E- Book Listrik Dinamis

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

DIGITAL BOOK
lISTRIK DINAMIS

OLEH:

NURUL FUADA
(1916040019)
DYAH SEKAR PRATIWI
(1916040001)

E-BOOK IPA LISTRIK
DINAMIS

untuk SMP/M
TS Kelas IX

PENULIS

NURUL FUADA
DYAH SEKAR PRATIWI









Dosen pengampuh mata kuliah:
Muh aqil rusli,s.pd.,mpd

Prakarta

E-book IPA sebagai salah satu sumber pembelajaran
memiliki peranan penting untuk meningkatkan sumber saya
manusia khususnya peserta didik. sebagi wujud untuk
meningkatkan sumber daya manusia pendidika, kami sebagai
penulis bermaksud mengimplementasikan E-book ini sebagai
tugas mata kuliah yang sangat penting dalam IPA Sekolah iII.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan E-book ini
masih terdapat kesalahan dan kekurangan di dalamnya,
penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada dosen
pengampuh mata kuliah yaitu Muh. Aqil Rusli, S.Pd., M.Pd
dari lembaga pendidikan UNM yang telah membimbing kami
untuk membuat E-book ini. Sesuai kata orang bijak, tidak ada
yang sempurna dalam hidup. olehkarena itu dengan senang
hari penulis menerima saran dan kritik yang membangun
dari, pembaca untuk memperbaiki mutu E-book ini. Terima
kasih.

Makassar

Kelompok 1

iii

DAFTAR ISI

Sampul luar................................................i
Sampul Dalam...........................................ii
Prakarta....................................................iii
Daftar Isi...................................................iv

Standar isi......................................................v
Kata kunci....................................................vi
Peta Konsep................... ... ...................vii

A. Konsep Listrik Dinamis........................1
B. Konsep Kuat Arus Listik....... ..............3
C. Hukum Ohm..........................................6

D. Rangkaian Listrik Seri & paralel......12
E. Hukum 1 Kirchhoff...........................14
F. Hukum II Kirchhoff..........................15
G. LKS..................................................16
H. Latihan Soal.....................................22
I. Daftar Pustaka .................................26.

iv

STANDAR ISI

Kompetensi inti:

3.5. Menerapkan konsep rangkaian listrik,
energi dan daya listrik, sumber energi
listrik dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk sumber energi listrik alternatif,
serta berbagai upaya menghemat energi
listrik.
4.5. Menyajikan hasil rancangan dan
pengukuran berbagai rangkaian listrik.

v

Indikator

3.5.1 menyelidiki keberadaan arus listrik
pada suatu rangkaian
3.5.2. menganalisis fungsi lempeng seng
dan paku besi pada percobaan beterai
buah
3.5.3. membedakan rangkaian listrik
terbuka dan tertutup
3.5.4
Mengidentifikasi macam-macam bahan
yang dapat menghantarkan
arus listrik (konduktor, isolator,
semikonduktor)

3.5.5
Menyelidiki jenis zat cair yang dapat
menghantarkan arus listrik

vi

3.5.6. Menggambarkan grafik hubungan
antara besar hambatan listrik
dengan panjang kawat penghantar
3.5.15. memprediksi banyak muatan listrik
3.5.16 Menghitung besar daya listrik
3.5.17 Menghitung biaya listrik bulanan
rumah tangga
3.5.25 Menyebutkan upaya-upaya
penghemat listrik

vii

kata kunci

LISTRIK
DINAMIS

viii

Peta Konsep

ix

A. Konsep listrik Dinamis

Listrik dinamis atau elektrodinamika berkaitan
dengan dengan muatan listrik yang bergerak atau
arus listrik. Kata arus berarti aliran atau gerakan
kontinyu. Arus listrik analog dengan aliran air.
Aliran air terjadi jika ada perbedaan ketinggian
atau perbedaan energi potensial. Air mengalir dari
tempat tinggi (energi potensial tinggi) ke tempat
yang rendah (energi potensial rendah). Demikian
halnya arus listrik mengalir karena adanya
perbedaan potensial listrik V (V positif dan V
negatif). Perbedaan potensial listrik dalam
rangkaian listrik ditimbulkan oleh Gaya Gerak
Listrik (GGL) dalam sumber arus listrik (misalnya
baterai).

Gambar 11.1: Arus listrik terjadi karena adanya
perbedaan potensial listrik

Arus ini mengalir pada suatu bahan yang mudah
mengalirkan arus listrik yang disebut konduktor. Suatu
bahan disebut bersifat konduktif (bahan konduktor)
jika di dalamnya terdapat cukup banyak muatan
(elektron) bebas.

