RANGKAIAN ARUS SEARAH ( DC) 1. 2.
3. 4.
5. 6.
Pengertian Arus Listrik Hukum Ohm Hukum Kirchoff I Rangkaian seri dan paralel hambatan listrik Hukum Kirchoff II Energi dan daya listrik
CREATED BY DRS. ADRIANSYAH
PENGERTIAN ARUS LISTRIK TURBIN
ALIRAN AIR
POMPA
ANALOG LAMPU ARUS LISTRIK
BATEREI
I = q/t KETERANGAN : I = Arus listrik (coulomb/detik atau ampere) q = Muatan listrik(coulomb) t = Waktu (detik)
R hambatan
e=ggl
HUKUM OHM V=IR
V R=V/I
KETERANGAN: V = Beda potensial (volt) I = Arus litrik (ampere) R = hambatan listrik (ohm)
I
R=V/I Atau R = tangen
Catatan penting: R tetap selama hambatan tidak mengalami perubahan suhu
BESARAN BESARAN YANG MEMPENGARUHI HAMBATAN LISTRIK PENAMPANG KAWAT A
l
l r R=
A
Keterangan: R = Hambatan Listrik kawat (ohm) r = Hambatan jenis kawat (ohm.m) l = Panjang kawat (m) A = Luas penampang kawat (m2)
HUKUM KIRCHOFF I I1 I
I2 I3
Menurut Kirchoff I = I 1 + I2 + I 3
SECARA UMUM S I masuk = S I keluar
Tentukan besar dan arah arus listrik I4 ? =3 I1 ohm I5 =1 ohm I2=6 ohm
I4 I3 = 4 ohm
Berdasarkan hukum Kirchoff I ΣImasuk = ΣIkeluar I1 + I2 + I5 = I3 + I4
Jawab: I4 = 6 ohm arah menjauhi titik cabang
RANGKAIAN SERI R1
R2
R3
I1
I2
I3
I
V Untuk hambatan seri: I = I1 = I 2 = I 3 V = V1 + V2 + V3 IRtot = I1R1 + I2R2 +I3R3 Rtot = R1 + R2 + R3
RANGKAIAN PARALEL I1 I
R1
I2
I R2
I3
R3 V
UNTUK RANGKAIAN PARALEL : V = V1 = V2 = V3 I = I1 + I2 + I3 V V1 = Rtot R1
+
V2 R2
1 = Rtot
+
1 R2
1 R1
+ +
V3 R3 1 R3
R= 15 W
R= 10 W
R= 15 W
R= 15 W R= 15 W
R= 15 W
HITUNGLAH BERAPA BESARNYA HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN DIATAS
15 15 10
SERI
15 15
RS1 = 15 + 15 = 30 W
15 15
15
30S1 R
3 1 =1+1 = 2 + 1 = RP1 15 30 30 30 30 15
10
15
15
30
RP1 =30/3 = 10
30
15
RP1
15 10
15 10
15
40 10
SERI
RS2 = 15+15+10 = 40 W 10
15
40S2 R
1 = 1 + 1 = 4 + 1 .= 5 RP2 10 40 40 40 40 RP2 = 40/5 = 8 W RP2
HAMBATAN PENGGANTI RANGKAIAN
HUKUM OHM
PADA RANGKAIAN TERTUTUP
R
I e, r
e= IR + Ir Keterangan: e = Gaya gerak listrik/ggl (volt) r = Hambatan dalam ggl (ohm) R = Hambatan Luar (ohm) I = Kuat arus listrik (ampere)
HUKUM KIRCHOFF II Hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam sumber tegangan dan penurunan tegangan sepanjang rangkaian tertutup(loop) sama dengan nol
S e + S IR = 0 Contoh:
I
e1 , r1
Putaran loop searah jarum jam -e1 + e2 - IR1 - IR2 -Ir1-Ir2 = 0 R1
R2
I e2 , r2
Perhatikan rangkaian listrik pada gambar dibawah ini! A
I
4 ohm
B 9V, 0,5 ohm
Hitung arus listrik yang mengalir pada rangkaian tsb.
