FIS 1materi78.co.nr Listrik Dinamis

FIS 1materi78.co.nrListrik DinamisA.PENDAHULUANc.Luas penampang mempengaruhi jumlah aruslistrik yang dapat melewati rangkaian. Luaspenampang penghantar berbanding terbalikdengan nilai hambatan.Listrik bergerak dalam bentuk arus listrik.Arus listrik adalah gerakan muatan-muatanlistrik berupa gerakan elektron dalam suaturangkaian listrik dalam waktu tertentu karenaadanya tegangan listrik.d.Arus listrik dapat dirumuskan:QtI kuat arus listrik (A)Q jumlah muatan listrik (C)t waktu (s)Hubungan yang didapat dari faktor-faktortersebut adalah:Tegangan listrik atau beda potensial listrikadalah perbedaan jumlah muatan yang terdapatpada dua titik yang berbeda dalam suaturangkaian listrik.R ρArus listrik bergerak dari potensial tinggi kepotensial rendah, sedangkan aliran elektronbergerak dari potensial rendah ke potensialtinggi.B.RI kuat arus listrik (A)V tegangan listrik (V)R hambatan listrik (Ω)Hambatan listrik mempengaruhi besar kuatarus listrik yang melewati suatu rangkaiandengan menghambatnya.a.besarJenis bahan resistorSetiap resistor dengan bahan yang berbedaakan memiliki hambatan jenis yang berbeda.Hambatan jenis resistor berbanding lurusdengan nilai hambatan.b.C.NILAI TAHANAN RESISTORResistor adalah alat yang digunakan untukmenghambat arus listrik pada suatu rangkaian.Makna warna resistor:Hambatanlistrikadalahperbandingantegangan listrik pada sebuah komponen listrikterhadap arus listrik yang melintas melaluinya.Faktor-faktor yang mempengaruhikecilnya hambatan listrik antara lain:R Ro (1 αΔT)Resistor biasanya dibuat dengan dilengkapikode warna resistor yang menunjukkan nilaitahanan resistor.dapat dirumuskan:VAR hambatan listrik (Ω)ρ hambatan jenis penghantar (Ωm)L panjang penghantar (m)A luas penampang penghantar (m2)ρ hambatan jenis (Ωm)ρo hambatan jenis pada suhu To (Ωm)R hambatan listrik (Ω)Ro hambatan listrik pada suhu To (Ω)α koefisien suhu hambatan jenisΔT T – To perubahan suhu (oC)Hukum Ohm menjelaskan hubungan arus listrik,tegangan listrik, dan hambatan listrik.Arus listrik berbanding lurus dengantegangan listrik, dan berbanding terbalikdengan hambatan listrik.Lρ ρ o (1 αΔT)HUKUM OHMI SuhuSuhumempengaruhigetaran-getaranelektron yang mengalir dalam rangkaian.Suhu berbanding lurus dengan nilaihambatan.Arus listrik termasuk ke dalam besaran pokokdengan satuan Ampere (A).I Luas penampangPanjangPanjang penghantar mempengaruhi lamaaliran arus listrik melewati rangkaian. Panjangpenghantar berbanding lurus dengan nilaihambatan.WarnaDigit Faktor Pengali ToleransiHitam0100Coklat1101 1%2102 2%103 3%4 4%MerahJingga3Kuning410Hijau5105 0.5%Biru6106 0.25%Ungu7107 0.1%Abu-abu8108Putih9109Emas10-1Perak-2Tak berwarnaLISTRIK DINAMIS10 5% 10% 20%1

