LISTRIK DINAMIS

1
LISTRIK DINAMIS

• Listrik mengalir

KODHORI, S.Pd
2
Menentukan arus listrik dan arus elektron.
Arah elektron
Arah arus listrik
Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari
potensial tinggi ke potensial rendah
Arus elektron adalah aliran elektron dari
potensial rendah ke potensial tinggi
3
Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir
pada suatu rangkaian
Rangkaian Tertutup
Rangkaian Terbuka

• Mengapa Lampu mati ?

• Mengapa Lampu menyala ?

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat
mengalir ?
4
Beda Potensial
hA gt hB EPA gt EPB
hA
Apa yang akan terjadi ketika kran diantara kedua
bejana dibuka ?
hB
A
B
Apakah air yang mengalir dari bejana A ke bejana
B sampai air di bejana A habis ?
hA hB EPA EPB
hB
hA
Potensial A Potensial B
Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial
5
Arus listrik analok dengan arus air
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendah
Arus listrik
Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari
B ke A sampai muatan di B habis ?
Konduktor
A
B
Arus elektron
Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis
muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat
dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana
?
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda
potensial
Kesimpulan Dua syarat apa yang harus dipenuhi
agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu
rangkaian ?
6
Kuat Arus Listrik
P
Hitung berapa banyak muatan positif yang melewati
titik P dalam 10 sekon Klik warna hijau ( mulai
) Klik warna merah ( berhenti )
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang
mengalir pada penghantar tiap detik.
I Kuat arus listrik ( Ampere ) Q muatan (
Coulomb ) t waktu ( secon )
Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik
sebesar 1 coulomb yang mengalir dalam penghantar
selama satu sekon
1 A 1 C/s
7
Contoh

• Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan
  pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir
  pada lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2
  menit berapakah muatan listrik yang telah
  melewati lampu ?
• Diketahui
• I A
• t s
• Jawab
• Q x .
• .x .
• . C

8
Pengukuran Kuat arus listrik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik Pemasangan
Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun
secara seri ( tidak bercabang )
9
Cara membaca Amperemeter
skala maksimum skala yang ditunjuk jarum skala
batas ukur

Nilai yang ditunjuk jarum
x Batas ukur
Nilai yang terukur
Nilai maksimum
10
Beda Potensial
Apa yang dapat kita lakukan agar air selalu dapat
mengalir dari bejana A ke bejana B ?
A
B
Dengan mengangkat air dari bejana B dan
memasukkan ke bejana A maka air yang ada di
bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.
11
Beda Potensial Listrik
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendah
Definisi Beda potensial listrik
Konduktor
Energi yang diperlukan untuk memindah muatan
listrik tiap satuan muatan
Arus elektron
A
B
Arus listrik
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Konduktor
V Beda Potensial ( Volt ) W Energi ( Joule
) Q Muatan ( Coulomb )
Arus elektron
D
C
Arus listrik
1 Volt 1J/C
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan
listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi
sebesar 1 Joule.
Konduktor
Arus elektron
F
E
Arus listrik
12
Contoh

• Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar
  1,5 volt jika baterai digunakan untuk menyalakan
  lampu maka sejumlah 50 coulomb muatan listrik
  yang melewati lampu. Berapakah besar energi yang
  dikeluarkan baterai
• Diketahui
• V Jawab
• Q . W .. X ..
• Ditanya .. X ..
• W ? J

13
Pengukuran Beda Potensial

• Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk
  mengukur beda potensial listrik (
  tegangan )
• Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik
  disusun secara parallel seperti gambar.

50 V
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
10 V
V
1 V
100 m V
14
Cara Membaca Voltmeter
Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur
Nilai yang terukur .
15
HUKUM OHM
Jml Baterai V I
1
2
3
1,2
0,20
2,6
0,40
4,0
0,54
Hubungan apa yang didapatkan antara beda
potensial dengan kuat arus listrik? Buatlah
grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat
arus listrik.
Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda
potensial diperbesar maka kuat arus listriknya
juga turut membesar.
16
Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat
arus listrik ( I )
Data
V I
1,2 0,2
2,6 0,4
4,0 0,54
V(volt)






5,0
4,0
3,0
V
I

I R
2,0

V
1,0
Beda potensial ( volt )
V
Kuat arus listrik ( A )
I( A)
I
R
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Hambatan ( O )
17
Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus
listrik ( I )
Data
R 10 20 30 40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
R(O)






50
40
Jika V dibuat tetap 10 V
10
V
I1 1,0 A
I1
I1
30
R
10
V
10
I2 0,5 A
I2
I2
20
R
20
10
V
I3 0,3 A
I3
I3
R
30
10
V
10
I4 0,25 A
I4
I4
40
R
I( A)
V
0,25
0,50
0,75
1,0
1,5
R

I
18
Tujuan Menyelidiki faktor yang mempengaruhi
besar hambatan kawat
1
B
A
Variabel manipulasi panjang kawat
Variabel respon hambatan kawat
Variabel kontrol jenis kawat, luas penampang
kawat
IA gt IB

• Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin
  besar

RA lt RB
Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.
lA lt lB
R l
19
2
Tembaga
A
B
Alluminium
IA lt IB
Variabel manipulasi jenis kawat Variabel
respon Hambatan Variabel kontrol panjang,
luas penampang kawat
RA gt RB
rAl gt rCu

• Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan
  kawat semakin besar

Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis
kawat.
20
3
A
B
IA lt IB
Variabel manipulasi luas penampang kawat
RA gt RB
Variabel respon hambatan kawat
AA lt AB
Variabel kontrol jenis kawat, panjang kawat

• Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan
  kawat semakin kecil

Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas
penampang kawat.
21
Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada
kawat adalah 1. Panjang kawat ( l )2. Luas
penampang kawat ( A )3. Hambatan jenis kawat ( r
)
R Hambatan (O ) l Panjang kawat ( m ) A
Luas penampang kawat ( m2 ) r Hambatan jenis
kawat ( O m )
22
Konduktor dan Isolator
Kayu isolator
Plastik isolator
kayu
Alluminium konduktor
plastik
alluminium
Besi konduktor
besi
tembaga
Tembaga konduktor
23
Hukum I Kirchoff
Rangkaian seri
1 0 A
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
5 A
A
A
1 A
100 m A
L1
L2
Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1
dan lampu 2
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus
listrik dimana-mana sama
24
S Imasuk S Ikeluar
Rangkaian Paralel
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
A
L2
1 0 A
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
5 A
A
1 A
1 0 A
-5 0 10 20 30 40 50
-10 0 20 40 60 80 100
100 m A
5 A
A
1 A
100 m A
L1
Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang
sama ?
Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat
arus listrik yang masuk pada titik cabang sama
dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik
cabang
25
Contoh
Pada titik cabang Q

1. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai
   I1, I2, I3 ?

10 A I1 I2
10A
10 A 5 A I2
Q
S
I2
P
I1
I3
I 40 A
15 A I2
25A
Jawab
Pada titik cabang S
Pada titik cabang P
I 10 A I1 25 A
I2 25 A I3
40 A 10 A I1 25 A
15 A 25 A I3
40 A 35 A I1
40 A I3
I1 40 A - 35 A
I1 5 A
26
1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ?
3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan
nilai I1 sampai I7 ?
50 mA
I1
I2
I3
I4
30mA
I5
I6
23mA
I7
15 mA
I6
I5
I1
I3
2.
12 A
I2
I4
I 20 A
I2
I4
I1
I3
Jika I1 I2
I3 I4 1 2
dan I5 2 I6
Jika I1 I2 1 4
dan I1 I2 1 3
Tentukan I1 sampai I4 ?
27
Susunan seri pada Hambatan
R2
R1
R3
a
b
c
d
Vab
Vbc
Vcd
Rs
a
d
Vad
Vad
Vab
Vbc
Vcd

I Rs
I R1
I R2
I R3


Rs
R1
R2
R3

28
Susunan Paralel pada Hambatan
R1
I
I1
I2
I3
I1
Vab
Vab
Vab
Vab
R2

I2


I
a
b
R3
R1
R2
RP
R3
I3
1
1
1
1



RP
R1
R2
R3
I
Rp
b
a
Vab
29
Contoh

• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di
  bawah

Rs R1R2R3R4R5R6R7
Rs 2432453
Rs 23 O
Rs R1RPR2
Rs 423
2
6 O
Rs 9 O
3 O
3 O
4 O
30
3
5
31
Perhatikan gambar di bawah
a
c
Vab I R3
Vab 3 x 4
Vab 12 V
Vbc I1 R1
b
Vbc 1 x 6
Vbc 6 V

• Tentukan
• Kuat arus total
• Kuat arus I1 dan I2
• Tegangan ab dan tegangan bc

atau
Vbc I2 R2
Vbc 2 x 3
x6
Vbc 6 V
I1 I2 1 2
Rs R3 Rp
Rs 4 2
Rs 6O
I1 1 A
I2 2 A
32
Latihan
2
1
Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus
total c. Kuat arus I1 dan I2 d. Tegangan Vab
Tentukan a. Hambatan pengganti b. Kuat arus tiap
hambatan c. Tegangan tiap hambatan
33
GAYA GERAK LISTRIK (E)

• Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara
  ujung-ujung sumber tegangan pada saat tidak
  mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian
  terbuka.

Pengukura ggl
34
TEGANGAN JEPIT (V)

• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung
  ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus
  listrik atau dalam rangkaian tertutup .

Pengukura Tegangan Jepit
35
Susunan Seri GGL
Susunan Paralel GGL
Etotal n E
rtotal n r
Etotal E
E ggl ( volt)
r hambatan dalam ( O )
n jumlah baterai
36
Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup
Untuk sebuah ggl
Hubungan ggl dengan tegangan jepit
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
I Kuat arus ( A ) E ggl ( volt ) R
hambatan luar ( ? ) r hambatan dalam ( ?
) Vpq tegangan jepit ( volt )
Tegangan jepit
37
LATIHAN

• Tiga buah elemen yang dirangkai seri masing
  masing memiliki GGL 4 V dan hambatan dalam 0,2 O,
  dirangkai dengan hambatan luar seperti gambar
  Tentukan
• Hambatan luar
• Kuat arus total ( I )
• Kuat arus I1 dan I2
• Tegangan Vab, Vbc
• Tegangan jepit

38
TERIMA KASIH