08:56:07
• Konsep perubahan hambatan akibat perubahan temperatur. temperatur.
• Memahami definisi hambatan jenis bahan
• Dapat menggunakan hukum Ohm pada suatu rangkaian yang terdisi dari resistor dan sumber tegangan.. tegangan
• Memahami definisi arus listrik dan gaya gerak listrik.. listrik
Arus Listrik
Fisika Dasar
Wire
+
+Q
Satu Amphere adalah muatan yang mengalir dengan rata rata--rata satu Coulomb per detik detik.. ..
Arus Listrik I adalah rata rata--rata dari muatan listrik yang mengalir Q melalui suatu penampang A dalam waktu t.
Arus Listrik
A
-
t
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
Contoh 1. Arus listrik pada suatu kabel adalah 6 A. Berapa jumlah elektron yang mengalir pada suatu titik penampang dalam 3 detik. detik.
Arus Listrik
Fisika Dasar
Listrik PLN
Baterai
08:56:07
Generator angin
Sumber pembangkit gerak listrik (ggl ggl)) dapat berupa energi kimia (baterai), mekanik (generator angin), angin), atau dalam bentuk sumber energi lainnya yang dapat membangkitkan beda potensial atau arus listrik listrik..
Gaya gerak listrik (ggl ggl))
Arus Listrik
Fisika Dasar
Pompa
Aliran air katup
hambatan Tekanan rendah
I
+
ggl
E
R
-
saklar
Potensial Potensial Resistor tinggi rendah
08:56:07
Sumber ggl (pompa pompa)) menghasilkan tegangan listrik (tekanan air) yang mendorong elektron (air) melewati resistor (hambatan (hambatan//penyempitan pipa pipa). ).
air
Tekanan tinggi
Pompa air analogi dengan ggl
Arus Listrik
Fisika Dasar
08:56:07
+ - + - + - + -
Ground Baterai +
Resistor
Beberapa simbol rangkaian listrik DC yang sering digunakan:
Rangkaian listrik DC biasanya terdiri dari beberapa resistor dan terhubung dengan satu sumber energi, misalnya baterai.
Simbol Rangkaian Listrik DC
Arus Listrik
Fisika Dasar
• Partikel bermuatan bergerak melewati bahan konduktor dengan luas penampang A. • Misal, n adalah jumlah partikel pembawa muatan per unit volum • n A Δx adalah jumlah total partikel pembawa muatan
Arus dan Kecepatan Drift
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
• Jumlah total muatan pada suatu elemen volume tertentu (per muatan elementer q) : – ΔQ = (n A Δx) q • Kecepatan drift, vd, adalah kecepatan ke arah pembawa muatan bergerak: – vd = Δx/ Δt • Sehingga: ΔQ = (n A vd Δt) q • Dengan demikian arus, I = ΔQ/Δt = nqvdA
Arus dan Kecepatan Drift
Arus Listrik
Fisika Dasar
• Gerakan elektron di dalam bahan konduktor adalah zig-zag, hal ini menyebabkan kecepatan drift menurun • Gerakan zig-zag disebabkan karena tumbukan dengan kisi-kisi atom atau antar elektron. • Resultan arah gerakan elektron akan berlawanan dengan arah medan listrik
Gerakan pembawa muatan di dalam bahan konduktor
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
– Ampermeter dipasang seri dengan sumber tegangan, sehingga semua muatan yang mengalir ke lampu melalui ampermeter
• Ampermeter digunakan untuk mengukur arus listrik
Mengukur Arus Listrik
Arus Listrik
Fisika Dasar
08:56:07
• Di dalam bahan konduktor, tegangan yang diberikan di tiap ujungnya akan sebanding dengan arus yang melalui bahan konduktor tersebut • Nilai kesembandingan antara tegangan dan arus bergantung pada suatu konstanta, R (resistor) ∆V R≡ I
Resistor/Hambatan Resistor/ Hambatan listrik
Arus Listrik
Fisika Dasar
• Berdasarkan hasil eksperimen pada beberapa logam diperoleh bahwa resistansi suatu bahan bersifat konstan terhadap kenaikan tegangan listrik. Pernyataan ini biasa disebut Hukum Ohm ΔV = I R • Material yang memenuhi hukum Ohm dinamakan dengan material Ohmic.
Hukum Ohm
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
Ic 4V
Is
4V
4V
Ig
Glass
Pada bahan yang manakah arus akan mengalir lebih besar besar??
Copper
Steel
Misalkan ada tiga jenis bahan (Baja, tembaga tembaga,, gelas) gelas) diberikan beda potensial yang sama 4 V, ketiganya memiliki dimensi yang sama (berbentuk silinder). silinder).