FIS 1materi78.co.nrSusunan resistor 4 pita warna:b. Kuat arus listrik rangkaian di seluruh bagianrangkaian sama.I I1 I2 I3 c.toleransifaktorpengalidigit 1digit 2Nilai tahanan resistor: 5200 Ω toleransi 5%Rs R1 R2 R3 Susunan resistor 5 pita warna:digit 1digit 2Jika salah satu komponen dari rangkaian seridiputus, maka arus listrik akan berhenti.Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yangkomponennya disusun bertingkat.toleransifaktorpengalidigit 3Tahanan resistor pengganti rangkaian samadengan penjumlahan dari nilai tahananresistor rangkaian.V1Nilai tahanan resistor: 369 Ω toleransi 0,25%D.V2Rangkaian listrik adalah suatu rangkaiantertutup yang dapat mengalirkan arus listrik daripotensial tinggi ke potensial rendah.V3I sumber tegangan DCR3I3Rangkaian listrik dapat digambar dalam bentukdiagram dengan simbol-simbol.-R2I2RANGKAIAN LISTRIK R1I1VPada rangkaian paralel berlaku hal berikut:a.sumber tegangan ACTegangan di seluruh resistor adalah sama.V V1 V2 V3 sakelarb. Kuat arus listrik total rangkaian adalahpenjumlahan dari arus listrik yang mengalirke masing-masing resistor.resistorAVamperemetervoltmeterI I1 I2 I3 Rangkaian listrik dapat disusun menjadi duasusunan, yaitu rangkaian seri dan rangkaianparalel.c.Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yangkomponennya disusun sejajar.R1V1IR2I1V2RpV3VTegangan total rangkaian adalah penjumlahan dari tegangan seluruh resistor. 1R1 1R2 1R3 Jika salah satu komponen pada rangkaiandiputus, maka arus listrik masih dapat mengalirke bagian yang tidak terputus.I3Pada rangkaian seri berlaku hal berikut:a.1R3I2Kebalikan nilai tahanan resistor penggantirangkaian sama dengan jumlah kebalikannilai tahanan seluruh resistor.E.ALAT UKUR LISTRIKAlat ukur listrik digunakan untuk mengukurbesaran-besaran yang terkait dengan emeter, voltmeter, ohmmeter, wattmeterdan avometer.V V1 V2 V3 LISTRIK DINAMIS2

FIS 1materi78.co.nrF.HUKUM KIRCHHOFFHukum Kirchhoff menjelaskan kuat arus listrikdan tegangan listrik.Hukum Kirchhoff I adalah hukum arus listrikKirchhoff:IAVJumlah kuat arus yang masuk ke suatu titikpercabangan sama dengan jumlah kuat arusyang keluar dari titik tersebut.VAmperemeter digunakan untuk mengukur kuatarus dan dipasang secara seri.Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangandan dipasang secara paralel.dapat dirumuskan:ΣImasuk ΣIkeluarAmperemeter dan voltmeter tersusun atasgalvanometer yang bekerja berdasarkan prinsipelektromagnetik.I1I3I2I5I4I1 I2 I3 14 15Ohmmeter tersusun atas galvanometer yangdigunakan untuk mengukur hambatan listrikdengan cara menghitung arus listrik yangmelewati resistor, kemudian dikalibrasikan kesatuan Ω.Hukum Kirchhoff II adalah hukum teganganlistrik Kirchhoff:Jumlah aljabar gaya gerak listrik (ggl) danbeda potensial pada rangkaian listriktertutup/loop sama dengan nol.dapat dirumuskan:ΣI(R r) Σε 0Wattmeter tersusun atas alat ukur kuat arus danalat ukur tegangan yang disusun sedemikian rupayang digunakan untuk mengukur daya listrik.E gaya gerak listrik pada sumber tegangan (V)I kuat arus listrik (A)R hambatan luar (Ω)r hambatan dalam (Ω)Persamaan hukum Kirchhoff II diselesaikanmenggunakan aturan loop.Aturan loop adalah aturan yang menggunakanloop/putaran untuk menentukan nilai tegangan.Avometer atau multimeter adalah gabungandari amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.Cara membaca dan menghitung besaran listrikmenggunakan alat ukur listrik:angka yangditunjukbatasmaksimumA1Ahasil 2Aangkasaklarangka yg ditunjukbatas maksimumAturan loop antara lain:1) Jika arah loop searah dengan arus, makategangan resistornya bernilai positif.2) Jika arah loop berlawanan arah dengan arus,maka tegangan resistornya bernilai negatif. I-I3) Jika pada suatu tegangan loop melewatikutub positif terlebih dahulu, maka gglbernilai positif.x angka saklarLISTRIK DINAMIS3

FIS 1materi78.co.nr4) Jika pada suatu tegangan loop melewatikutub negatif terlebih dahulu, maka nilainyaggl adalah negatif. εG.GAYA GERAK LISTRIK DAN TEGANGAN JEPITGaya gerak listrik (ggl) adalah tegangan padasumber tegangan pada saat tidak memiliki arus.-εContoh:r εTentukan kuat arus listrik I1, I2 dan I3 darirangkaian listrik berikut!ε2 2 VTegangan jepit (tegangan listrik) adalahtegangan pada sumber tegangan pada saatmemiliki arus.ε1 6 VHubungan ggl dan tegangan jepit dapatdirumuskan:baR2 2 ΩR3 2 ΩI2cI1dR1 4 ΩR4 2 ΩI3V ε – I.rV ε3 4 VefI1 I2 I3 (1)Loop abcd1 rRArus listrik dapat dihitung melalui ggl:Jawab:Ketiga arus bertemu di titik C, maka berlaku:εV tegangan jepit (V)ε gaya gerak listrik baterai (V)I kuat arus listrik (A)r hambatan dalam baterai (Ω)R hambatan luar (Ω)I εR rε gaya gerak listrik baterai (V)I kuat arus listrik (A)r hambatan dalam baterai (Ω)R hambatan luar (Ω)2 – 6 I1.4 I2.2 I2.2 0Rangkaian tegangan listrik dapat disusunmenjadi dua susunan, yaitu rangkaian seri danrangkaian paralel.4I1 4I2 4Dalam rangkaian tegangan listrik seri:ε2 – ε1 I1R1 I2R2 I2R3 0 (2)Loop cdefε2, r2ε3 – ε1 I1R1 I3R4 04 – 6 I1.4 I3.2 04I1 2I3 2ε1, r1 (3)Ubah persamaan 1 menjadi:I3 I1 – I2 (4)Masukkan persamaan 4 ke persamaan 3, lalueliminasi:4I1 4I2 44I1 4I2 44I1 2(I1 – I2) 212I1 - 4I2 4 16I1 84(0,125) 4I2 4I1 0,125 A4I2 4 – 0,5I2 0,875 AI3 0,125 – 0,875I3 -0,75 ABerarti arah arus I3 pada soal salah, seharusnyamenjadi:I2 I1 13ε3, r31) Nilai ggl sumber tegangan pengganti adalahpenjumlahan dari nilai ggl seluruh sumbertegangan.εs ε1 ε2 ε3 untuk ggl identik,εs n.ε2) Nilai tahanan hambatan dalam sumbertegangan pengganti adalah pen-jumlahandari nilai tahanan hambatan dalam seluruhsumber tegangan.rs r1 r2 r3 untuk hambatan dalam identik,rs n.rLISTRIK DINAMIS4

