LISTRIK DINAMIS

LISTRIK DINAMIS

A. ARUS LISTRIK

ARUS LISTRIK

Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir dari benda berpotensial listrik tinggi ke benda yang berpotensial listrik rendah. Benda yang bermuatan listrik positif lebih banyak mempunyai potensial tinggi. Dengan kata lain muatan positif mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Arus listrik identik dengan aliran muatan positif yang disebut arus listrik konvensional.

Arah Arus listrik bergerak dari A (potensial tinggi) menuju B (potensial rendah) yang disebut arus konvensional. Sedangkan arah elektron bergerak dari B( potensial rendah) menuju ke A (potensial tinggi).

Sejak elektron di temukan oleh JJ Thomson (1856-1940) diketahui bahwa muatan listrik yang mengalir melalui penghantar sebenarnya muatan listrik negatif (elektron). Arah aliran elektron berlawanan dengan arah aliran muatan positif (arus konvensional), namun demikian arus listrik tetap didefinisikan berdasarkan aliran muatan positif.

1. Kuat Arus Listrik

Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar tiap satu satuan waktu. Hubungan antara kuat arus (I), muatan listrik (Q), dan waktu(t) secara matematis dapat ditulis seperti pada gambar di samping

Mengingat muatan elektron adalah  $1,6\ X\ 10^{-19}C$   maka banyaknya elektron (n) yang menghasilkan muatan 1 C dapat dihitung sebagai berikut :
1 C = n x muatan elektron
1 C =  $n\ X\ 1,6\ X\ 10^{-19}$  
n  =   $\frac{1}{1,6\ X\ 10^{-19}}$  
n =  $6,25\ X\ 10\ ^{18}$  
jadi 1 C =  $6,25\ X\ 10^{18}$  elektron

Pada rangkaian listrik tertutup, pembawa muatan listrik adalah elektron. sehingga besarnya muatan ditentukan oleh jumlah elektron, yaitu :

q = N . e sehingga I = ( N . e)/ t

keterangan :

I = arus listrik (ampere)

N = jumlah muatan listrik

e = muatan elektron (Coulomb)

t = waktu ( detik atau sekon )

contoh soal

muatan listrik sebesar 90 C mengalir selama 15 sekon dalam suatu kawat penghantar. berapakah kuat arus yang mengalir dalam kawat tersebut ?
diketahui :
Q = 90 C
t = 15 sekon
ditanya :
I = ?
jawab :
 $I\ =\ \frac{Q}{t}$  
I = 6 Ampere
jadi kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 6 Ampere

Ampere Meter

alat untuk mengukur besarnya kuat arus listrik adalah ampere meter.
cara menggunakan ampere meter dalam rangkaian listrik dipasang seri.

cara membaca ampere meter :
 $kuat\ arus\ =\ \frac{skala\ yg\ ditunjuk}{skala\ maksimum}\ X\ batas\ ukur$ 

contoh soal

sebuah ampere meter batas ukurnya 5 A dengan skala 1 - 10 . Jika saat digunakan jarum menunjukkan angka 4 pada skala, berapakah kuat arus listrikyang diukur ?
jawab :
 $kuat\ arus\ =\frac{skala\ yg\ diukur}{skala\ maksimum}\ X\ batas\ ukur$  
 $kuat\ arus\ =\ \frac{4}{10}\ X\ 5\ A$  
 $kuat\ arus\ =\ 2\ Ampere$  

contoh soal

sebuah ampere meter batas ukur 100 mA, dengan skala dengan skala maksimum 100, jika saat digunakan jarum menunjukkan angka 40 pada skala , berapakah kuat arus yang diukur ?
Jawab :
 $kuat\ arus\ =\ \frac{40}{100}\ X\ 100$  
kuat arus = 40 mA
Kuat Arus = 0,04 A

Saklar dan Sekering

alat untuk menyambung dan memutuskan arus listrik pada rangkaian adalah saklar. Sedangkan alat yang terbuat dari penghantar pendek dan tipis dengan titik lebur rendah sehingga hanya dapat dilalui arus dengan batas - batas tertentu disebut sekering. Manfaat sekering adalah membatasi arus yang masuk dengan cara memutus arus listrik yang terlalu besar atau melebihi batas ukurannya. Timbulnya kuat arus yang melampaui batas disebabkan oleh hubungan pendek (konsleting) atau kelebihan beban.

Hantaran Listrik

Berdasarkan daya hantar listriknya bahan dibedakan menjadi 3 yaitu;

1. konduktor, yaitu bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. contohnya ; tembaga, perak, emas
2. Isolator, yaitu bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. contohnya ; plastik, kayu, karet
3. semi konduktor yaitu, bahan-bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat konduktor. contoh; silikon, germanium

Beda Potensial dan Sumber Tegangan

Arus listrik hanya dapat mengalir jika dalam dua titik suatu penghantar terdapat beda potensial. Beda potensial adalah energi yang dibutuhkan untuk mengalirkan muatan listrik dari satu titik ke titik yang lain.

Volt meter

alat untuk mengukur beda potensial listrik adalah voltmeter. Cara menggunakan voltmeter dalam rangkaian listrik dipasang paralel.

cara membaca voltmeter sama dengan cara membaca amperemeter. yaitu;

Beda potensial = (skala yang ditunjuk / skala maksimum) X batas ukur.

arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Alat yang dapat menimbulkan beda potensial atau selisih tegangan disebut sumber tegangan. sumber tegangan ada dua yaitu sumber tegangan arus searah (DC) dan sumber tegangan arus bolak balik (AC).

Rangkian LIstrik

a. Rangkaian Hambatan Listrik Seri

Pada rangkaian seri, kuat arusnya bernilai sama tetapi tegangannya berbeda-beda.

Rs = R₁ + R₂ + R₃ +...

V _total = V₁+ V₂ + V₃ +...

I ₁ = I₂ = I_3...

b. Rangkaian Hambata Listrik Paralel

Pada Rangkaian Hambatan Listrik Paralel , tegangan listriknya bernilai sama tetapi besar kuat arusnya berbeda.

V _total = V₁ = V₂ = V₃ = ...

I _total = I₁ + I₂ + I_{3 ...}

1/R _t= 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ...

HUKUM OHM

HUKUM KIRCHOF

Hukum I Kirchof yang 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 Kirchof tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik seperti tampak pada gambar di samping

Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat ditulis

 $\Sigma$ I  masuk  =  $\Sigma$ I  keluar

1. Rangkaian GGL dan Hukum OHM pada Rangkaian Tertutup

Baterai baru yang belum dipakai umumnya memiliki Gaya Gerak Listrik (GGL) 1,5 volt, artinya sebelum dirangkaikan untuk menghasilkan arus listrik, diantara kutub - kutub baterai ada tegangan sebesar 1,5 volt. Jika baterai dihubungkan dengan suatu rangkaian sehingga ada arus yang mengalir, maka tegangan diantara kutub-kutub baterai disebut tegangan jepit. Perbedaan besar GGL dan tegangan jepit baterai terjadi karena adanya hambatan dalam pada baterai.

Hukum ohm

Besar kuat arus yang mengalir pada rangkain tertutup.

Sumber Arus Listrik

Listrik adalah energi, sehingga sesuai dengan hukum kekekalan energi untuk menghasilkan energi listrik perlu adanya alat yang dapat mengubah energi lain menjadi energi listrik. Secara umum, sumber arus listrik terdiri atas sumber arus listrik searah (DC) dan sumber arus listrik bolak balik (AC).

Sumber Arus Listrik

Elemen volta, baterai dan akumulator adalah sumber arus DC yang dihasilkan dari reaksi kimia, sehingga disebut juga sebagai elektrokimia. Berdasarkan ada atau tidaknya di isi ulang, sumber arus listrik di bedakan menjadi elemen primer dan elemen sekunder.

Elemen primer adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang tidak dapat di isi ulang ketika energinya habis, contohnya baterai kering dan elemen volta.

Elemen sekunder adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang dapat di isi ulang ketika energinya habis. contohnya akumulator dan baterai Li-ion yang digunakan pada telpon genggam atau kamera.

Sumber - sumber Energi Listrik

Mengingat keterbatasan energi tambang, kini listrik tidak hanya dihasilkan dari minyak bumi atau batu bara, tetapi juga dari energi matahari, angin, air dan bioenergi.

Sumber - sumber energi tersebut merupakan energi alternatif karena ketersediaannya di alam yang dianggap sangat melimpah atau tidak akan pernah habis jika digunakan.

TUGAS

KERJAKAN UJI KOMPETENSI HAL. 89 s/d HAL 90

( SOAL PILGAN ).

DI TULIS JAWABANNYA SAJA KECUALI SOAL HITUNGAN HARUS DITULIS DENGAN CARANYA.