IR. STEVANUS ARIANTO 1

8/7/2017

KUAT ARUS LISTRIK

CONTOH SOAL

HUKUM OHM

CONTOH SOAL

RESISTOR/HAMBATAN

CONTOH SOAL

RANGKAIAN RESISTOR SERI

CONTOH SOAL

RANGKAIAN RESISTOR PARAREL

CONTOH SOAL

RANGKAIAN RESISTOR SEGITIGA-BINTANG

CONTOH SOAL

ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE

CONTOH SOAL CONTOH SOAL

ALAT UKUR VOLTMETER

CONTOH SOAL

ENERGI LISTRIK

CONTOH SOAL

DAYA LISTRIK

HUKUM KIRCHOFF I

GAYA GERAK LISTRIK (GGL)

HUKUM KIRCHOFF II

CONTOH SOAL

ALAT UKUR GALVANOMETER

RANGKAIAN ELEMEN

IR. STEVANUS ARIANTO

1

8/7/2017

Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1

KUAT ARUS LISTRIK Kuat arus ( i ) di definisikan sebagai : Jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu. arah arus adalah searah dengan arah muatan positif

i

dq dt

dq = jumlah muatan (Coulomb) dt = selisih waktu (detik) i = kuat arus

n adalah partikel persatuan volume dan e muatan tiap partikel

Satuan dari kuat arus adalah Coulomb/detik Atau amper Rapat arus J didefinisikan sebagai kuat arus persatuan luas

dq = n.e.V.A.dt

J

i neV .. i A

dq dt

n. e.V . A


CONTOH SOAL KUAT ARUS Di dalam penghantar kawat yang penampang nya 1 mm^2 terdapat 3.10^21 elektron bebas per m^3. Berapa kecepatan elektron-elektron tersebut, jika dialiri listrik dengan kuat arus 12 amper. Berapa rapat arusnya ?


2

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL KUAT ARUS

I = n.e.v.A 12 3.1021.1, 6.10 19.v.10 6 12 3 v 25.10 m/ s 4,8.10 4 J = n. e . v J

3.1021.1,6.10 19.25.103 12.106 A / m2


HUKUM OHM Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut. Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.

i

VA

VB R

I = kuat arus VA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik B R = hambatan


3

8/7/2017


CONTOH SOAL HUKUM OHM 0,3 amper A

V 1,5 volt

Metode amper-voltmeter dipasang sedemikian Rupa untuk mengetahui besar hambatan R, Seperti tampak gambar di atas, Hitung R.


JAWABAN CONTOH SOAL HUKUM OHM 0,3 amper A

V 1,5 volt

R


V I

R

1,5 0,3

5ohm

4

8/7/2017


RESISTOR/HAMBATAN

Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :

L A

R

R = hambatan

satuan = ohm

L = panjang konduktor

satuan = meter

A = luas penampang

satuan = m2

= hambat jenis atau resistivitas

satuan = ohm meter

Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan :

(t )

0

(1

.t)

R(t) = R0 ( 1 + .t ) = koef suhu hambat jenis


CONTOH SOAL HAMBATAN (RESISTOR) Sebatang aluminium panjangnya 2,5 m, berpenampang = 5 cm^2. Hambatan jenis aluminium = 2,63.10^-8 ohm.meter. Jika hambatan yang ditimbulkan oleh aluminium sama dengan hambatan yang ditimbulkan oleh sepotong kawat besi yang berdiameter 15 mm dan hambatan jenisnya = 10.10^-8 ohm .meter. Berapakah panjang kawat besi ?


5

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL HAMBATAN (RESISTOR) R

AFe

L A

.r 2 R

2, 63.10 8.

2,5 5.10 4

1 3,14( .15.10 3 ) 2 2

13,15.10 5 ohm

176, 625.10 6 m 2

L L 10.10 8 176,625.10 A

13,15.10

5

10.10 8.

6

L 176, 625.10

13,15.10 5.176, 625.10 L 10.10 8

6

6

23, 23cm


SUSUNAN HAMBATAN SERI

i = i1 = i2 = i3 = .... VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ... RS = R1 + R2 + R3 + ...

V1 : V2 : V3


R1 : R2 : R3

6

8/7/2017


SUSUNAN HAMBATAN PARAREL

Beda potensial pada masing-masing ujung tahanan besar ( VA = VB ). i = i1 + i2 + i3 + .... 1 Rp

1 R1

i1 : i 2 : i 3

1 1 ... R2 R3 1 1 1 : : R1 R 2 R 3


CONTOH SOAL RANGKAIAN SERI-PARAREL A

7 ohm

5 ohm

5 ohm 4 ohm

12 ohm

7 ohm

6 ohm

4 ohm

6 ohm 9 ohm

8 ohm

2 ohm

5 ohm

B

10 ohm

4 ohm

3 ohm

3 ohm

Hitunglah hambatan pengganti di atas.


