DINAMIS
CREATED BY: Deodatus Vito L Dywa Claudya C Elbert Evan Farhan Ramadzan N Felicia Tjokro Ghea Aprillia Haniina Fathimiyyah Kenty Lieanda Khalidian G Fiqri Kiara Puspa Dhirgantara M Rifki Putra
MENU PENGERTIAN
HUKUM KIRCHHOFF
HUKUM OHM
GGL DAN TEGANGAN JEPIT
RANGKAIAN LISTRIK
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ALAT UKUR
TEGANGAN DC DAN AC
PENGERTIAN Listrik bergerak dalam bentuk arus listrik. Arus listrik adalah gerakan muatan-muatan listrik berupa gerakan elektron dalam suatu rangkaian listrik dalam waktu tertentu. Arus listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan aliran elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi.
𝐼=
𝑄 𝑡
I = arus listrik (ampere) Q = besar muatan listrik (Coulumb) t = waktu (sekon)
HUKUM OHM Arus listrik dipengaruhi oleh dua hal, yaitu tegangan listrik (V) dan hambatan (R). Arus listrik berbanding lurus dengan tegangan listrik, dan berbanding terbalik dengan hambatan.
𝐼=
𝑉 𝑅
I = arus listrik (ampere) V = tegangan listrik/beda potensial (Volt) R = hambatan (Ω)
Hambatan adalah perbandingan beda potensial pada sebuah komponen listrik terhadap arus yang melintas melaluinya.
HUKUM OHM Faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan: R
V R
I
V
I
HUKUM OHM Faktor lain yang mempengaruhi hambatan: • Jenis bahan resistor • Luas penampang • Panjang • Suhu Sehingga dapat dirumuskan:
𝑅=ρ
𝐿 𝐴
R = hambatan (Ω) ρ = hambatan jenis (Ωm) L = panjang (m) A = luas penampang (m²)
ρ = ρₒ(1 + αΔ𝑇)
𝑅 = 𝑅𝑅(1 + αΔ𝑇)
ρ = hambatan jenis (Ωm) ρₒ = hambatan jenis pada suhu T° (Ωm) R = hambatan (Ω) Rₒ = hambatan pada suhu T° (Ω) α = koefisien suhu ΔT = perubahan suhu
RANGKAIAN LISTRIK Komponen-komponen listrik dapat dituliskan dalam bentuk lambang rangkaian listrik. +
-
sumber tegangan DC
∼ sumber tegangan AC
A resistor/hambatan
saklar
amperemeter
V
voltmeter
RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian listrik terdiri dari dua susunan, rangkaian seri dan rangkaian paralel. R₁
R₂
R₁ R₂
I
I V
V
rangkaian seri
rangkaian paralel
RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian seri disusun secara sejajar. R₁
I₁
V₁ = I.R₁
R₂ V₂ = I.R₂
R₃
I₂
I₃
V₃ = I.R₃
I
I
V
V = V₁ + V₂ + V₃
I = I₁ = I₂ = I₃
Rs = R₁ + R₂ + R₃
RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian paralel disusun secara berderet/bertingkat. R1 I1 V₁ = V
I2 I3 I
R2
V = V₁ = V₂ = V₃
V₂ = V
I = I₁ + I₂ + I₃
R3 V₃ = V
V
I
1 1 1 1 = + + 𝑅1 𝑅2 𝑅3 𝑅𝑝
ALAT UKUR Alat listrik memiliki dua jenis alat ukur, yaitu amperemeter dan voltmeter. Amperemeter digunakan untuk mengukur arus listrik, dan dipasang secara seri. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik, dan dipasang secara paralel. Kedua alat pengukur tersebut memiliki galvanometer dan hambatan dalam.
ALAT UKUR R₁ R₂ I
A V
V
ALAT UKUR Cara membaca amperemeter dan voltmeter: angka yang ditunjuk batas maksimum
A angka saklar 1A
hasil =
2A
angka yang ditunjuk x batas maksimum
angka saklar
HUKUM KIRCHHOFF Kirchhoff merumuskan dua hal mengenai rangkaian listrik. Hukum Kirchhoff I (Kirchhoff’s Current Law) “Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik tersebut.”
I3
ΣImasuk = ΣIkeluar I1 + I2 = I3 + I4 + I5
I1
I2
I4
I5
HUKUM KIRCHHOFF Hukum Kirchhoff II (Kirchhoff’s Voltage Law) “Jumlah gaya gerak listrik pada sumber tegangan sama dengan jumlah beda potensial pada rangkaian listrik.”
Σε = Σ (I.R) ε = gaya gerak listrik pada sumber tegangan (V) I = arus listrik (A) R = hambatan (Ω)
Hukum ini digunakan apabila rangkaian listrik tidak dapat disederhanakan menggunakan ketentuan rangkaian seri dan paralel.
HUKUM KIRCHHOFF Persamaan hukum ini diselesaikan menggunakan aturan loop (putaran).
+ε
-ε
+I.R
-I.R
Apabila arah loop searah dengan arah arus, maka tegangan bertanda positif, dan sebaliknya.
HUKUM KIRCHHOFF Agar memudahkan penghitungan, samakan arah loop dengan arah arus. ε3 R3 f e Loop abcd ε₂ positif ε₁ negatif I₃ positif I₁ positif
R2 I2 I1 c
ε2
R1
I3
d
R4 b
ε1
a
Loop cdef ε₂ positif ε₃ negatif I₁ positif I₂ positif
GGL DAN TEGANGAN JEPIT Gaya gerak listrik adalah tegangan pada sumber tegangan pada saat tidak memiliki arus. Tegangan jepit adalah tegangan pada sumber tegangan pada saat memiliki arus.
I ε
V
GGL DAN TEGANGAN JEPIT Hubungan GGL dengan tegangan jepit suatu terminal dapat dirumuskan:
VAB = ε – I.r
VAB =
ε
1+
VAB = tegangan jepit pada terminal AB (V) ε = gaya gerak listrik pada baterai (V) I = kuat arus listrik (A) r = hambatan dalam baterai (Ω) R = hambatan luar (Ω)
𝑟 𝑅
GGL DAN TEGANGAN JEPIT Untuk mencari kuat arus listrik melalui GGL dapat dihitung dengan:
I=
ε 𝑅+𝑟
I = kuat arus listrik (A) ε = gaya gerak listrik pada baterai (V) R = hambatan luar (Ω) r = hambatan dalam baterai (Ω)
Tegangan listrik juga dapat disusun secara seri maupun paralel, dan memiliki ketentuan yang sama.
GGL DAN TEGANGAN JEPIT Rangkaian seri tegangan listrik: R
εs = ε₁ + ε₂ + ε₃ jika sama
εs = n.ε
I
rs = r₁ + r₂ + r₃
ε₂, r₂
jika sama ε₁, r₁
ε₃, r₃
rs = n.r
GGL DAN TEGANGAN JEPIT Rangkaian paralel tegangan listrik: R
εp = ε₁ = ε₂ = ε₃ jika sama
εp = ε I₁
I
I₂ I₃
ε₁, r₁
1 1 1 1 = + + 𝑅𝑝 𝑅1 𝑅2 𝑅3 jika sama
ε₂, r₂ ε₃, r₃
rp =
𝑟 𝑛
ENERGI DAN DAYA LISTRIK Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh arus listrik karena perpindahan muatan listrik. Daya listrik adalah banyaknya energi listrik yang digunakan dalam satuan waktu. Dapat dihitung: 𝑊 𝑡
W = V.Q
P=
W = V.I.t
P = V.I
W = I².R.t
P = I².R
W=
𝑉𝑉 .t 𝑅
P=
𝑉𝑉 𝑅
W = energi listrik (J) Q = muatan listrik (C) V = tegangan listrik (V) I = kuat arus listrik (A) R = hambatan (Ω) t = waktu (s)
ENERGI DAN DAYA LISTRIK Daya dan tegangan listrik biasanya tertulis dalam spesifikasi peralatan listrik. Hubungan antara daya dan tegangan listrik dapat dirumuskan: 𝑃𝑠 𝑉𝑠 = 𝑃𝑡 𝑉𝑡
2
Ps = daya sesungguhnya (W) Pt = daya tertulis (W) Vs = tegangan sesungguhnya (V) Vt = tegangan tertulis (V)
TEGANGAN DC DAN AC Tegangan listrik terdiri dari dari dua jenis, yaitu DC (direct current) dan AC (alternating current). Tegangan DC adalah tegangan yang dihasilkan oleh sumber tegangan DC dan arus listrik mengalir searah. Tegangan AC adalah tegangan yang dihasilkan oleh sumber tegangan AC dan arus listrik mengalir bolakbalik secara periodik. Tegangan DC biasa digunakan untuk alat-alat listrik kecil dan mudah dibawa, seperti ponsel, jam, dll. Tegangan AC biasa digunakan untuk alat-alat listrik besar, seperti instalasi listrik rumah, dan pembangkit listrik.
TEGANGAN DC DAN AC Instalasi listrik dalam rumah: SUMBER TEGANGAN AC PLN kWh METER PEMUTUS DAYA PANEL BAGI PENTANAHAN
••
••
••
••
TEGANGAN DC DAN AC Urutan transmisi jarak jauh:
TRAFO STEP-UP PEMBANGKIT LISTRIK 10kV
TRAFO STEP-DOWN
RUMAH 220 V
TRANSIMISI TEGANGAN TINGGI
150kV
TRAFO STEP-DOWN
KOTA 20kV
