KUAT ARUS LISTRIK

1. KUAT ARUS LISTRIK Kuat arus ( i ) di definisikan sebagai : Jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu. arah arus adalah searah dengan arah muatan positif dq = jumlah muatan (Coulomb) dt = selisih waktu (detik) i = kuat arus n adalah partikel persatuan volume dan e muatan tiap partikel Satuan dari kuat arus adalah Coulomb/detik Atau amper dq = n.e.V.A.dt Rapat arus J didefinisikan sebagai kuat arus persatuan luas

2. Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat mengalir di dalam suatu rangkaian tertutup.

3. Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan (diumpakan) seperti aliran air.

4. Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub - ) ke potensial tinggi ( kutub + ). Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub + ) ke potensial rendah ( kutub - ). Potensial tinggi Arus listrik Aliran elektron tegangan (beda potensial) Potensial rendah

5. Mengukur kuat arus listrik • Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau ammeter. • Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya.

6. Saklar dan Sekering Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus aliran arus listrik.

7. Sekering adalah alat untuk membatasi kuat arus listrik maksimum yang mengalir. ground arus sekering netral penjepit isolator

8. Sumber Tegangan • Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung – ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial. • Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda potensial disebut sumber tegangan atau sumber arus listrik. • Beberapa macam sumber tegangan antara lain :

9. Elemen Primer ( Sumber tegangan yang tidak dapat “diisi ulang) 1. Elemen Volta, terdiri dari komponen : - + Batang tembaga Lempeng seng Larutan asam sulfat encer

10. 2. Elemen Kering ( batu baterai ) Beda potensial = 1,5 V

11. Elemen Sekunder( dapat “diisi” kembali )  Akkumulator (aki ) Bagian –bagian dari aki Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Pada saat akku diisi ulang terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia

12. Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik ) • Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter • Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya.

13. Mengukur arus listrik dan beda potensial

14. HUKUM OHM Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut. Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”. I = kuat arus VA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik B R = hambatan

15. CONTOH SOALHUKUM OHM 0,3 amper A V 1,5 volt Metode amper-voltmeter dipasang sedemikian Rupa untuk mengetahui besar hambatan R, Seperti tampak gambar di atas, Hitung R.

16. JAWABAN CONTOH SOALHUKUM OHM 0,3 amper A V 1,5 volt

17. RESISTOR/HAMBATAN Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam : Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan : R(t) = R0 ( 1 + .t )  = koef suhu hambat jenis

18. SUSUNAN HAMBATANS E R I  i = i1 = i2 = i3 = ....  VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...  RS = R1 + R2 + R3 + ... 

19. SUSUNAN HAMBATANPARAREL  Beda potensial pada masing-masing ujung tahanan besar ( VA = VB ).  i = i1 + i2 + i3 + ....  

20. CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL A 4 ohm 10 ohm 5 ohm 5 ohm 6 ohm 7 ohm 8 ohm 6 ohm 4 ohm 9 ohm 5 ohm 2 ohm 4 ohm 12 ohm 7 ohm 3 ohm 3 ohm B Hitunglah hambatan pengganti di atas.

21. JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL A 4 ohm 10 ohm 5 ohm 5 ohm 6 ohm 7 ohm 8 ohm 9 ohm 6 ohm 4 ohm 5 ohm 2 ohm 4 ohm 12 ohm 7 ohm 3 ohm 3 ohm B Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karena arus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.

22. RANGKAIAN HAMBATANSEGITIGA - BINTANG R2 RB R3 RC RA R1

23. CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG 12 ohm 6 ohm Hitunglah hambatan pengganti. 10 ohm 4 ohm 2 ohm 6 ohm 10 ohm Hitunglah hambatan pengganti. 6 ohm 2 ohm 6 ohm

24. JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG Jika besar perkalian silang hambatan sama : Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstone hambatan yang di tengah tidak diperhitungkan karena tidak ada arus yang melalui hambatan tersebut. 12 ohm 6 ohm 10 ohm 4 ohm 2 ohm 6 ohm 10 ohm RB 6 ohm RA RC 2 ohm 6 ohm

25. ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar • Bila arus yang lewat G = 0, maka :

26. CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE Suatu hambatan yang belum diketahui besar- nya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat- stone. Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanome ter yang dipasang menunjukkan angka nol. Hitunglah Rx.

27. JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE R3 = 10 ohm Rx R2 = 2 ohm R1 = 3 ohm

28. ALAT UKURAMPERMETER/GALVANOMETER Dipakai untuk mengukur kuat arus. Mempunyai hambatan yang sangat kecil. Dipasang seri dengan alat yang akan diukur. Untuk mengukur kuat arus yang sangat besar (melebihi batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan Amperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt disebut AMMETER) • untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i Ampere harus dipasang Shunt sebesar :

29. CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER Sebuah galvanometer dengan hambatan 5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna- kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100 millivolt jarum menunjukkan skala maksimum. Berapa besar hambatan shunt tersebut ?

30. JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER Rv i Rshunt

31. ALAT UKURVOLTMETER Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya. Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter. Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur maksimumnya, harus dipasang tahanan depan (RV): Rv = ( n - 1 ) Rd

32. CONTOH SOALVOLTMETER Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan 1000 ohm dipergunakan untuk mengukur po- tensial sampai 120 volt. Jika daya ukur volt- meter= = 6 volt. Berapa besar hambatan Multiplier agar pengukuran dapat dilakukan ?

33. JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER Rv Rdepan

34. ENERGI LISTRIKHUKUM JOULE Karena gerakan muatan-muatan bebas yang menumbuk partikel yang tetap dalam penghantar, maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas. W = Jumlah Kalor (Joule). i = Kuat arus yang mengalir (Ampere). r = Tahanan kawat penghantar (Ohm). t = Waktu (detik). V = Beda potensial antara dua titik A dan B. 1 kalori = 4,2 Joule dan 1 Joule = 0,24 Kalori W = 0,24 i^ 2 . r . t = 0,24 V . i . t Kalori

35. D A Y A adalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik) yang dapat dihasilkan tiap detik SATUAN : joule/detik = Volt -Ampere = Watt

36. CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya 144 watt, 120 volt. Ketika digunakan untuk memasak 500 gram air dari 30 C hingga men didik, pada saat itu tegangan rumah 100 watt Berapa detik waktu yang dibutuhkan ? o

37. JAWABAN CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK

38. GAYA GERAK LISTRIK (GGL) adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energi bukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatan melalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber arus persatuan muatan. ( Joule/Coulomb = Volt )