7

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN SERI-PARAREL A

4 ohm

10 ohm

5 ohm

5 ohm

7 ohm

4 ohm

12 ohm

7 ohm

6 ohm

4 ohm

9 ohm

2 ohm

8 ohm

5 ohm

B

6 ohm

3 ohm

3 ohm

Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karena arus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.

Rs

5 4 3 12ohm 1 1 1 R p 6 12 Rp

Rs

12 4ohm 2 1 Rs

1 Rp

1 Rp

1 1 9 18

Rp

18 6ohm R p 2 1

1 8

1 24

1 Rp

24 6ohm 3 1 Rp

6 6 12 24ohm Rs 10 4 6 20ohm

7 7 4 18ohm

Rs

1 5

1 20

20 4ohm 4 1

4 2 4 10ohm


RANGKAIAN HAMBATAN SEGITIGA - BINTANG

RB

RA

R1.R2 R1 R2 R3

RB

R2 .R3 R1 R2 R3

RC

R1.R3 R1 R2 R3

RC RA

R1


8

8/7/2017


CONTOH SOAL RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG 12 ohm

6 ohm 10 ohm

4 ohm

2 ohm

6 ohm

10 ohm

Hitunglah hambatan pengganti.

6 ohm 6 ohm

Hitunglah hambatan pengganti.

2 ohm


JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG 12 ohm

6 ohm 10 ohm

4 ohm

6 ohm

RA

10 ohm 6 ohm

RB

2 ohm

RC 6 ohm

Rs

2 ohm

3 2 5ohm


Jika besar perkalian silang hambatan sama : Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstone hambatan yang di tengah tidak diperhitungkan karena tidak ada arus yang melalui hambatan tersebut.

Rs 1 Rp

12 6 18ohm Rs 1 18

1 6

Rp

6.6 6 6 6

RA

RB

Rs

2 10 12ohm

1 Rp

RC

1 12

1 4

Rp

4 2 6ohm 18 4,5ohm 3 1 2ohm

Rs

2

12 1 3

2

4 ohm

3ohm

9

8/7/2017


ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar

•Bila arus yang lewat G = 0, maka :

RX

R1 . R 3 R2


CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE Suatu hambatan yang belum diketahui besarnya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheatstone. Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanome ter yang dipasang menunjukkan angka nol. Hitunglah Rx.


10

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE

Rx .R2

R1.R3 R2

Rx Rx

R1.R3

3.10 15ohm 2


ALAT UKUR AMPERMETER/GALVANOMETER Dipakai untuk mengukur kuat arus. Mempunyai hambatan yang sangat kecil. Dipasang seri dengan alat yang akan diukur. Untuk mengukur kuat arus yang sangat besar (melebihi batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan Amperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt

disebut AMMETER) •untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i Ampere harus dipasang Shunt sebesar :

RS


1 n 1

Rd

11

8/7/2017


CONTOH SOAL AMPERMETER/GALVANOMETER Sebuah galvanometer dengan hambatan 5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat digunakan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100 millivolt jarum menunjukkan skala maksimum. Berapa besar hambatan shunt tersebut ?


JAWABAN CONTOH SOAL AMPERMETER/GALVANOMETER Rv i

imaks

Rshunt Rshunt


n

vmaks R

idiukur imaks

1 .5ohm 2500 1

0,1 0, 02amper 5

50 0,02

2.500

0, 002ohm

12

8/7/2017


ALAT UKUR VOLTMETER Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya. Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter. Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur maksimumnya, harus dipasang tahanan depan (RV):

Rv = ( n - 1 ) Rd


CONTOH SOAL VOLTMETER Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan 1000 ohm dipergunakan untuk mengukur potensial sampai 120 volt. Jika daya ukur voltmeter= = 6 volt. Berapa besar hambatan Multiplier agar pengukuran dapat dilakukan ?


13

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL VOLTMETER Rv

Rdepan Vdiukur Vmaks

n

Rmultiplier

120 6

20

Rmultiplier

( n 1) Rv

(20 1)1000 19.000ohm


ENERGI LISTRIK HUKUM JOULE Karena gerakan muatan-muatan bebas yang menumbuk partikel yang tetap dalam penghantar, maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas. W = Jumlah Kalor (Joule). i = Kuat arus yang mengalir (Ampere). r = Tahanan kawat penghantar (Ohm). t = Waktu (detik). V = Beda potensial antara dua titik A dan B.

w


2

i .r .t

V .i.t

V2 t r

1 kalori = 4,2 Joule dan 1 Joule = 0,24 Kalori W = 0,24 i^ 2 . r . t = 0,24 V . i . t Kalori

14

8/7/2017


DAYA

adalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik) yang dapat dihasilkan tiap detik

DAYA

USAHA WAKTU

( P)

P

V .i. t t

dw dt

V .i

V .i

SATUAN : joule/detik = Volt -Ampere = Watt


CONTOH SOAL ENERGI DAN DAYA LISTRIK Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya 144 watt, 120 volt. Ketika digunakan untuk o memasak 500 gram air dari 30 C hingga men didik, pada saat itu tegangan rumah 100 watt Berapa detik waktu yang dibutuhkan ?


15

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL ENERGI DAN DAYA LISTRIK P1 P2

V12 V2 2

144 P2

1202 1002

P2

144.10.000 14400

m.c. t 100.t t

100watt

P.t

500.4, 2.(100 30)

147000 1470 det ik 100

24,5menit


GAYA GERAK LISTRIK (GGL) adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energi bukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatan melalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber arus persatuan muatan.

dW dq


( Joule/Coulomb = Volt )

16

8/7/2017


PERSAMAAN RANGKAIAN ARUS SEARAH n. i i

R

n. r R

r

i

r R m

n i

n m

. . r

R


CONTOH SOAL RANGKAIAN ELEMEN 1,2 ohm

1,5 v 1,5 v 1,5 v 0,2 1,5 v 0,2


0,2 0,2 1,5 v 1,5 v 0,2

Hitunglah tegangan jepit hambatan 1,2 ohm

0,2

17

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN ELEMEN 1,2 ohm

i 1,5 v 1,5 v 1,5 v 0,2 1,5 v

i

0,2 0,2 1,5 v 1,5 v

0,2

0,2

v jepit

3.1, 5

i

0,2

i.R

m.E m .r R n 3 .0, 2 1, 2 2

3amper

3.1, 2 3, 6volt CONTOH SOAL 2


CONTOH SOAL RANGKAIAN ELEMEN 2 A

6V

12 V 0,25

2 ohm

0,25 5 ohm

3 ohm 0,25 4V

3 ohm

Hitunglah VAB

0,25 18 V

B

GROUND


18

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL RANGKAIAN ELEMEN 2 A

6V

12 V 0,25

2 ohm

0,25

4V

6 ohm

3 ohm 4 ohm

0,25

i

VAB

VA VB

B

VA

14,5volt

0,25 18 V

ground

4 18 6 12 1amper 6 4 2 3 0, 25 0, 25 0, 25 0, 25

i

VAB

1(0, 25 2 0, 25 6) 12 6

14, 5volt

(melalui atas)

VAB

1(3 0, 25 4 0, 25) 4 18

14,5volt

(melalui bawah)


HUKUM KIRCHHOFF I Jumlah arus yang menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.

Imasuk = Ikeluar i1 + i2 + i3 = i4 + i5


19

8/7/2017


HUKUM KIRCHHOFF II Jumlah aljabar gaya gerak listrik ( GGL ) dan jumlah aljabar hasil kali i x R dalam satu rangkaian tertutup ( LOOP ) sama dengan nol.

i.R

negatif

0

i searah loop +

positif

Pada lopp I : i1 R1 - I3 R3 - I2 R2 = 0...( 1 ) Pada loop II : i4 R4 + i3 R3 - i5 R5 = 0... ( 2 ) Pada loop III ; i2 R2 + i5 R5 + i.rd - = 0( 3 ) D Hukum Kirchoff I . Pada titik A : I = I1 + i2....................... ( 4 ) Pada titik D : I4 + I5 = i.......................( 5 ) Pada titik C : I2 + I3 = i5..................... ( 6 ) 6 buah persamaan , dapat dihitung i1 ; i2 ; i3 ; i4 ; i5 dan i

B

A C


CONTOH SOAL HUKUM KIRCHOFF 20 volt

4 ohm

A

6 ohm

1 ohm 18 volt 1 ohm 7 volt

B

Hitung kuat arus dan arahnya pada masing-masing cabang.

2 ohm

Hitung VAB 1 ohm


20

8/7/2017


JAWABAN CONTOH SOAL HUKUM KIRCHOFF 20 volt

i1

4 ohm

A i2 i3

6 ohm

1 ohm 18 volt 1 ohm 7 volt

Lopp 1

B Lopp 2 2 ohm

3(i1 i2 ) 5i2 11

7i1 5i2

i1 i2 ( H .KirchoffI )

i1 (6 1) i2 (4 1) 20 18 0

7i1 5i2

2

i3 (2 1) i2 (4 1) 7 18 0

3i3 5i2 11

1 ohm

3i1 8i2

i3

11 x7 2 x3

i3 1 1 2amper

21i1 56i2

77

21i1 15i2

..6 - 7i1 5 2

71 i2 = 71

i2 1amper

i1 1amper

VAB

1(1 4) 18 13volt


PROFICIAT SELAMAT ANDA TELAH MENYELESAIKAN MATERI SUHU – KALOR - PERAMBATAN BERLATIHLAH DENGAN : SOAL-SOAL URAIAN TESTLAH KEMAMPUANMU DENGAN SOAL TEST YANG TERSEDIA


21

IR. STEVANUS ARIANTO 1

Recommend Documents