FISIKA DASAR 2 Program Studi Ilmu Komput

FISIKA DASAR 2

ARUS DAN RANGKAIAN LISTRIK

Disusun Oleh

ANDI HAJAR ASWAD H13114532

Program Studi Ilmu Komputer

Jurusan Matematika

Fakultas Matematika dan Ipa

Universitas Hasanuddin

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, Zat yang Maha indah dengan segala Keindahan-Nya, zat yang Maha pengasih dengan segala kasih sayang-Nya yang terlepas dari segala sifat lemah semua makhluk-sayang-Nya. Alhamdulillah berkat Rahmat dan Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat serta salam mahabbah semoga senantiasa di limpahkan kepada Nabi Muhammas SAW, Sebagai pembawa risalah Allah yang terakhir dan penyempurna seluruh Risalah-Nya.

Akhirnya dengan segala kerendahan hati izinkanlah kami untuk menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa memberikan motivasi dalam rangka menyelesaikan makalah ini. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terkait yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini. Semoga kebaikan yang di berikan oleh semua pihak kepada kami menjadi amal sholeh yang senantiasa mendapat balasan dan kebaikan yang berlipat ganda dari ALLAH SWT.

Kami menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam makalah ini, untuk itu kami mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun.

Makassar, 16 Februari 2015

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ………... Daftar Isi ………... BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ………... I.2 Rumusan Masalah ………... I.3 Tujuan Masalah ………... BAB II PEMBAHASAN

II.1 Pengertian arus listrik... II.2 Sumber-sumber arus ...…………... II.3 Macam-macam arus……..…………...…... II.4 Arah arus... II.5 Pengertian rangkaian listrik... II.6 Jenis-jenis rangkaian listrik... BAB III PENUTUP

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Arus listrik merupakan hal yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kegiatan sehari-hari, listrik telah menjadi kebutuhan utama kita, semua fasilitas kita hampir semuanya menggunakan arus listrik. Misalnya lampu, televisi, kulkas, komputer, kipas angin dan alat-alat elektronik lainnya. Namun masih banyak orang orang yang belum mengenal dan belum tahu sumber arus listrik berasal dan apa penyebab arus listrik dapat bergerak. Bahkan tidak sedikit para pelajar yang ebelum mengetahui tentang sumber arus listrik. Arus listrik terdiri dari muatan-muatan yang bergerak dari satu daerah ke daerah lainya.Bila gerak ini berlangsung di dalam sebuah lintasan konduksi yang membentuk sebuah simpal tertutu,maka lintasan itu di namakan rangkaian listrik.

Pada dasarnya , rangkain listrik adalah saranan untuk menghantarkan energy dari satu tempat ke tempat lain.Sewaktu partikel bermuatan bergerak di dalam sebuah rangkaian,maka energy potensial listrik di pindahkan dari sebuah sumbe{seperti aki atau generator}ke sebuah alat tempat energy tersebut di simpan atau dikonversi ke dalam bentuk energy lain;menjadi bunyi dalam system stereo atau menjadi kalor atau cahaya dalam pemanggang roti atau bola lampu.Dari sudut pandang teknoligi,rangkaian listrik berguna karena memungkingkan energy untuk pindahkan {di angkut}tampa bagian – bagian yang bergerak itu.

I.2 Rumusan Masalah

I.2.1 Apa yang dimaksud dengan arus listrik?

I.2.2 Dari mana sumber-sumber arus listrik?

I.2.3 Apa saja macam-macam arus listrik?

I.2.4 Bagaimana arah arus listrik?

I.2.5 Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik?

I.3 Tujuan

I.2.1 Untuk mengetahui pengertian arus listrik

I.2.2 Untuk mengetahui sumber-sumber arus listrik

I.2.3 Untuk mengetahui macam-macam arus listrik

I.2.4 Untuk mengetahui arah arus listrik

I.2.5 Untuk mengetahui pengertian rangkaian listrik

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Pengertian arus listrik

Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol I (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang.

Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negative Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik. Di mana muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb, dan 1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron

Dari uraian diatas sehingga dapat disimpulkan bahwa Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere (μA) seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi pada petir Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa

Pada suatu penghantar mengalir muatan listrik sebanyak 60 coulomb selama 0,5 menit. Hitung besar arus listrik yang mengalir pada penghantar tersebut ?

Penyelesaian:

Dianggap sebagai aliran muatan positif, karena sebenarnya muatan positif tidak dapat bergerak. Arus ini bergerak dari potensial tinggi ke potensial rengah, dari kutub positif ke kutub negative, dari anode menuju katode. Arah arus listrik ini berlawanan arah dengan arus electron. Di dalam bahan semikonduktor, hantaran arus listrik tidak hanya dilakukan oleh electron-elektron yang ada pada pita konduksi, tetapi juga oleh kekosongan energy pada pita valensi, yang ditinggalkan electron. Kekosongan ini disebut hole, seolah-olah sebagai muatan positif yang lindah dan dapat mengantarkan arus.

Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimaan arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.

II.2 Sumber-sumber Arus

Arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian karena adanya beda potensial antara dua titik dalam rangkaian yaitu dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Agar arus terus mengalir dalam rangkaian harus ada alat yang dapat mempertahankan beda potensial yang disebut sumber gaya gerak listrik. Sumber gaya gerak listrik adalah suatu alat yang dapat mengubah energi kimia, gerak atau energi bentuk lain ke bentuk energi listrik yang diperlukan untuk mempertahankan muatan listrik terus mengalir secara kontinu.

