listrik dinamis_arus litrik dan rangkaian listrik.ppt
TRANSCRIPT
![Page 1: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/1.jpg)
LISTRIK DINAMISListrik mengalir
![Page 2: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/2.jpg)
Standar Kompetensi :Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari.Kompetensi Dasar :
Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari.Indikator :1.Menjelaskan konsep arus listrik2.Mejelaskan konsep Hukum Ohm3.Menjelaskan konsep hambatan pada penghantar4.Menghitung nilai hambatan pengganti5.Menhitung nilai kuat arus percabangan6.Menghitung nilai kuat arus pada rangkaian tertutup
SKL :Menentukan besaran fisika pada berbagai bentuk rangkaian listrik
![Page 3: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/3.jpg)
PETA KONSEP Listrik Dinamis
Arus listrik
Hambatan Jenis
Hukum Ohm
Hukum I Kirchoff
Konduktivitas
Rangkaian Hambatan
Seri
Rangkaian listrik
Paralel
![Page 4: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/4.jpg)
Menentukan arus listrik dan arus elektron.
Arah elektronArah arus listrik
Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi
Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah
Klik
Klik Klik
![Page 5: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/5.jpg)
Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir pada suatu rangkaian
• Mengapa Lampu mati ?
Rangkaian Terbuka
• Mengapa Lampu menyala ?
Rangkaian Tertutup
Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?
![Page 6: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/6.jpg)
Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Umpan Balik:
Dua syarat agar arus listrik dapat mengalir adalah....
Aliran arus listrik
Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ?
Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana ?
![Page 7: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/7.jpg)
Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan
yang mengalir pada penghantar tiap detik.
I = Kuat arus listrik ( Ampere )Q = muatan ( Coulomb )
t = waktu ( secon ) tQI
P
Hitung berapa banyak muatan positif yang melewati titik P dalam 10 sekon
Klik warna hijau ( mulai )
Klik warna merah ( berhenti )
Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon1 A = 1 C/s
![Page 8: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/8.jpg)
Contoh • Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan
pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir pada lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2 menit berapakah muatan listrik yang telah melewati lampu ?
Diketahui I = ……………… At = ……………… s Jawab Q = ………… x …………….
= ………….x ……………. = …………………………. C
![Page 9: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/9.jpg)
Pengukuran Kuat arus listrik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrikPemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )
![Page 10: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/10.jpg)
Nilai yang terukur =
Cara membaca Amperemeterskala maksimumskala yang ditunjuk jarumskala batas ukur
Nilai yang ditunjuk jarum
Nilai maksimum
34100 X 1 = 0,34 A
x Batas ukur
![Page 11: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/11.jpg)
Benda A Potensial tinggi
Benda B Potensial rendah
KonduktorArus elektron
Arus listrik
Beda Potensial Listrik
Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektron
QWV
Definisi Beda potensial listrik
V = Beda Potensial ( Volt )
W = Energi ( Joule )
Q = Muatan ( Coulomb )
1 Volt = 1J/C
Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule.
Benda C Potensial rendah
Benda D Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektron
![Page 12: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/12.jpg)
Contoh• Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar 1,5 volt
jika baterai digunakan untuk menyalakan lampu maka sejumlah 50 coulomb muatan listrik yang melewati lampu. Berapakah besar energi yang dikeluarkan baterai
DiketahuiV = ………………… JawabQ = …………………. W = ………….. X ……………..Ditanya = ………….. X ……………..W = ? = ………………… J
![Page 13: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/13.jpg)
Pengukuran Beda Potensial• Voltmeter adalah alat
yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan )
• Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar.
Klik
![Page 14: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/14.jpg)
Cara Membaca VoltmeterSkala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur
Nilai yang terukur = ….
![Page 15: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/15.jpg)
HUKUM OHMJml
BateraiV I
123
1,20,20 2,60,40 4,00,54
Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar.
Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik?
Buatlah grafik hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik.
