soal fisika
DESCRIPTION
listrik dinamisTRANSCRIPT
![Page 1: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/1.jpg)
LISTRIK DINAMIS
LISTRIK DINAMIS
![Page 2: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/2.jpg)
Daftar isi
Hukum KirchoffRangkaian Seri
Rangkaian Paralel
Hukum Ohm
Hambatan kawat penghantar
Penghantar listrik
Keluar
Rangkain campuran
Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik
![Page 3: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/3.jpg)
Mengukur Kuat Arus dan Beda Potensial Listrik
Konsep Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik
Arus listrik adalah aliran elektron-elektron.
Elektron-elektron ini dapat mengalir karena adanya beda potensial.
Beda potensial adalah dorongan yang menyebabkan elektron-elektron itu mengalir dari satu tempat ketempat lain
![Page 4: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/4.jpg)
Syarat Terjadinya Arus Listrik
Elektron dapat mengalir pada suatu rangkaian jika ada beda potensial.
Tapi jika rangkaiannya terbuka elektron tetap tidak mengalir walaupun ada beda potensial.
Jadi arus listrik dapat mengalir bila:
1. Rangkaian listrik harus tertutup
2. Harus ada beda potensial didalam rangkaian.
![Page 5: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/5.jpg)
Mana yang berbahaya, potensial atau arus?
Potensial listrik (tegangan) adalah besaran yang menyatakan dorongan terhadap elektron-elektron agar dapat mengalir
Bumi memiliki potensial listrik nol.
Beda potensial adalah beda nilai potensial antara dua titik berbeda dalam suatu rangkaian
Jadi walaupun antara dua titik didalam suatu rangkaian ada potensial listrik, arus listrik belum tentu mengalir.
![Page 6: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/6.jpg)
Listrik tidak mengalir bila potensial kedua titik sama dan listrik baru mengalir bila di kedua titik terdapat beda potensial.
Jadi yang berbahaya adalah arus listrik, bukan potensial listrik.
![Page 7: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/7.jpg)
Membuat Rangkaian Listrik
Membuat Rangkaian Listrik
![Page 8: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/8.jpg)
tunggal Paralel CampuranSeri
![Page 9: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/9.jpg)
Mengukur Kuat Arus Listrik
1 A
A
![Page 10: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/10.jpg)
Mengukur Beda Potensial Listrik
V2,5 V
![Page 11: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/11.jpg)
Hukum Ohm
1 A
2 V
![Page 12: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/12.jpg)
Hk. Ohm
Tegangan sebanding dengan kuat arus Bila tegangan naik maka kuat arus juga naik
Hasil bagi tegangan dengan kuat arus adalah
tetap ( Hk. Ohm)
2 4 6 8 10
1 2 3 4 5
2 2 2 2 2
V
I
K
V I = K
![Page 13: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/13.jpg)
Persamaan Hk. Ohm
VI = R
V = tegangan ( V ) I = Kuat arus (A)R = Hambatan (Ω)
atau
V = I . R
![Page 14: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/14.jpg)
ContohArus listrik 2A mengalir melalui seutas kawat penghantar ketika beda potensial 12 V diberikan pada ujung-ujungnya. Tentukan hambatan listrik pada kawat tersebut
Diketahui:I = 2 AV = 12 V
Ditanya:R = …
Jawab:
V = I . R
12 = 2 . R
R = 6 Ω
![Page 15: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/15.jpg)
1. Beda potensial 15 V harus diberikan pada ujung-ujung seutas kawat agar arus 2,5 A mengalir melalui kawat tersebut. Berapa hambatan listrik kawat?
2. Arus listrik 4 A mengalir melalui sebuah resistor 10 ohm. Berapa tegangan listrik yang dibaca oleh voltmeter yang dihubungkan pada ujung-ujung resistor?
Latihan.
![Page 16: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/16.jpg)
3. Berapa kuat arus listrik yang mengalir melalui seutas kawat yang memili hambatan 0,4 ohm jika ujung-ujungnya diberi tegangan 200 mV?
![Page 17: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/17.jpg)
Hambatan Kawat Penghantar
Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar?
Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil.
Tahukah anda apakah kawat penghantar itu?
Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel
![Page 18: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/18.jpg)
Mengapa Tembaga?
Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga?
Tembaga banyak diginakan sebagai kawat penghantar karena memiliki hambatan yang sangat kecil dan harganya murah daripada perak atau emas.
Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat dari emas atau perak?
![Page 19: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/19.jpg)
Hambatan kawat penghantar
Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat penghantar?
Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?
Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.
Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya
![Page 20: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/20.jpg)
Panjang kawat dan Hambatannya
Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km?
Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami.Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami.
Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya
![Page 21: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/21.jpg)
Tebal Kawat dan Hambatannya
Lebih enak manakah, berkendaraan di jalan lebar atau di jalan yang sempit?
Tentu saja jalan yang lebih lebar, karena semakin lebar jalan maka hambatannya semakin sedikit.
Begitu juga dengan listrik yang melalui kawat penghantar, semakin besar kawat penghantar yang ia lalui, semakin kecil hambatan yang ia alami.Jadi, semakin besar kawat penghantar maka makin kecil hambatannya
![Page 22: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/22.jpg)
Jenis Kawat dan Hambatannya
Lebih lancar manakah, berkendaraan di jalan pasar, jalan pemukiman atau jalan tol?
Tentu saja di jalan tol, karena bebas hambatan, jalan pemukiman kurang lancar karena ada hambatan, sedang jalan pasar sangat banyak hambatannya.Hambatan pada jalan tergantung dari jenis
jalannya.Begitu juga dengan kawat penghantar, hambatannya tergantung dari bahan penyusunnya.Jadi, hambatan kawat tergantung dari
jenis kawatnya.
![Page 23: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/23.jpg)
Hambatan kawat penghantar
Dari pernyataan tersebut, dapat disimpilkan bahwa hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat, berbanding terbalik dengan luas penampang kawat dan tergantung dari jenis kawat penghantar.
Sehingga dapat dibuat persamaan:
R = ρ LA
R = hambatan kawat (Ω)ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)L = panjang kawat (m)A = luas penampang kawat (m²)
![Page 24: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/24.jpg)
Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?
Diketahui
ρ = 0,000 001 Ωm
A = 0,000 000 25 m²
R = 57,6 Ω
Ditanya
L = …
Jawab
R = ρ LA
57,6 = 0.000 001 . ____________ L
0,000 000 25
57,6 = ________ L
0,25
L = 57,6 . 0,25
L = 14,4 m
Contoh
![Page 25: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/25.jpg)
1. Seutas kawat memiliki panjang 110 m, diameternya 7 mm, dan hambat jenis 0,000 000 049 Ωm. Tentukan hambatan listrik kawat tersebut?
2. Sepotong kawat tembaga mula-mula memiliki hambatan = R. Kemudian Kawat tersebut dipotong menjadi empat bagian yang sama panjang. Berapa hambatan masing-masing potongan tembaga tersebut?
Latihan
![Page 26: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/26.jpg)
3. Seutas kawat memiliki hambatan 40 ohm. Jika kawat tersebut ditarik sehingga panjangnya menjadi 1,5 kali panjang semula, berapa hambatan kawat itu sekarang?
![Page 27: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/28.jpg)
Penghantar listrik
Pernahkah anda kesetrum listrik?Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang tidak terlindung kita kesetrum?
Mengapa ketika kita menyentuh kabel yang terlindung kita tidak kesetrum?Itu karena kabel terbuat dari konduktor dan dilindungi oleh isolator
Apakah kaonduktor dan isolator itu?
![Page 29: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/29.jpg)
Penghantar listrik
Berdasarkan daya hantarnya, zat digolongkan menjadi:
1.Konduktor2.Isolator
![Page 30: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/30.jpg)
Konduktor : Penghantar Listrik yang Baik
Contoh: tembaga, besi, perak dan karbonSemua jenis logam dan karbon adalah konduktor
![Page 31: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/31.jpg)
Konduktor
Konduktor
![Page 32: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/32.jpg)
Isolator : Penghantar Listrik yang Buruk
Pada tegangan yang sangat tinggi, isolator dapat menghantarkan listrik dengan baik
Contoh: kayu, plastik, karet dan kaca
Semua jenis non logam, kecuali karbon, adalah isolator
![Page 33: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/33.jpg)
Isolator
Isolator
![Page 34: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/34.jpg)
Super Konduktor
Selain konduktor dan isolator, ada penghantar yang sangat baik dalam menghantarkan listrik
yaitu Super konduktor
Super konduktor penghantar tanpa hambatan. Kondisi ini tercapai pada suhu 0 mutlak (-273 °C).