Berdasarkan arus yang dihasilkan, sumber arus dibedakan menjadi 2 yaitu :

 Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.

 Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan arus searah. Misalnya : elemen

II.3 Macam-macam Arus

Arus dapat dibagi menjadi 2 yaitu:

1. Arus searah (Direct Current/DC)

2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu : T).

II.4 Arah arus

Arus(current)adalah sebarang gerak muatan dari suatu daerah ke daerah lainya Dalam subbah ini kita akan membicarakan arus dalam material konduksi. Sebagian besar pemakaian tekhnologi muatan yang bergerak yang bergerak melibatakan arus semacam ini.

Dalam situasi elektrostatis medan listrik itu adalah nol di mana pun di dalam konduktor, dan tidak arus.

Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3 . Untuk arus yang konstan, besar arus I

dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:

Di mana I adalah arus listrik, Q adalah muatan listrik, dan t adalah waktu (time). Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:

Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga t melalui integrasi.

Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaranskalar karena baik muatan

Q maupun waktu t merupakan besaran skalar. Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah,salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor. Pada diagram di atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam sehingga i1 + i4 =

i2 + i3. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam

Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai (kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)

Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif. Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional.

II.5 Pengertian Rangkaian Listrik

Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling di hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Rangkaian Listrik hanya terdapat arus listrik yang dapat mengalir jika listrik tersebut berada dalam keadaan terbuka.

Rangkaian listrik hanya memiliki dua terminal atau kutup pada kedua ujungnya. Pembatasan komponen ini dapat kita kategorikan sebagai komponen aktif dan komponen pasif. Komponen Aktif adalah elemen yang dapat menghasilkan energi, contoh dari komponen ini adalah sumber tegangan dan sumber arus.

Sedangkan komponen pasif adalah elemen yang tidak dapat menghasilkan energi, dapat di kelompokan menjadi salah satu elemen yang dapat menyerap energi, contohnya terdapat dalam komponen resistor atau hambatan yang di simbolkan dengan huruf R.

komponen pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet adalah kapasitor atau biasa di sebut dengan kondensator yang di simbolkan dengan huruf C.

II.6 Jenis-jenis Rangkaian Listrik 1. Rangkaian seri

Rangkaian Listrik Seri adalah rangkaian listrik yang komponen di dalamnya akan disusun secara seri atau memiliki bentuk yang sejajar. Sementara pengertian lain dari rangkaian listri seri adalah input dari suatu komponen di dalam rangkaian tersebut akan berasal dari output komponen lainnya di dalam rangkaian tersebut

karakteristik seri yaitu:

 Arus listrik di dalam rangkaian tersebut hanya memiliki satu jalur saja.

 Hambatan total dari arus listrik pada rangkaian seri adalah jumlah total dari tiap hambatan di dalam rangkaian listrik tersebut.

 Energi listrik akan disipasi pada tiap hambatan yang terdapat dalam rangkaian tersebut. tentu saja jumlah tegangan di setiap komponen listrik akan memiliki besaran yang sama dengan sumber tegangan.

 Disebabkan hambatan total pada rangkaian listrik seri ini adalah jumlah dari hambatan pada rangkaian tersebut, maka rangkaian seri biasanya difungsikan untuk memperbesar hambatan.

Kelebihan rangkaian seri:

 memiliki tingkat kestabilan yang tinggi dalam menghantarkan arus listrik sehingga cocok digunakan untuk kepentingan-kepentingan umum atau public

 rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya (digunakan sedikit kabel penghubung)

Kelemahan rangkaian seri:

 jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tidak akan berfungsi sebagaimana mestinya.

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah rangkaian jenis listrik yang memiliki pemasangan antar komponen secara berderet. Berbeda dengan rangkaian seri yang disusun secara sejajar, rangkaian paralel memiliki rancangan yang lebih kompleks dan komponen yang lebih banyak. Suatu Rangkaian Paralel sederhana minimal membutuhkan switch, hub atau node penghubung, indicator, dan sumber tegangan. Ciri khas rangkaian ini adalah adanya percabangan pada suatu titik yang terhubung dengan salah satu komponen inidikator.

Karakteristik rangkaian paralel:

 Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.

 Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian individu.Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.

 Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian paralel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalamrangkaian).

 Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut

Kelebihan rangkaian paralel:

 Jika terjadi kerusakan pada suatu komponen maka ini tidak akan berdampak atau berpengaruh terhadap komponen lain

 memiliki lintasan aliran arus yang teratur karena susunan dari rangkaian tersebut yang paralel

Kelemahan rangkaian paralel:

pastinya lebih mahal melihat beberapa kelemahan yang telah disebutkan sebelumnya

 Rancangan yang kompleks atau rumit menjadi beban untuk seorang instalator dalam membuat skema

BAB III

PENUTUP

III.1 KESIMPULAN

1. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu

 Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.

 Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan arus searah. Misalnya : elemen

3. Macam-macam arus ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus bolak balik (AC) 4. Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang

mengalir keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3

5. Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling di hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu

6. Jenis rangkaian listrik ada 2 yaitu rangkaian seri dan paralel

III.2 SARAN

Makalah ini masih banyak kekurangannya jadi kami mengharapkan kepada teman-teman apabila membuat makalah mengenai arus dan rangkaian listrik ditambahkan lagi materinya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. http://instrumenhouse.blogspot.com/2013/03/pengertian-dan-bentuk-rangkaian-listrik.html

Anonim. 2013. http://rudalekledi.blogspot.com/2013/05/sumber-arus-listrik.html

Fanany, Nastiti Susetyo. 2014. angkaian listrik.