8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 1
KUAT ARUS LISTRIK
HUKUM OHM CONTOH SOAL
CONTOH SOALRESISTOR/HAMBATAN
CONTOH SOALRANGKAIAN RESISTOR SERI
RANGKAIAN RESISTOR PARAREL
RANGKAIAN RESISTOR SEGITIGA-BINTANG
CONTOH SOAL
CONTOH SOAL
ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE
CONTOH SOAL
ALAT UKUR GALVANOMETER
CONTOH SOAL
ALAT UKUR VOLTMETER
CO
NTO
H SO
AL
ENERGI LISTRIK
DAYA LISTRIK
CONTOH SOAL
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)
RANGKAIAN ELEMEN
CONTOH SOAL
HUKUM KIRCHOFF I
HUKUM KIRCHOFF II
CONTOH SOAL
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 2
KUAT ARUS LISTRIKKuat arus ( i ) di definisikan sebagai :
Jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang persatuan waktu.
arah arus adalah searah dengan arah muatan positif
i d qd t
dq = jumlah muatan (Coulomb)dt = selisih waktu (detik)i = kuat arus
Satuan dari kuat arusadalah Coulomb/detikAtau amper
n adalah partikel persatuan volume dan emuatan tiap partikel
dq = n.e.V.A.dt
i dqdt
n e V A. . .Rapat arus J didefinisikan sebagaikuat arus persatuan luas
J iA
neV. .
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOAL KUAT ARUS
Di dalam penghantar kawat yang penampangnya 1 mm^2 terdapat 3.10^21 elektron bebasper m^3. Berapa kecepatan elektron-elektrontersebut, jika dialiri listrik dengan kuat arus12 amper.Berapa rapat arusnya ?
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 3
JAWABAN CONTOH SOALKUAT ARUS
I = n.e.v.A21 19 612 3.10 .1,6.10 . .10v
34
12 25.10 /4,8.10
v m s
J = n. e . v21 19 3 6 23.10 .1,6.10 .25.10 12.10 /J A m
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
HUKUM OHMDalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus dengan
beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbandingterbalik dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.
Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan sebagai “R”.
iV V
RA B
I = kuat arusVA - VB =VAB = beda potensial titik A dan titik BR = hambatan
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 4
CONTOH SOALHUKUM OHM
A
V
0,3 amper
1,5 volt
Metode amper-voltmeter dipasang sedemikianRupa untuk mengetahui besar hambatan R,Seperti tampak gambar di atas, Hitung R.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
JAWABAN CONTOH SOALHUKUM OHM
A
V
0,3 amper
1,5 volt
VRI
1,5 50,3
R ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 5
RESISTOR/HAMBATANBesarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam :
ALR
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 :
( )( . )
tt
01
R(t) = R0 ( 1 + .t )= koef suhu hambat jenis
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALHAMBATAN (RESISTOR)
Sebatang aluminium panjangnya 2,5 m,berpenampang = 5 cm^2. Hambatan jenisaluminium = 2,63.10^-8 ohm.meter. Jikahambatan yang ditimbulkan oleh aluminiumsama dengan hambatan yang ditimbulkanoleh sepotong kawat besi yang berdiameter15 mm dan hambatan jenisnya = 10.10^-8ohm .meter.Berapakah panjang kawat besi ?
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 6
JAWABAN CONTOH SOALHAMBATAN (RESISTOR)
8 54
2,52,63.10 . 13,15.105.10
LR ohmA
2 3 2 6 21. 3,14( .15.10 ) 176,625.102FeA r m
8610.10
176,625.10L LRA
5 8613,15.10 10.10 .
176,625.10L
5 6
8
13,15.10 .176,625.10 23, 2310.10
L cm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
SUSUNAN HAMBATANS E R I
i = i1 = i2 = i3 = ....VS = Vad = Vab + Vbc + Vcd + ...
RS = R1 + R2 + R3 + ...
321321 :::: RRRVVV
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 7
SUSUNAN HAMBATANPARAREL
Beda potensial pada masing-masingujung tahanan besar ( VA = VB ).i = i1 + i2 + i3 + ....
1 1 1 1
1 2 3R R R Rp
. . .
321321
1:1:1::RRR
iii
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL
A
B
5 ohm
3 ohm
4 ohm
5 ohm
3 ohm
6 ohm
7 ohm
7 ohm
9 ohm
6 ohm
12 ohm
8 ohm
4 ohm
10 ohm5 ohm
4 ohm
2 ohm
Hitunglah hambatan pengganti di atas.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 8
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL
A
B
5 ohm
3 ohm
4 ohm5 ohm
3 ohm6 ohm
7 ohm
7 ohm
9 ohm
6 ohm
12 ohm
8 ohm
4 ohm
10 ohm5 ohm
4 ohm
2 ohm
Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat dihilangkan (tidak dihitung) karenaarus listrik tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI BELAKANG.
5 4 3 12sR ohm1 1 1
6 12
12 42 1
p
p
R
R ohm
7 7 4 18sR ohm
1 1 19 18
18 62 1
p
p
R
R ohm
6 6 12 24sR ohm
1 1 18 24
24 63 1
p
p
R
R ohm
10 4 6 20sR ohm
1 1 15 20
20 44 1
p
p
R
R ohm
4 2 4 10sR ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
RANGKAIAN HAMBATANSEGITIGA - BINTANG
R1
RA
RB
RC
1 2
1 2 3
.A
R RRR R R
2 3
1 2 3
.B
R RRR R R
1 3
1 2 3
.C
R RRR R R
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 9
CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm 6 ohm
10 ohm
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 ohm
Hitunglah hambatan pengganti.
Hitunglah hambatan pengganti.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm 6 ohm
10 ohm
4 ohm 2 ohm
6 ohm 10 ohm
6 ohm 2 ohm
6 ohm
Jika besar perkalian silang hambatan sama :Maka rangkaian mengalami jembatan wheatstonehambatan yang di tengah tidak diperhitungkankarena tidak ada arus yang melalui hambatantersebut.
12 6 18sR ohm 4 2 6sR ohm1 1 1
1 8 6pR18 4,5
3 1pR ohm
RA
RB
RC
6.6 26 6 6A B CR R R ohm
2 10 12sR ohm 2 2 4sR ohm
1 1 112 4pR
12 31 3pR ohm3 2 5sR ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 10
ALAT UKURJEMBATAN WHEATSTONE
untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar
•Bila arus yang lewat G = 0, maka :
R R RRX1 3
2
.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE
Suatu hambatan yang belum diketahui besar-nya ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat-stone. Hambatan-hambatan yang diketahuiadalah 3 ohm, 2 ohm dan 10 ohm. Galvanometer yang dipasang menunjukkan angka nol.Hitunglah Rx.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 11
JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE
2 1 3. .xR R R R1 3
2
.x
R RRR
3.10 152xR ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
ALAT UKURAMPERMETER/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 (melebihibatas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel denganAmperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt
disebut AMMETER)•untuk mengukur arus yangkuat arusnya n x i Ampere harusdipasang Shunt sebesar :
Rn
RS d1
1
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 12
CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Sebuah galvanometer dengan hambatan5 ohm dilengkapi shunt, agar dapat diguna-kan untuk mengukur kuat arus sebesar 50 A.pada 100 millivolt jarum menunjukkan skalamaksimum.Berapa besar hambatan shunt tersebut ?
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Rv
Rshunt
0,1 0,025
maksmaks
vi amperR
50 2.5000,02
diukur
maks
ini
1 .5 0,0022500 1shuntR ohm ohm
i
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 13
ALAT UKURVOLTMETER
Dipakai untuk mengukur beda potensial.Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar.
Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukurpotensialnya.
Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya,dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter.
Untuk mengukur beda potensialn x batas ukur maksimumnya,harus dipasang tahanan depan
(RV):
Rv = ( n - 1 ) Rd
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALVOLTMETER
Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan1000 ohm dipergunakan untuk mengukur po-tensial sampai 120 volt. Jika daya ukur volt-meter= = 6 volt.Berapa besar hambatan Multiplier agarpengukuran dapat dilakukan ?
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 14
JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER
Rv
Rdepan
120 206
diukur
maks
VnV
( 1)multiplier vR n R
(20 1)1000 19.000multiplierR ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
ENERGI LISTRIKHUKUM JOULE
Karena gerakan muatan-muatan bebas yangmenumbuk partikel yang tetap dalam penghantar,maka terjadi perpindahan energi kinetik menjadi
energi kalor, sehingga penghantar menjadi panas.
tr
VtiVtriw2
2 ....
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.
1 kalori = 4,2 Joule dan1 Joule = 0,24 KaloriW = 0,24 i^ 2 . r . t
= 0,24 V . i . t Kalori
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 15
D A Y Aadalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik)yang dapat dihasilkan tiap detik
DAYA USAHAWAKTU
( ) . . .P V i tt
V i
P dwdt
V i.
SATUAN : joule/detik = Volt -Ampere = Watt
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya144 watt, 120 volt. Ketika digunakan untukmemasak 500 gram air dari 30 C hingga mendidik, pada saat itu tegangan rumah 100 wattBerapa detik waktu yang dibutuhkan ?
o
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 16
JAWABAN CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK
21 1
22 2
P VP V
2
22
144 120100P 2
144.10.000 10014400
P watt
. . .m c t P t100. 500.4,2.(100 30)t
147000 1470det 24,5100
t ik menit
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energibukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatanmelalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber aruspersatuan muatan.
dqdW
( Joule/Coulomb = Volt )
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 17
PERSAMAANRANGKAIAN ARUS SEARAH
iR r
in
n r R
.
.
i rm
R in
nm
r R
.
.
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN
1,5 v 1,5 v
1,5 v 1,5 v
1,5 v
1,5 v
0,20,2
0,2 0,2
0,2
0,2
1,2 ohm
Hitunglah tegangan jepithambatan 1,2 ohm
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 18
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN
1,5 v 1,5 v
1,5 v 1,5 v
1,5 v
1,5 v
0,20,2
0,2 0,2
0,2
0,2
1,2 ohm
i
.
.
m Ei m r Rn3.1,5 33 .0, 2 1, 2
2
i amper
. 3.1, 2 3,6jepitv i R voltCONTOH SOAL 2
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN 2
12 V 6 V
4 V 18 V
0,25 0,25
0,250,25
5 ohm
2 ohm
3 ohm
3 ohm
A
B
Hitunglah VAB
GROUND
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 19
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN ELEMEN 2
12 V 6 V
4 V 18 V
0,25 0,25
0,250,25
6 ohm
2 ohm
4 ohm
3 ohm
A
B
4 18 6 12 16 4 2 3 0, 25 0,25 0, 25 0,25
i amper
1(0, 25 2 0,25 6) 12 6 14,5ABV volt1(3 0,25 4 0,25) 4 18 14,5ABV volt
(melalui atas)
(melalui bawah)
i
14,5AB A B
A
V V VV volt
ground
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
HUKUMKIRCHHOFF I
Jumlah arus yang menuju suatu titik cabangsama dengan jumlah arus yang
meninggalkannya.
Imasuk = Ikeluar
i1 + i2 + i3 = i4 + i5
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 20
HUKUMKIRCHHOFF II
Jumlah aljabar gaya gerak listrik ( GGL ) dan jumlah aljabarhasil kali i x R dalam satu rangkaian tertutup ( LOOP ) sama
dengan nol.
0.Rinegatif 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 )
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
i searah loop +
AC
B
D
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
CONTOH SOALHUKUM KIRCHOFF
6 ohm
4 ohm
2 ohm
20 volt
1 ohm18 volt
1 ohm7 volt
1 ohm
A B
Hitung kuat arus dan arah-nya pada masing-masingcabang.
Hitung VAB
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
8/7/2017
IR. STEVANUS ARIANTO 21
JAWABAN CONTOH SOALHUKUM KIRCHOFF
6 ohm
4 ohm
2 ohm
20 volt
1 ohm18 volt
1 ohm7 volt
1 ohm
A B
Lopp 1
Lopp 2
i1
i2i3
3 1 2 ( . )i i i H KirchoffI1 2(6 1) (4 1) 20 18 0i i
1 27 5 2i i3 2(2 1) (4 1) 7 18 0i i
3 23 5 11i i
1 2 23( ) 5 11i i i
1 2
1 2
3 8 117 5 2i ii i
x7
x3
1 2
1 2
21 56 7721 15 ..6
i ii i -
71 i2 = 712 1i amper
3 1 1 2i amper1
1
7 5 21
ii amper
1(1 4) 18 13ABV volt
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1
PROFICIATSELAMAT ANDA TELAH MENYELESAIKAN
MATERI SUHU – KALOR - PERAMBATAN
BERLATIHLAH DENGAN :
SOAL-SOAL URAIAN
TESTLAH
KEMAMPUANMU
DENGAN SOAL TEST YANG TERSEDIA
Created by : Ir. Arianto , Guru Fisika SMAK. St. Louis 1