![Page 35: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/35.jpg)
Semi Konduktor
Semi KonduktorSelain itu ada juga penghantar bukan konduktao maupun isolator, yaitu
Semi konduktor
Semi konduktor adalah bahan yang dapat dibuat sebagai konduktor maupun isolator, contohnya silikon dan germanium
![Page 36: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/37.jpg)
Hukum Kirchoff
I
Pada rangkaian tak bercabang, kuat arus di titik manapun dalam rangkaian
adalah sama besar (Hk. Kirchoff 1)
![Page 38: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/38.jpg)
Hukum Kirchoff
I
I1
I2
I3Pada rangkaian bercabang kuat arus yang masuk ke titik percabangan
sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. (Hk. Kirchoff II)
![Page 39: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/39.jpg)
100 mA
40 mA
20 mA
I1 I2 I3Dari gambar disamping tentukan kuat arus pada I1, I2 dan I3.
contoh
Jawab
100 = 40 + I1 + 20
100 = 60 + I1
I1 = 40 mA
I1 + 20 = I2
40 + 20 = I2
I2 = 60 mA
I2 + 40 = I3
40 + 60 = I3
I3 = 100 mA
P Q R
Cabang P Cabang Q Cabang R
![Page 40: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/41.jpg)
Rangkaian seri
![Page 42: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/42.jpg)
Rangkaian Seri
Beberapa hambatan bila disusun seri akan memiliki hambatan lebih besar namun tegangan pada masing-masing hambatan menjadi lebih kecil.
![Page 43: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/43.jpg)
Hambatan Pengganti
Beberapa hambatan yang disusun seri dapat diganti dengan hambatan sebesar jumlah semua hambatan tersebut
R1 R2 R3
R
R = R1 + R2 + R3
![Page 44: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/44.jpg)
R1 R2 R3
Bila R1 = 30 Ohm, R2 = 40 ohm dan R3= 10 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian di atas?
Jawab : Karena rangkaian seri, maka
R = R1 + R2 + R3
R = 30 + 40 + 10
R = 80 ohm
Contoh
![Page 45: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/45.jpg)
Tegangan pada rangkaian seri
V2 V3V1
V
V = V1 + V2 + V3
![Page 46: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/46.jpg)
Kuat arus pada rangkaian seri
I1 I2 I3
I
I = I1 = I2 = I3
![Page 47: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/47.jpg)
Sifat rangkaian seri
![Page 48: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/49.jpg)
Rangkaian Paralel
![Page 50: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/50.jpg)
Rangkaian Paralel
Bila beberapa hambatan disusun secara paralel maka hambatan totalnya
menjadi lebihkecil dari masing-masing hambatan, tetapi
tegangannya tetap
![Page 51: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/51.jpg)
Hambatan pengganti pada rangkaian paralel
R2
R3
R1
R
1 R
1R1
1R2
1R3= + +
![Page 52: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/52.jpg)
R2
R3
R1Contoh
Jika R1 = 10 ohm, R2 = 15 ohm dan R3 = 30 ohm, berapakah hambatan pengganti dari rangkaian diatas?
1 R
1R1
1R2
1R3= + +
JawabKarena rangkaiannya adalah paralel maka:
1R
110
115
130
= + +
1R =
3 + 2 + 1 30
== 630
R = 306
R = 5 ohm
![Page 53: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/53.jpg)
Tegangan pada rangkaian paralel
V3
V2
V1
V
V = V1 = V2 = V3
![Page 54: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/54.jpg)
Kuat arus pada rangkaian paralel
I3
I2
I1
I
I = I1 + I2 + I3
![Page 55: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/55.jpg)
Sifat rangkaian paralel
![Page 56: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/56.jpg)
Sifat Rangkaian Paralel
![Page 57: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/57.jpg)
= +
Rangkaian campuran
10 Ω
30 Ω
15 Ω
5 Ω
5 Ω10 Ω Rp
Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping?
jawab1Rp
130
115
=1+2 30
= 330
Rp = 30 3
Rp = 10Ω
R = 10 + Rp + 5
R= 10 + 10 + 5
R = 25 Ω
![Page 58: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/58.jpg)
= +10 Ω20 Ω
8 Ω 7 Ω
Berapakah hambatan total dari rangkaian di samping?
Rs1 = 8 + 7
Rs1 = 15 ohm
Rs2 = 20 + 10
Rs2 = 30 ohm
1R
1Rs1
1Rs2
1 115 30
= +
=1 + 1 30
= 330
R =30 3
R = 10 ohm
Rs2
Rs1
Jawab
![Page 59: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/59.jpg)
Latihan
Bila semua resistor dalam rangkaian dibawah ini identik dan masing-masing memiliki hambatan 90 ohm, berapakah hambatan total pada masing-masing rangkaian?
1. 2.
3. 4.
![Page 60: Soal Fisika](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020116/5571f22549795947648c3ccb/html5/thumbnails/60.jpg)