1

Lawan dari konduktor adalah isolator
yaitu bahan yang sukar mengalirkan arus
listrik karena kurang atau tidak memiliki
elektron bebas. Logam pada umumnya
adalah konduktor karena mudah memiliki
elektron bebas. Sedangkan bahan bukan
logam pada umumnya adalah isolator
karena sukar memiliki elektron bebas.
Elektron bebas adalah elektron yang tidak
terikat pada satu inti atom, atau meskipun
terikat, ia merupakan elektron yang
letaknya jauh dari inti sehingga hanya
mendapatkan gaya tarik yang kecil saja.
Elektron bebas ini kemudian, yang akan
“mengalir” dalam bahan (kawat) apabila
ada perbedaan potensial diantara dua titik
pada kawat. Elektron-elektron dalam
kawat yang memiliki benda potensial
mengalir dari potensial yang lebih rendah
(-) ke potensial yang lebih tinggi (+)
(Namun dalam baterai yang terjadi justru
sebaliknya).

2

Dari paparan di sebelah dapat
disimpulkan bahwa arus listrik
merupakan gerakan kelompok partikel
bermuatan listrik dalam arah tertentu.
Arah arus listrik yang mengalir dalam
suatu konduktor adalah dari potensial
tinggi ke potensial rendah (berlawanan
arah dengan gerak elektron).

B. Konsep kuat Arus Listrik

Pernahkah Anda mendengar kata kuat
arus listrik? Coba diingat! Di rumah
Anda lampu menyala disebabkan oleh
aliran listrik dalam rangkaian arus
bolak-balik. Jika Anda
menghubungkan lampu listrik kecil
dan baterai dengan kabel, apa yang
terjadi? Lampu akan menyala, yang
disebabkan oleh aliran listrik dalam
rangkaian arus searah.

3

Gambar diatas menunjukkan Kuat arus listrik
ditentukan oleh jumlah muatan yang menembus

luas penampang penghantar tiap detik.

Aliran listrik ditimbulkan oleh
muatan listrik yang bergerak di dalam
suatu penghantar. Seperti yang akan
dibahas lebih lanjut, arah arus listrik (I)
yang timbul pada penghantar berlawanan
arah dengan arah gerak elektron. Muatan
listrik dalam jumlah tertentu yang
menembus suatu penampang dari suatu
penghantar dalam satuan waktu tertentu
disebut sebagai kuat arus listrik.Dengan
demikian kuat arus listrik (I)
didefinisikan sebagai “jumlah muatan

4

listrik yang menembus penampang
konduktor tiap satuan waktu; atau
banyaknya muatan yang mengalir dalam
satu detik”, sehingga secara matematis bisa
dirumuskan sebagai :
I = Q/t
dengan
I = kuat arus (ampere / A)
Q = muatan listrik (coulomb / C)
t = waktu (sekon / s)
Satuan dari kuat arus listrik dalam sistem
Internasional (SI) adalah Coulomb/detik
atau Ampere (A). Satu ampere dapat
diartikan sebagai satu coulomb muatan
yang bergerak melalui luas penampang
lintang dalam interval waktu satu detik.
Satuan arus listrik yang lebih kecil sering
dinyatakan dalam miliamperedan
mikroampere. Satumiliampere sama
dengan10-3 A, dan 1 mikroampere = 10-6
A.

5

C. Hukum Ohm

Sebagaimana disinggung di muka, arah
dari arus listrik berlawanan dengan arah
mengalirnya elektron, ketentuan arah
arus ini hanyalah merupakan sebuah
kesepakatan. Arus listrik sebenarnya
adalah aliran partikel bermuatan negatif
(elektron bebas). Penentuan arah arus ini
didasarkan pada kesepakatan historis,
karena mula-mula dianggap bahwa
adanya arus listrik pada logam itu,
disebabkan oleh gerakan muatan positif,
sedangkan yang sebenarnya yang
bergerak adalah elektron.

6

Di alam ini tidak ada bahan
isolator maupun bahan konduktor yang
sempurna yaitu suatu bahan yang sama
sekali tidak dapat mengantarkan arus
listrik, maupun suatu bahan yang tanpa
mempunyai hambatan. Mudah tidaknya
suatu arus mengalir pada suatu
penghantar dinyatakan dalam Hukum
Ohm. Hukum ini berasal dari hasil
percobaan George Simon Ohm (1787 –
1854) yang menunjukkan adanya
hubungan antara arus, beda potensial
dan hambatan: “Kuat arus yang
mengalir pada suatu penghantar
berbanding lurus dengan beda potensial
antar kedau ujung penghantar tersebut
dan berbending terbailk dengan
hambatannya”. Secara matematis
ditulis disebelah ebook ini:

7

I = V/R

I = kuat arus (ampere / A)
V = beda potensial (volt / V)
R = hambatan (volt/ampere atau ohm / V = Ω)



hukum Ohm dan dalam sistem satuan
SI, hambatan dinyatakan dalam ohm.
Berdasarkan hukum di atas satuan
hambatan dapat dinyatakan dalam
volt/ampere, di mana I V/A = 1 Ω .
Dengan demikian jika beda potensial
antara kedua ujung konduktor adalah
1 volt dan arus yang mengalir = 1
ampere, maka hambatan dari
konduktor itu adalah 1 ohm.




8

Saat Anda berbicara tentang arus listrik
dan Hukum Ohm, besaran yang sering
disinggung adalah kuat arus listrik, beda
potensial listrik, hambatan penghantar.
Ketiga besaran ini akan Anda perdalam
pembahasannya lebih lanjut.

1. Amperemeter

Amperemeter merupakan alat untuk
mengukur arus listrik. Bagian terpenting dari
Amperemeter adalah galvanometer.
Galvanometer bekerja dengan prinsip gaya
antara medan magnet dan kumparan berarus.
Galvanometer dapat digunakan langsung
untuk mengukur kuat arus searah yang kecil.
Semakin besar arus yang melewati kumparan
semakin besar simpangan pada
galvanometer. Amperemeter terdiri dari
galvanometer yang dihubungkan paralel
dengan resistor yang mempunyai hambatan
rendah

9

Amperemeter harus di rangkai seri dengan

komponen yang akan diukur arusnya.

Yakinkan bahwa kutub-kutub

Amperemeter dan sumber tegangan telah

saling di hubungkan.

2. Beda Potensial atau Tegangan Listrik

(V)




1. kutub positif (+)
2. kutub negatif (–)
3. arah arus listrik
4. arah gerak elektron

10

Jadi arus listrik mengalir dari
potensial tinggi ke potensial rendah,
sedangkan aliran elektron mengalir
dari potensial rendah ke potensial
tinggi. Beda potensial antara kutub
positif dan kutub negatif dalam
keadaan terbuka disebut gaya gerak
listrik dan dalam keadaan tertutup
disebut tegangan jepit.
3. Voltmeter
Voltmeter adalah alat untuk
mengukur tegangan listrik atau beda
potensial antara dua titik.
Sama halnya dengan amperemeter,
jenis Voltmeter juga ada dua macam
yaitu Voltmeter Analog dan digital
baik AC maupun DC.

11

Gambar diatas Volmeter Analog dan digital

Untuk memasang vol
tmeter DC pada suatu
rangkaian perhatikan
bahwa titik yang
potensialnnya lebih tinggi harus di hubungkan
ke kutub positif (+) dan titik yang
potensialnya rendah dihubungkan ke kutub
negatif (-) sumber tegangan. Jika di
hubungkan dengan polaritas terbalik, jarum
penunjuk akan menyimpang sedikit di kiri
tanda nol. Seperti pada saat Anda
menggunakan Amperemeter, jika jarum pada
voltmeter melewati batas skala maksimal,
berarti beda potensial yang Anda ukur lebih
besar dari kemampuan alat ukur. Sehingga
Anda harus memperbesar batas ukur.

12

D. Rangkaian Listrik Seri dan
Paralel

Rangkaian listrik dapat dibagi
menjadi 2 macam yaitu rangkaian seri
dan rangkaian paralel. Rangkaian
komponen listrik yang disusun secara
berderet dengan tidak ada cabang pada
sumber arus listrik disebut dengan
rangkaian listrik seri. Pada rangkaian
listrik seri, kuat arus yang mengalir pada
setiap rangkaian adalah sama sedangkan
beda potensial berbeda. Rangkaian
paralel adalah rangkaian komponen
listrik yang disusun secara sejajar
sehingga terbentuk cabang diantara
sumber arus listrik. Pada rangkaian
paralel arus yang mengalir pada setiap
cabang berbeda, sedangkan beda
potensialnya sama.

13

E. Hukum I Kirchhoff

Dalam alirannya, arus listrik juga

mengalami cabang-cabang.

Ketika arus listrik melalui

percabangan tersebut, arus listrik

terbagi pada setiap percabangan

dan besarnya tergantung ada

tidaknya hambatan pada cabang

tersebut. Bila hambatan pada

cabang tersebut besar maka

akibatnya arus listrik yang

melalui cabang tersebut juga

mengecil dan sebaliknya bila pada

cabang, hambatannya kecil maka

arus listrik yang melalui cabang

tersebut arus listriknya besar.

14

F. Hukum II Kirchhoff

Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada

rangkaian tertutup yaitu karena ada

rangkaian yang tidak dapat

disederhanakan menggunakan

kombinasi seri dan paralel. Umumnya

ini terjadi jika dua atau lebih ggl di

dalam rangkaian yang dihubungkan

dengan cara rumit sehingga

penyederhanaan rangkaian seperti ini

memerlukan teknik khusus untuk dapat

menjelaskan atau mengoperasikan

rangkaian tersebut. Hukum II Kirchhoff

merupakan solusi bagi rangkaian-

rangkaian tersebut yang berbunyi: “Di

dalam sebuah rangkaian tertutup,

jumlah aljabar gaya gerak listrik (ε)

dengan penurunan tegangan (IR) sama

dengan nol”.

15

16

17

18

19

20

21

Soal Latihan

1.Perhatikan pernyataan berikut!
1) Menyala lebih terang
2) Menyala lebih redup
3) Jika salah satu lampu dicabut, lampu lain tetap
menyala
4)Jika salah satu lampu dicabut, lampu lainnya
mati
Terdapat dua buah rangkaian berbeda yang
dihubungkan ke sebuah baterai dengan nilai
tegangan yang sama. Pada rangkaian pertama,
lampu A-B-C dipasang secara paralel sedangkan
pada rangkaian kedua lampu D-E-F dipasang
secara seri. Sifat di atas yang merupakan sifat
rangkaian lampu A-B-C jika dibandingkan dengan
lampu D-E-F adalah…

1.1 dan 3
2.2 dan 4
3.1 dan 4
4.2 dan 3
2. Rangkaian listrik lampu, apabila rangkaian
tersebut terbuka, apakah yang akan terjadi ?
A. Listrik akan mengalir
B. Lampu menyala terang
C. Lampu menyala redup
D. Tidak terjadi aliran listrik

22

3. Suatu zat disebut zat elektrolit jika.
a. Tingkat ionisasi mendekati 1
b. Tingkat ion mendekati nol
c. Tingkat ionisasi negatif
d. Tingkat ionisasi adalah nol
4. Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika saklar tetap berada dalam keadaan
terbuka seperti pada gambar, lampu
yang menyala adalah…
A. Tidak ada
B. A dan B
C. C dan D
D. A, B, C, dan D

23

5. Perhatikan gambar rangkaian berikut ;

Rangkaian diatas termasuk rangkaian :

a.Terbuka

b.Tertutup

c.Skunder

d.Primer

6. Saat arus listrik pada rangkaian terbuka

atau terpotong , maka ... .

A.arus listrik berkurang.

B.arus listrik membesar.

C.arus listrik menghilang.

D.arus listrik mengalir.

.7. Rangakaian listrik yang telah

disambungkan dengan sumber tegangan

adalah ragakaian listrik…

a.Terbuka

b.Tertutup

c.Skunder

d.Primer 24

8. Ani sedang melakukan sebuah usaha sebesar 750

Joule untuk memindahkan sebuah meja selama 5

menit. Hitunglah besarnya daya yang dilakukan oleh

ani untuk memindahkan meja tersebut !

A. 2,0 Watt

B. 2,5 Watt

C. 2,7 Watt

D. 3,0 Watt

9. . Sebuah Televisi LCD memerlukan Tegangan

220V dan Arus Listrik sebesar 1,2A untuk

mengaktifkannya. Berapakah Daya Listrik yang

dikonsumsinya ?

A. 264 Watt

B. 265 Watt

C. 26,4 Watt

D. 246 Watt

10. Terdapat Lampu Pijar yang mempunyai

Tegangan Listrik sebesar 24 Volt dan Hambatan

sebesar 3 Ohm. Maka hitunglah Daya Listrik Lampu

Pijar tersebut ?.

A. 576 Watt

B. 148 Watt

C. 192 Watt

D. 482 Watt

25

DAFTAR PUSTAKA

Depdiknas. (2005). Ilmu Pengetahuan Alam-
Fisika. Jakarta: Dirjen Dikdasmen Giancoli, D.C.
(2004). Physics volume I. New Jersey : Prentice

Halliday, D., Resnick, R. (1997). Physics ,
terjemahan: Patur Silaban dan Erwin Sucipto.
Jakarta: Erlangga.

Hewitt, Paul G .(1993). Conceptual Physics.
Seventh Edition. Harper CollinsCollege
Publisher

Slamet, A., dkk. (2008). Praktikum IPA. Jakarta:
Dirjen Dikti Depdiknas.

Soejoto dan Sustini, E. (1993). Petunjuk
Praktikum Fisika Dasar. Dirjen Dikti Depdiknas.

26