![Page 16: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/16.jpg)
Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I )
0,1
I( A)
V(volt)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
V ~
V R =V
R
= Beda potensial ( volt )
= Kuat arus listrik ( A )
= Hambatan ( Ω )
V I1,2 0,22,6 0,44,0 0,54
Data
![Page 17: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/17.jpg)
Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I )
0,25I( A)
R(Ω)
0,50 0,75 1,0 1,5
10
20
30
40
50
Data
R 10 20 30 40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
Jika V dibuat tetap = 10 V
I1 = VR
I1 = 1010
I1 = 1,0 A
I2 = VR
I2 = 1020
I2 = 0,5 A
I3 = VR
I3 = 1030
I3 = 0,3 A
I4 = VR
I4 = 1040
I4 = 0,25 A
R V = I
![Page 18: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/18.jpg)
Tujuan : Menyelidiki faktor yang mempengaruhi besar hambatan kawat
1
Variabel manipulasi : panjang kawatVariabel respon : hambatan kawatVariabel kontrol : jenis kawat, luas penampang kawat
A
B
IA > IB
RA < RB
lA < lB
Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar
R ~ ℓHambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.
![Page 19: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/19.jpg)
Variabel manipulasi : jenis kawat
Variabel respon : Hambatan
Variabel kontrol : panjang, luas penampang kawat
2
IA < IB
RA > RB
Aℓ > CuSemakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besarHambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.
R ~
A BTembaga
Alluminium
![Page 20: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/20.jpg)
3
Variabel manipulasi : luas penampang kawatVariabel respon : hambatan kawatVariabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat
IA < IB
RA > RB
AA < ABSemakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecilHambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.
R 1
A ~
A B
![Page 21: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/21.jpg)
Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada kawat adalah :
1. Panjang kawat ( l )2. Luas penampang kawat ( A )3. Hambatan jenis kawat (
AρR
R = Hambatan (Ω )
l = Panjang kawat ( m )Luas penampang kawat ( m2 ) = Hambatan jenis kawat ( Ω m )
![Page 22: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/22.jpg)
Konduktor dan Isolator
kayuplastikalluminium
besitembaga
Kayu isolator
Plastik isolator
Alluminium konduktor
Besi konduktor
Tembaga konduktor
KlikKlikKlik
![Page 23: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/23.jpg)
Hukum I Kirchoff
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik dimana-mana sama
L1 L2
Rangkaian seri
Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
![Page 24: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/24.jpg)
Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang
L1
L2
Rangkaian Paralel
Σ Imasuk = Σ Ikeluar Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?
![Page 25: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/25.jpg)
Contoh1. Perhatikan rangkaian di bawah
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ?10A
I = 40 AQ S
25AI1
I2
I3
Jawab
P
I = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 10 A + I1 + 25 A40 A = 35 A + I1
I1 = 40 A - 35 A
I1 = 5 A
Pada titik cabang P
Pada titik cabang Q
10 A + I1 = I2
10 A + 5 A = I2
15 A = I2
Pada titik cabang S
I2 + 25 A = I3
15 A + 25 A = I3
40 A = I3
Klik
![Page 26: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/26.jpg)
1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ?
50 mA I1 I2 I3
30mAI4
I5
15 mA
I6 23mA
3. Perhatikan rangkaian di bawah dan tentukan nilai I1 sampai I7 ?
12 A I1
I2
I7
I3
I4
I5I6
Jika I1 = I2
I3 : I4 = 1 : 2dan I5 = 2 I6
2.I = 20 A I2
I1
I4
I3
Jika I1 : I2 = 1 : 4dan I1 : I2 = 1 : 3
Tentukan I1 sampai I4 ?
