Rangkaian Listrik

RANGKAIAN

LISTRIK, ENERGI

LISTRIK, DAN
DAYA LISTRIK

BAB

5

Sumber : pixabay.com

PETA KONSEP

Listrik sudah menjadi hal yang
vital bagi kehidupan manusia.
Banyak peralatan yang
membutuhkan energi listrik untuk
menggunakannya, seperti lampu,
komputer, dan televisi.

Beberapa sumber listrik yang kita
kenal, di antaranya baterai, aki,
dan dinamo

RANGKAIAN LISTRIK, ENERGI LISTRIK, DAN DAYA LISTRIK

Akan tetapi, banyaknya
penggunaan listrik
menimbulkan kekhawatiran
akan habisnya persediaan
listrik. Untuk itu, saat ini
mulai dipikirkan
sumbersumber energi listrik
alternatif, seperti bioenergi,
penggunaan nuklir, energi
matahari, panas bumi,
angin, dan arus pasang
surut air laut

Multiple Choice

Manakah yang bukan sumber listrik?

•ARUS
LISTRIK

RANGKAIAN LISTRIK

Arus listrik adalah aliran muatan listrik.

Muatan listrik tersebut mengalir dari kutub
positif ke kutub negatif.

Arah arus listrik sama dengan arah gerak
muatan positif.

Arus listrik dapat mengalir pada sebuah
rangkaian listrik tertutup (ujung-ujung
rangkaian dalam keadaan tertutup).

•Kuat Arus Listrik

o Kuat arus listrik menunjukkan banyaknya

muatan listrik yang mengalir tiap sekon.

o Satuan kuat arus listrik adalah ampere (A).

o Satuan tersebut diambil dari nama seorang

ilmuwan Prancis, Andre Marie Ampere.

o Kuat arus listrik disebut

laju muatan listrik.

o Alat yang digunakan

untuk mengukur
besarnya arus listrik
adalah amperemeter
(ammeter).

o Arus listrik mengalir dari

daerah yang mempunyai
potensial listrik lebih
tinggi (kutub positif) ke
daerah yang mempunyai
potensial listrik lebih
rendah (kutub negatif).

o Dengan demikian, dapat

dikatakan bahwa arus listrik
dapat mengalir jika ada
perbedaan potensial

•Beda Potensial Listrik

o Beda potensial antara dua titik dalam

suatu rangkaian listrik disebut juga
tegangan listrik.

o Beda potensial listrik mempunyai satuan

volt (V) yang diambil dari nama seorang
ilmuwan berkebangsaan Italiabernama
Alessandro Volta (1775–1827).

o Alat yang digunakan untuk mengukur

beda potensial dinamakan voltmeter.

Multiple Choice

Arus listrik mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi

• Benar

• Salah

▪ Rangkaian listrik sederhana terdiri atas sebuah baterai, sakelar,

voltmeter, dan lampu.

▪ Sifat-sifat yang menentukan jumlah arus litrik yang akan mengalir

disebut resistansi.

▪ Resistansi (hambatan) ditentukan dengan memberikan beda potensial

di antara dua titik pada konduktor dan mengukur arusnya.

•Hukum Ohm

Definisi satu ohm (1 Ω) adalah beda
potensial yang dibutuhkan di antara
ujung-ujung hambatan untuk mengalirkan
arus sebesar 1 A.

RANGKAIAN HAMBATAN LISTRIK

Dua lampu yang sama disusun secara seri dan dihubungkan ke
sebuah baterai ditunjukkan seperti pada gambar berikut :

1. Rangkaian seri

Untuk mencari nilai hambatan pengganti pada beberapa resistor yang
dirangkai seri, dapat digunakan persamaan berikut.

Arus yang mengalir pada tiap hambatan dalam rangkaian seri adalah sama
sehingga dapat disimpulkan menjadi persamaan berikut.

2. Rangkaian paralel

Jika ujung-ujung kabel lampu berhubungan sehingga jika salah satu lampu
mati, lampu lain tetap menyala, maka rangkaian semacam ini disebut
rangkaian paralel.

Jika tiga resistor disusun secara paralel dan ujung-ujung
ketiga jalur hubungan secara bersama-sama, hambatan total
dihitung dengan persamaan berikut :

Kuat arus listrik yang masuk sama dengan kuat arus listrik
yang keluar sehingga hubungannya adalah sebagai berikut.

Adapun beda potensial di antara ujung-ujung voltmeter
sama dengan beda potensial di antara ujung-ujung
komponen rangkaian.

•Menentukan Perbedaan Hambatan Beberapa Jenis Bahan
(Konduktor, Semikonduktor, dan Isolator)

Simbol ρ sebagai konstanta pembanding yang disebut hambatan jenis,
nilainya bergantung pada jenis bahan yang digunakan.
Nilai ρ dinyatakan dalam satuan ohm meter (Ω m).
Hambatan jenis untuk beberapa bahan ditunjukkan pada tabel berikut.

HUKUM I KIRCHHOFF

Hukum I Kirchhoff menyatakan bahwa” pada setiap titik persambungan,
jumlah seluruh arus yang masuk persambungan sama dengan jumlah
seluruh arus yang meninggalkan persambungan.”
Hukum I Kirchhoff dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

ENERGI LISTRIK

Untuk memindahkan
muatan dari satu tempat
ke tempat lain
diperlukan energi.
Besarnya energi ini
dapat ditulis dalam
persamaan berikut.

Satuan lain yang sering digunakan untuk energi kalor, yaitu kalori
(kal) atau kilokalori (kkal).
Hubungan antara satuan kalori dan satuan joule adalah sebagai
berikut.

Oleh karena itu, dalam peristiwa perubahan energi listrik menjadi
energi kalor, berlaku persamaan energi yang bersatuan kalori.

•Energi listrik menjadi energi
kalor

PERUBAHAN ENERGI LISTRIK

Solder listrik merupakan salah satu alat yang mengubah
energi listrik menjadi energi kalor.

•Energi listrik menjadi energi
kimia
Percobaan energi listrik menjadi energi kimia dapat terjadi
pada penyepuhan.

TEKNOLOGI LISTRIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Setrika
Listrik

Lampu

Pijar

Lampu
Tabung

DAYA LISTRIK

Daya listrik adalah
besarnya usaha yang
dilakukan oleh
sumber tegangan
dalam 1 sekon.

Daya listrik dapat
dinyatakan dengan
persamaan berikut.

✔Elemen Volta termasuk elemen
primer, yaitu sumber listrik arus
searah yang memerlukan penggantian
bahan (elemen) setelah digunakan.

✔Alessandro Volta (1745–1827),
dalam percobaannya menyimpulkan
bahwa pasangan logam tembaga dan
zink membangkitkan GGL yang lebih
besar daripada pasangan logam
lainnya.

•Elemen Volta

SUMBER ENERGI LISTRIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

✔ Elemen Daniel merupakan

modifikasi dari elemen volta,
yaitu dengan memperbaiki
penampilan elemen.

✔ Bejana tembaga sebagai

elektrode positif dan batang
zink sebagai elektrode
negatif

•Elemen Daniel

✔ Elemen basah sekarang

sudah jarang digunakan lagi
dan diganti elemen kering.

✔ Dalam kehidupan

sehari-hari, salah satu
contoh elemen kering
adalah baterai.

✔ Elemen kering pertama kali

dibuat oleh Leclanche
sehingga disebut elemen
Leclanche.

•Elemen kering

✔ Contoh elemen sekunder

basah adalah aki. Jenis aki
yang umum digunakan
adalah aki timbel

✔ Dalam proses pengisian, aki

akan mengalami perubahan
energi dari energi listrik
menjadi energi kimia, dan
sebaliknya dalam
pemakaian akan terjadi
perubahan energi kimia
menjadi energi listrik.

•Aki

PEMBACAAN NILAI TEGANGAN LISTRIK PADA VOLTMETER

Angka skala yang ditunjuk oleh jarum voltmeter menunjukkan
nilai tegangan atau beda potensial yang diukur.

Cara kerja dalam pemasangan voltmeter untuk mengukur
beda potensial atau tegangan antara ujung-ujung lampu L
adalah sebagai berikut.

a.

Tentukan dua titik pada ujung-ujung lampu L, misalnya
titik P dan Q.

b.

Berdasarkan arah arus yang keluar dari sumber listrik,
titik (kutub) P adalah negatif dan titik (kutub) Q adalah
positif.

c.

Hubungkan titik P pada terminal negatif voltmeter dan titik
Q pada terminal positif voltmeter.

▪Nilai yang ditunjukkan oleh jarum voltmeter ketika elemen/sumber arus tidak
mengalirkan arus listrik inilah yang disebut dengan gaya gerak listrik (GGL)
dan dinyatakan dengan ε.

▪Saat suatu rangkaian sakelar dalam keadaan on atau tertutup, berarti terjadi
aliran arus listrik. Lihatlah angka yang ditunjukkan jarum pada voltmeter.
Nilai yang ditunjukkan oleh jarum voltmeter saat elemen memberikan arus
listrik disebut dengan tegangan jepit dan dinyatakan dengan V.

GGL DAN TEGANGAN JEPIT

Sumber arus listrik seperti baterai dan aki memiliki hambatan dalam sehingga
mengalami kehilangan tegangan sebesar Vr. Jadi, dapat disimpulkan bahwa
GGL elemen selalu memiliki nilai lebih besar dibanding nilai tegangan
jepitnya (ε > V). Hubungan antara GGL dengan tegangan jepit dan tegangan
yang hilang adalah sebagai berikut.

▪Energi alternatif merupakan energi yang
dapat digunakan untuk menggantikan bahan
bakar minyak bumi.

▪Energi alternatif dapat dihasilkan dari sumber
alami, misalnya cahaya matahari, air, angin,
arus pasang surut, panas bumi, biogas, dan
bioenergi.

▪Dengan teknologi yang telah tersedia, berbagai
sumber daya alam tersebut dapat diolah
menjadi sumber energi listrik.

SUMBER ENERGI LISTRIK
ALTERNATIF

Teknologi sumber alternatif

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi

(PLTPB)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya

(PLTS)

Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Pembangkit Listrik Tenaga Pasang

Surut

Bioenergi

▪Mematikan lampu dan alat-alat listrik lainnya yang sudah tidak
digunakan.

▪Pemakaian lampu tabung akan lebih hemat energi dibandingkan
lampu pijar.

▪Memilih alat-alat listrik yang berdaya rendah sehingga hemat
dalam pemakaian energi.

▪Penggunaan sumber energi alternatif.

PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK