaian.

b) Tentukan daya listrik pada masing-masing resistor.

Suatu loop tunggal terdiri dari 2 resistor dan 2 baterei seperti pada gambar.

a) Hitunglah arus listrik dalam rangkaian.

Listrik AC dan DC

Arus DC (Direct Current) adalah arus listrik yang selalu mengalir dalam satu arah. Sedangkan Arus AC (Alternating Current), yang

sering disebut arus bolak balik adalah arus yang senantiasa berbalik arah secara teratur

Tegangan DC

Keuntungan Listrik AC

Pada televisi, DVD, VCD, tape dan radio, energi AC diubah menjadi DC oleh converter atau rectifier (adaptor) terdapat dalam peralatan itu sendiri,

•Saklar-saklar dan pemutus daya sistem AC lebih sederhana. •Motor AC (motor induksi) berharga lebih murah dan lebih

sederhana konstruksinya.

•Dapat diperbesar atau diperkecil sehingga mudah mendistribusikan

Penerapan DC lampu baterei mainan anak-anak jam dinding Laptop hand phone handy talky Penerapan AC kulkas

pemanas air listrik rice cooker

Microwave

pendingin ruangan lampu penerang

Pada televisi, DVD, VCD, tape dan radio, energi AC diubah menjadi DC oleh converter atau rectifier (adaptor) terdapat dalam peralatan itu sendiri,

Bentuk Rangkaian AC dalam Rumah-rumah

Peralatan listrik di rumah-rumah dipasang paralel. Agar jika salah satu peralatan listrik rusak, maka peralatan listrik lain masih tetap bekerja.

Upaya penghematan energi listrik :

Meminimalkan waktu pemakaian peralatan listrik. Matikan radio, TV, komputer, mesin pendingin dan lampu-lampu jika tidak digunakan.

Meminimalkan daya listrik yang digunakan dengan

menggunakan produk-produk alat elektronik yang berdaya rendah sesuai kebutuhan.

Soal Latihan

1. Hitunglah kuat arus yang mengalir

melalui sebuah kawat 6Ω yang dihubungkan

baterai 12 V. Berapakah kuat arusnya bila

kawat itu dihubungkan baterai 6 V?

2. Hitunglah besarnya tegangan yang

dibutuhkan untuk mengalirkan arus 3 A

pada sebuah lampu yang memiliki hambatan

4 Ω.?

1. Hitunglah kuat arus yang mengalir

melalui sebuah kawat 6Ω yang dihubungkan

baterai 12 V. Berapakah kuat arusnya bila

kawat itu dihubungkan baterai 6 V?

2. Hitunglah besarnya tegangan yang

dibutuhkan untuk mengalirkan arus 3 A

pada sebuah lampu yang memiliki hambatan

4 Ω.?