![Page 27: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/27.jpg)
Susunan seri pada Hambatan
a b c dR1 R2 R3
Vab Vbc Vcd
Vad = Vab + Vbc + Vcd
Rsa d
I Rs = I R1 I R2 I R3 + +
Vad
Rs = R1 R2 R3 + +
![Page 28: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/28.jpg)
Susunan Paralel pada Hambatan
a b
R1
R2
R3
I = I1 + I2 + I3
Rpa
RP R1 R2 R3 + +
Vab
RP R1 R2 R3 + +
b
I
I1
I2
I3
I
VabVab VabVab =
=1 1 1 1
![Page 29: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/29.jpg)
Contoh• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah
2 Ω 4 Ω 3 Ω2 Ω
3 Ω 5 Ω 4 Ω
1Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7
Rs =2+4+3+2+4+5+3Rs =23 Ω
2
4 Ω 3 Ω3 Ω
6 Ω
R2
1RP R1
+=1 1
RP 6 3 +=1 1 1
RP 6 6 +=1 1 2
RP 6=1 3
=RP 2 Ω4 Ω 3 ΩRP: 2 Ω
Rs = R1+RP+R2
Rs = 4+2+3
Rs = 9 Ω
![Page 30: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/30.jpg)
Perhatikan gambar di bawah
Tentukan a.Kuat arus totalb.Kuat arus I1 dan I2
c.Tegangan ab dan tegangan bc
R2
1RP R1
+=1 1
RP 6 3 +=1 1 1
RP 6=1 3
=RP 2 Ω
Rs = R3 + Rp
Rs = 4 + 2Rs = 6Ω
a
RV
I
I 18 volt
6Ω
I 3 A
6Ω
3Ωa b c4Ω
I2
I1
I
V = 18 volt
R1
R2
R3
I1 : I2 = R1 R2
:1 1
I1 : I2 = 6 3
:1 1
x6
I1 : I2 = 1 : 2
I1 = 31 x I
I1 = 31 x 3
I1 = 1 A
I2 = 32 x I
I2 = 2 A
I2 = x 332
b
c
Vab = I R3
Vab = 3 x 4Vab = 12 V
Vbc = I1 R1
Vbc = 1 x 6Vbc = 6 V
atauVbc = I2 R2
Vbc = 2 x 3Vbc = 6 V
![Page 31: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/31.jpg)
Latihan
3Ω 2 Ω
4Ω
5Ω
4Ω
1Ω
I2I1
12 V
I
b
a
Tentukan a. Hambatan penggantib. Kuat arus totalc. Kuat arus I1 dan I2d. Tegangan Vab
Tentukan a. Hambatan penggantib. Kuat arus tiap hambatanc. Tegangan tiap hambatan
2Ω 2Ω 4Ω4Ω
2Ω
2Ω2Ω
2Ω
2Ωa b c d e
V = 12 V
f
1
2
![Page 32: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/32.jpg)
GAYA GERAK LISTRIK (E)• Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-
ujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian terbuka.
V
Pengukura ggl
![Page 33: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/33.jpg)
TEGANGAN JEPIT (V)• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung –
ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup .
V
Pengukura Tegangan Jepit
![Page 34: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/34.jpg)
Susunan Seri GGL
E
r
E E
r r
Etotal = n E
rtotal = n r
E = ggl ( volt)
r = hambatan dalam ( Ω )
n = jumlah baterai
Susunan Paralel GGLE
rE
Er
r
Etotal = E
rtotal = rn
![Page 35: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/35.jpg)
Hukum Ohm dalam rangkaian tertutupUntuk sebuah ggl
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
I = Kuat arus ( A )E = ggl ( volt )R = hambatan luar ( Ω )r = hambatan dalam ( Ω )Vpq = tegangan jepit ( volt )
E , r
p qR
I
Tegangan jepit
rREI
Vpq = I R
E = Vpq + I r
Hubungan ggl dengan tegangan jepit
![Page 36: LISTRIK DINAMIS_Arus Litrik dan Rangkaian Listrik.ppt](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061617/587740c91a28ab132d8ba7b1/html5/thumbnails/36.jpg)
LATIHANTiga buah elemen yang dirangkai seri masing – masing memiliki GGL 4 V dan hambatan dalam 0,2 Ω, dirangkai dengan hambatan luar seperti gambar Tentukan :
a. Hambatan luar
b. Kuat arus total ( I )
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit
E
r
E E
r r
3 Ω
6 Ω
4 Ω
a b c
V = 4 V
r = 0,2 Ω
I
I1
I2