D 12V, 1,5 ohm C Jawab: Putaran loop searah jarum jam(loop ABCDA) 9 – 12 + I(0,5) + I(1,5) + I(4) = 0 -3 + 6I = 0 6I = 3 I = ½ ampere
LOP I ( EFABE ) SE = S i.R -E1+ i1R1 + ( i1+i2 )R2 =0 10 = i14 + ( i1+i2 )2 10 = 4i1 + 2i1+ 2i2 10 = 6i1 + 2i2 ( I )
MENENTUKAN KUAT ARUS PADA RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP)
A
B
C
i1 + i2
I =4W
II =2W
i1
F
3W i2
10 V
Penjelasan :
E
12 V
D
Arus di EFAB = i1, di EDCB = i2 ,di BE = i1+ i2 Di titik cabang B berlaku Si = 0 , arus yang masuk i1& i2, sedangkan yang keluar ( i1+ i2 ) i1 + i2 – (i1 +i2 ) = 0 Di titik cabang E berlaku Si = 0 . arus yang masuk i1+ i2 sedangkan yang keluar i1 & i2 -i1 - i2 + (i1 +i2 ) = 0 Pada Loop EFABE berlaku SE+ Σ i.R = 0 -E1+ i1.R1 + ( i1+i2 ).R2 =0 Pada Loop DCBED berlaku SE +Σ i.R = 0 - E2+i2.R3 + ( i1 +i2 ).R2 =0
LOP II ( EDCBE ) SE = S i.R -E2+i2R3 + ( i1+i2 )R2=0
12 = i23 + ( i1+i2 )2 12 = 3i2 + 2i1+ 2i2 12 = 2i1 + 5i2 ( II )
Dari persamaan (I) dan (II) (I) X 1 10 = 6i1+ 2i2 (II) X 3 36 = 6i1+ 15i2 -26 =-13i1 i2 = 2 A Dari persamaan (I) 10 = 6i1+ 2i2 10 =6.I1+2. 2 10 = 6i1 + 4 i1 = 1 A Arus di EFAB = i1= 1 A Arus di EDCB = i2 = 2A Arusdi BE = i1+ i2 = 3
MENENTUKAN KUAT ARUS PADA RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP) i1
A i2 R1
i3
R3
I
R2
B
I
R4
Hitunglah arus yang ada pada masing-masing cabang dan beda potensial di AB. (I) X 2 Jawab . 3 = 3,5i1 + 2i2 i3 = i1 + i2 Lop I SE = S i.R 0 = - i1 + 2i2 V= i1R1+i3R2 3 = 4,5 i1 1,5 = 0,75i1 + (i1 + i2 ).1 i1 = 0,67 A 1,5 = 1,75i1 + i2 (I) Lop II SE = S i.R (II) i2 = 0,5 i1 0 = i2R3 + i2R4 - i3R2 = 0,5.0,67 = 0,33 A 0 = 1,5i2 + 1,5i2 - (i1 + i2 ).1 i = i + i = 0,67+ 0,33 3 1 2 0 = - i1 + 2i2 (II) i3 = 1 A VAB = i3 . R2 = 1.1 = 1 V
ENERGI DAN DAYA LISTRIK ENERGI LISTRIK
W=qV KARENA q = I t , maka :
W=(It)V=VIt Keterangan : W = Energi listrik (Joule) q = muatan listrik (Coulomb) V = Beda potensial listrik (volt) I = Arus listrik ( Ampere) T = Waktu (sekon)
Karena V = I R , maka :
W = V I t = (I R) I t W = I2 R t atau W = V I t = V ( V/R) t W = V2 t / R Keterangan : R = hambatan listrik (ohm)
DAYA LISTRIK P=W/t P=VIt/t P=VI P = I2 R
P = V2 / R
Keterangan : P = Daya (watt) 1 watt = 1 Joule/ sekon kWh = kilowatt-hour 1 kWh = (1000 watt)x(3600sekon) 1 kWh = 3.6 x 106 watt.sekon/Joule
Sebuah hambatan sebesar 360 Ω dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V dalam waktu 3 menit. Berapakah energi yang diserap oleh hambatan tersebut ?
Jawab : W = V2 t / R = (120)2 x (3x60) / 360 W = 7,2 KJ
Lampu listrik pada beda potensial 120 V memerlukan arus listrik sebesar 1 A. Biaya energi listrik per kWh adalah Rp. 150,-, berapakah biaya yang harus dibayarkan selama sebulan Jika setiap hari lampu tersebut menyala selama 8 jam? ( 1 bulan = 30 hari ) Jawab : Energi yang diserap oleh lampu selama sebulan : W = V I t = 120 x 1 x (8x30)=28.800 wh = 28,8 kWh Biaya yang harus dibayarkan : 28,8 x Rp. 150,- = Rp. 4.320,-
MENGHITUNG TEGANGAN YANG TERTERA PADA ALAT LISTRIK DAN MAMPU MENGHITUNG ENERGI DAN DAYA YANG TERPAKAI PADA ALAT LISTRIK Lampu ini memerlukan beda potensial 6 Volt dan arus 0,3 A. Bagaimana jika diberi beda potensial lebih kecil misalnya 5 Volt ? Atau arus lebih kecil misalnya 0,2 A ? Lampu menyala tidak terang . Bagaimana jika beda potensial dan arusnya diperbesar ? Lampu akan putus.
Berapa besar hambatan lampu, dan berapa daya dari lampu
R = V/I = 6/0,3 = 20 W P = V.i = 6 . 0,3 = 1,8 W
Berapa besar hambatan lampu, dan berapa arus yang diperlukan lampu
V2 P= R V2 2402 R= = = 960 W P 60 i = V/R = 240/960 = 0,25 A
Sebuah lampu pijar 60 watt-120 volt dipasang pada 240 volt. Tentukanlah : a. Arus listrik yang mengalir pada lampu b. Daya lampu sekarang Jawab : a. Hambatan lampu R = V2/ P = (120)2 / 60 = 240 Ω I = V / R = 240 / 240 = 1 ampere b. P = I2 R = (1)2 240 = 240 watt
TERIMA KASIH