Arus Listrik
Fisika Dasar
08:56:07
• Nilai hambatan ohmic sebanding dengan panjang bahan dan berbanding terbalik dengan luas penampang. L R=ρ A • ρ bernilai konstan dan hanya tergantung pada jenis bahan, dinamakan dengan hambatan jenis • Untuk bahan logam, hambatan jenis dipengaruhi oleh temperatur. Hambatan jenis naik dengan naiknya temperatur. ρ = ρo [1 + α(T − To )] Jika dimensi relatif tidak mengalami perubahan:
Hambatan Jenis
Arus Listrik
Fisika Dasar
• Beberapa bahan logam, paduan logam, atau oksida logam ada yang memiliki sifat superkonduktor, yaitu nilai hambatannya menjadi nol di bawah temperatur kritisnya, TC • Grafik di atas TC adalah normal seperti logam umunya, tetapi tiba-tiba drop menjadi nol pada nilai TC
Superkonduktor
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
2Ω
2L
2Ω
A 1Ω
2A
2. Luas penampang A, semakin luas penampangnya semakin kecil hambatannya. hambatannya.
1Ω
L
1. Panjang L dari bahan bahan,, semakin panjang bahan semakin besar hambatannya. hambatannya.
Faktor yang mempengaruhi nilai hambatan
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
Tembaga
Besi
RB > RT
4. Jenis material ρ. Besi memiliki hambatan yang lebih besar dibanding tembaga (dengan geometri sama) sama).
Ro
R > Ro
3. Temperatur T dari bahan bahan.. Semakin tinggi temperatur,, bahan logam pada umunya temperatur hambatannya naik naik..
Arus Listrik Faktor yang mempengaruhi nilai hambatan
Fisika Dasar
Example 4. The resistance of a copper wire is 4.00 mΩ at 200C. What will be its resistance if heated to 800C? Assume that α = 0.004 /Co.
Contoh 3. Berapa panjang L tembaga yang diperlukan untuk menghasilkan hambatan 4 mΩ? Jika diameter kawat 1 mm dan hambatan jenisnya ρ : 1.72 x 10-8 Ω.m .
Contoh 2. Ketika baterai dengan tegangan 3 V dihubungkan dengan sebuah lampu, terukur arus yang melalui lampu tersebut 6 A. Berapakah hampatan lampu tersebut?
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
VIt P= t
P = VI
Substitusikan q = It , maka maka::
Work qV q P= = and I = t t t
Untuk mengubah C: kerja ⇒ qV V
I V
Daya listrik P adalah rata rata--rata pertambahan energi listrik, listrik, atau kerja per satuan waktu waktu..
DAYA LISTRIK
Arus Listrik
q
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
Dalam satuan SI satuan daya adalah Watt (W) I di dalam Ampere, R dalam ohm dan ∆V dalam Volt Satuan energi listrik yang digunakan oleh PLN kilowatt-hour 1 kWh = 3.60 x 106 J
Hukum Ohm: V = IR
Menggunakan Hukum Ohm, daya listrik dapat dinyatakan dalam parameter: arus I, tegangan V, dan hambatan R.
Arus Listrik
Fisika Dasar
08:56:07
Contoh 6. Heater dengan daya 500-W pada saat digunakan membutuhkan arus rata-rata 10 A. Berapa nilai hambatan heater tersebut?
Contoh 5. Suatu alat listrik rata-rata menggunakan arus 9 A ketika dihubungkan dengan rangkaian listrik 120 V. Berapa daya yang digunakan untuk operasi alat tersebut?
Arus Listrik
Fisika Dasar
• Sinoatrial (SA) node adalah sekumpulan sel yang menginisiasi denyut jantung. • Denyut listrik dari SA menyebabkan otot pada atria kiri dan kanan berkontraksi • Ketika pulsa listrik mencapai atrioventricular (AV) node, otot pada atria mulai rileks • Selanjutnya pulsa listrik kembali dibangkitkan pada SA node, dan terjadi siklus denyut jantung
Sistem Kerja Jantung
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
• Bentuk pulsa EKG untuk detak jantung normal • Titik P menandakan sel atria mulai berkontraksi • Pulsa QRS terjadi di dalam ventricles, muncul sesaat sebelum ia berkontraksi • Pulsa di T menunjukan sel di dalam ventricles mulai rileks
Electrocardiogram (EKG)
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
Pulsa EKG abnormal
Arus Listrik
08:56:07
Fisika Dasar
08:56:07
Divais ICD ditanam untuk menormalkan kerja jantung, membantu membangkitkan pulsa ke Sinoatrial (SA) node
Implanted Cardioverter Defibrillator (ICD)
Arus Listrik
Fisika Dasar
