Salam dunia Pendidikan....
ARUS LISTRIK
ARUS SEARAH (D.C.)
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
ARUS LISTRIK
Arus listrik merupakan gerakan kelompok partikel bermuatan listrik dalam arah tertentu. Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah (berlawanan arah dengan gerak elektron).
adalah jumlah muatan listrik yang menembus penampang konduktor tiap satuan waktu.
I
= Q/t = n e v A
|
Q
= muatan listrik n = jumlah elektron/volume v = kecepatan elektron |
adalah kuat arus per satuan luas penampang.
J
= I/A = n e v
|
e
= muatan 1 eleltron = 1,6 x 10E-19 A = luas penampang yang dilalui arus |
HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN LISTRIK
r =
E/J R
= r L/A
r
= hambatan jenis (ohm.m)E = medan listrik
J = rapat arus
R = hambatan (ohm)
L = panjang konduktor (m)
HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU
rt = ro(1 + a Dt)
Rt = Ro(1 + a Dt)
rt, Rt = hambatan jenis dan hambatan pada t°C
ro, Ro = hambatan jenis dan hambatan awal
a = konstanta bahan konduktor ( °C-1 )
Dt = selisih suhu (°C )
HUKUM OHM
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor
I = V / R |
I
= n E
R + n rd |
I
= n
R + rd/p |
E = ggl (volt)
rd = hambatan dalam elemen
R = hambatan luar
p = banyaknya elemen yang disusun paralel
RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL
SERI
R = R1 + R2
+ R3 + ...
V = V1 + V2 + V3 + ... I = I1 = I2 = I3 = ... |
PARALEL
1 = 1 + 1 + 1R R1 R2 R3 V = V1 = V2 = V3 = ... I = I1 + I2 + I3 + ... |
ENERGI LISTRIK (W)
adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.
W = V I t = V²t/R = I²Rt
Joule = Watt.detik
KWH = Kilo.Watt.jam
DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.
P = W/t = V I = V²/R = I²R
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.
S Iin = Iout
Se
= S IR = 0
ALAT
UKUR LISTRIK TERDIRI DARI1.
JEMBATAN WHEATSTONE |
digunakan
untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara mengusahakan
arus yang mengalir pada galvanometer = nol (karena potensial
di ujung-ujung galvanometer sama besar). Jadi berlaku rumus
perkalian silang hambatan :
R1
R3 = R2 Rx
|
2. AMPERMETER |
untuk
memperbesar batas ukur ampermeter dapat digunakan hambatan
Shunt (Rs) yang dipasang sejajar/paralel pada suatu
rangkaian.
Rs = rd 1/(n-1)
n = pembesaran pengukuran |
3. VOLTMETER |
untuk
memperbesar batas ukur voltmeter dapat digunakan hambatan
multiplier (R-) yang dipasang seri pada suatu rangkaian.
Dalam hal ini R. harus dipasang di depan voltmeter dipandang
dari datangnya arus listrik.
Rm
= (n-1) rd
n = pembesaran pengukuran |
adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber atau antara dua titik yang diukur.
1. Bila batere mengalirkan arus maka tegangan jepitnya adalah:
Vab = e - I rd |
Vab = e + I rd |
tegangan jepitnya adalah .
Vab = e |
Dalam menyelesaian soal rangkaian listrik, perlu diperhatikan :
1. Hambatan R yang dialiri arus listrik. Hambatan R diabaikan jika tidak
dilalui arus listrik.
2. Hambatan R umumnya tetap, sehingga lebih cepat menggunakan
rumus yang berhubungan dengan hambatan R tersebut.
3. Rumus yang sering digunakan: hukum Ohm, hukum Kirchoff, sifat
rangkaian, energi dan daya listrik.
Contoh 1 :
Untuk rangkaian seperti pada gambar, bila saklar S1 dan S2 ditutup maka hitunglah penunjukkan jarum voltmeter !
Jawab :
Karena saklar S1 dan S2 ditutup maka R1, R2, dan R3 dilalui arus listrik, sehingga :
1
= 1 + 1 Rp R2 R3 Rp = R2 R3 = 2W R2 + R1 V = I R = I (R1 + Rp) I = 24/(3+2) = 4.8 A |
V = I2 R2 = I3 R3 = I Rp
V = I Rp = 0,8 V
Contoh 2:
Pada lampu A dan B masing-masing tertulis 100 watt, 100 volt. Mula-mula lampu A den B dihubungkan seri dan dipasang pada tegangan 100 volt, kemudian kedua lampu dihubungkan paralel dan dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan perbandingan daya yang dipakai pada hubungan paralel terhadap seri !
Hambatan
lampu dapat dihitung dari data yang tertulis dilampu : RA = RB = V²/P = 100²/100 = 100 W Untuk lampu seri : RS = RA + RB = 200 W Untuk lampu paralel : Rp = RA × RB = 50 W RA + RB |
Jadi perbandingan daya paralel terhadap seri adalah :
Pp = V² : V² = Rs = 4
Ps Rp Rs Rp 1
Contoh 3:
Dua buah batere ujung-ujungnya yang sejenis dihubungkan, sehingga membentuik hubungan paralel. Masing-masing batere memiliki GGL 1,5 V; 0,3 ohm dan 1 V; 0,3 ohm.Hitunglah tegangan bersama kedua batere tersebut !
Jawab :
Tentakan arah loop dan arah arus listrik (lihat gambar), dan terapkan hukum Kirchoff II,
Se
+ S I R = 0 e1 + e2 = I (r1 + r2) I = (1,5 - 1) = 5 A 0,3 + 0,3 6 |
Vab = e1 - I r1 = 1,5 - 0,3 5/6 = 1,25 V
1= e2 + I R2 = 1 + 0,3 5/6 = 1,25 V
Contoh 4:
Sebuah sumber dengan ggl = E den hambatan dalam r dihubungkan ke sebuah potensiometer yang hambatannya R. Buktikan bahwa daya disipasi pada potensiometer mencapai maksimum jika R = r.
Jawab :
Dari
Hukum Ohm : I = V/R = e R+r Daya disipasi pada R : P = I²R = e ²R (R+r)² |
Jadi e² (R+r)² - E² R.2(R+r) = 0
(R+r)4
e² (R+r)² = e² 2R (R+r) Þ R + r = 2R
R = r (terbukti)
Semoga Bermanfaat....
Tidak ada komentar:
Posting Komentar