FIS 1materi78.co.nrH.Dalam rangkaian tegangan listrik paralel:ENERGI DAN DAYA LISTRIKEnergi listrik adalah energi yang dihasilkan oleharus listrik karena perpindahan muatan listrik,dapat dirumuskan:ε1, r1ε2, r2W V.I.tW I2.R.tW V2ε3, r3W energi listrik (J)V tegangan listrik (V)I kuat arus listrik (A)1) Nilai ggl seluruh sumber tegangan sama.2) Kebalikan nilai tahanan hambatan dalamsumber tegangan pengganti sama denganpenjumlahan dari kebalikan nilai tahananhambatan dalam seluruh sumber tegangan.rp 1r1 1r2 1r3P R hambatan listrik (Ω)t waktu (s)WtP daya listrik (W)W energi listrik (J)t waktu (s)sehingga,P V.I RI kuat arus listrik (A)R hambatan listrik (Ω)Vs 2 ( )PtVtPsTegangan DC biasanya digunakan pada alatalat listrik kecil dan mudah dibawa, sepertiponsel, kamera, jam, laptop, dll.Tegangan DC dan AC dapat dibedakan melaluialat yang disebut osiloskop. Grafik osiloskop:V2Hubungan antara tegangan dan daya listrik padaalat listrik dengan menganggap bahwahambatan alat listrik konstan dapat dirumuskan:Tegangan DC juga dihasilkan sumbertegangan AC yang dilengkapi adaptor(rectifier).Tegangan AC biasanya digunakan pada alatalat listrik besar, seperti lemari es, mesin cuci,instalasi listrik dan pembangkit listrik.P Alat-alat listrik biasanya memuat spesifikasitegangan dan daya listrik.1) Tegangan DC adalah tegangan yangdihasilkan sumber tegangan DC (misalnyabaterai, aki) dan arus listrik mengalir searah.2) Tegangan AC adalah tegangan yangdihasilkan sumber tegangan AC dan aruslistrik mengalir bolak-balik secara periodik.P I2.RP daya listrik (W)V tegangan listrik (V)Tegangan listrik terdiri dari dua jenis, yaitutegangan DC dan AC.Ps daya sesungguhnya yg diserap (W)Pt daya tertulis (W)Vs tegangan sesungguhnya yg diberikan (V)Vt tegangan tertulis (V)I.PENERAPAN LISTRIK DINAMIS DALAMKEHIDUPAN SEHARI -HARIEnergi listrik adalah energi yang paling banyakdigunakan dalam peralatan-peralatan di masakini karena mudah diubah ke bentuk energi lain.Tegangan DCε 4V.tDaya listrik adalah banyaknya energi listrik yangdigunakan dalam suatu waktu, dapat dirumuskan:εp ε1 ε2 ε3 1R4Tegangan AC 110 2 ε 110 V-110 2LISTRIK DINAMIS5

FIS 1materi78.co.nrInstalasi listrik di rumah adalah sebagai berikut:Jika beban listrik yang ditanggung instalasimelebih batas maksimum, maka alat ini akanmemutus instalasi listrik sehingga listrik akanpadam.SUMBERTEGANGAN AC4) Panel bagi adalah alat yang membagi arusmenjadi beberapa percabangan sehinggaterbentuk rangkaian paralel.kWh-METERPEMUTUSDAYATujuan dari pembuatan rangkaian paralel adalahagar seluruh peralatan listrik di rumahmendapatkan tegangan yang sama dan tetapdapat bekerja meski ada komponen yang putusatau rusak.sakelarPANELBAGI PENTANAHAN Panel bagi tersusun atas berbagai macamkomponen, salah satunya sekring. alat-alat listrikSekring berfungsi sebagai pemutus arus. Padasekring, terdapat kawat yang akan cair dan putusapabila dialiri arus listrik yang melampai batastertentu.1) Sumber tegangan AC adalah sumber energilistrik. Di Indonesia, sumber tegangan AC berasaldari PT. PLN Indonesia.Pentanahan (grounding) adalah alat yangberfungsi sebagaipencegah sentakan listrik atau sambaran petir.2) kWh-meter adalah alat ukur listrik yangdigunakan untuk mengukur jumlah energi listrikyang digunakan.Transmisi listrik jarak jauh yang menggunakantegangan AC adalah sebagai berikut:3) Pemutus daya atau pembatas daya adalah alatyang berfungsi untuk membatasi kuat arus dandaya maksimum yang dapat digunakan.TRAFOSTEP-UPPEMBANGKIT LISTRIK10 kVTRAFOSTEP-DOWNTRANSMISI TEGANGANTINGGI150 kVTRAFOSTEP-DOWNPERKOTAAN20 kVLISTRIK DINAMISRUMAH220 V6

LISTRIK DINAMIS Listrik Dinamis A. PENDAHULUAN Listrik bergerak dalam bentuk arus listrik. Arus listrik adalah gerakan muatan-muatan listrik berupa gerakan elektron dalam suatu rangkaian listrik dalam waktu tertentu karena adanya tegangan listrik. Arus listrik termasuk ke dalam besaran pokok dengan satuan Ampere (A). Arus listrik dapat dirumuskan: