LISTRIK DINAMIS
Listrik
Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus
pada listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan
listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. kuat arus pada rangkaian bercabang
sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang keluar. sedangkan
pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung hambatan.
Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan. pada rangkaian seri tegangan sangat
tergantung pada hambatan, tetapi pada rangkaian bercabang tegangan tidak
berpengaruh pada hambatan. semua itu telah dikemukakan oleh hukum kirchoff yang
berbunyi "jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus
listrik yang keluar". berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan cara
mengukur tegangan listrik adalah kuat arus × hambatan. Hambatan nilainya selalu
sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus. tegangan memiliki satuan
volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm.
Hukum Ohm
Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir
pada alat listrik. tetapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya alat
listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik,
tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu
saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik,
tegangan. dan hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli
fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.
Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R. beda potensial V, dan kuat arus I, hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:
Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R. beda potensial V, dan kuat arus I, hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:
Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω
jika tegangan 1 V di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik
sebesar 1 A melalui konduktor itu. Data-data percobaan hukum Ohm dapat
ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar di samping. Pada pelajaran
Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan hasil bagi
nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai yang bersesuaian
pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik, kemiringan garis adalah α =
V/T Kemiringan ini tidak lain adalah nilai hambatan (R). Makin besar kemiringan
berarti hambatan (R) makin besar. Artinya, jika ada suatu bahan dengan
kemiringan grafik besar. bahan tersebut makin sulit dilewati arus listrik.
Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor
(pengharnbat). Sebuah resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan
tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk
mengurangi kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yang
rumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang hersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter.
rumit, seperti radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu, resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya, ohmmeter dipasang hersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode amperemeter voltmeter.
Berdasarkan percobaan di atas. dapat disimpulkan bahwa besar
hambatan suatu kawat penghantar 1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar.
artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, 2. Bergantung pada
jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan 3. berbanding
terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin
besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan ℓ, hambatan jenis ρ, dan
luas penampang kawat A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat
ditulis :
Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda
potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui
penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan
berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk
mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan
tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan
tegangan listrik.
Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat kita pandang
sebagai aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap
tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik.
Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama
dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pernyataan
itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena dikemukakan pertama kali
oleh Kirchhoff.
Maka diperoleh persamaan :
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
I masuk = I keluar
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
I masuk = I keluar
- Rangkaian Seri
Berdasarkan hukum Ohm: V = IR, pada hambatan R1
terdapat teganganV1 =IR1 dan pada hambatan R2
terdapat tegangan V2 = IR 2. Karena arus listrik mengalir
melalui hambatan R1 dan hambatan R2, tegangan totalnya
adalah VAC = IR1 + IR2.
Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka
VAC = IR1 + IR2
I R1 = I(R1 + R2)
R1 = R1 + R2 ; R1 = hambatan total
Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri. Selanjutnya, R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs = R1 + R2 +...+Rn, dengan n = jumlah resistor. Jadi, jika beberapa buah hambatan dirangkai secara seri, nilai hambatannya bertambah besar. Akibatnya, kuat arus yang mengalir makin kecil. Hal inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara seri. Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri, nyalanya makin redup. Jika satu lampu mati (putus), lampu yang lain padam.
Mengingat VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama maka
VAC = IR1 + IR2
I R1 = I(R1 + R2)
R1 = R1 + R2 ; R1 = hambatan total
Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri. Selanjutnya, R1 ditulis Rs (R seri) sehingga Rs = R1 + R2 +...+Rn, dengan n = jumlah resistor. Jadi, jika beberapa buah hambatan dirangkai secara seri, nilai hambatannya bertambah besar. Akibatnya, kuat arus yang mengalir makin kecil. Hal inilah yang menyebabkan nyala lampu menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara seri. Makin banyak lampu yang dirangkai secara seri, nyalanya makin redup. Jika satu lampu mati (putus), lampu yang lain padam.
- Rangakaian Paralel
Mengingat hukum Ohm: I = V/R dan I = I1+ I2,
maka
Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang), V AB
=V1 = V2 = V. Dengan demikian, diperoleh persamaan
Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas
disebut rangkaian paralel. Oleh karena itu, selanjutnya Rt ditulis Rp
(Rp = R paralel). Dengan demikian, diperoleh persamaan
Berdasarkan
persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian paralel, nilai
hambatan total (Rp) lebih kecil dari pada nilai masing-masing
hambatan penyusunnya (R1 dan R2). Oleh karena itu,
beberapa lampu yang disusun secara paralel sama terangnya dengan lampu pada
intensitas normal (tidak mengalami penurunan). Jika salah satu lampu mati
(putus), lampu yang lain tetap menyala.
Catatan dan rangkuman :
1.
Arus listrik adalah arus muatan listrik yang
mengalir dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah. Aliran listrik
terjadi karena perbedaan potensial antara ujung-ujung suatu penghantar
2.
Alat yang dapatmenimbulkan beda potensial
antara ujung-ujung suatu penghantar disebut sumber tegangan atau sumber listrik.
Sumber tegangan primer adalah sumber tegangan yang tidak dapat diisi kembali.
Sumber tegangn sekunder adalah sumber tegangan yang dapat diisi ulang.
3.
Aliran arus listrik berlawanan arah dengan
aliran electron. Aliran listrik mengalir mengalir dari potensial tinggi ke
potensial rendah. Sedang, aliran electron mengalir dari potensial rendah ke
potensial tinggi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar