Listrik Dinamis

LISTRIK DINAMIS

Listrik mengalir

Menentukan arus listrik dan arus elektron.

Arah arus listrik Arah elektron

Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial
tinggi ke potensial rendah
Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial
rendah ke potensial tinggi

Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir pada suatu

rangkaian Rangkaian Tertutup

Rangkaian Terbuka

• Mengapa Lampu mati ? • Mengapa Lampu menyala ?

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

Beda Potensial hA > hB
EPA > EPB
hA
Apa yang akan terjadi
hB ketika kran diantara kedua

bejana dibuka ?

Klik Apakah air yang mengalir
hA dari bejana A ke bejana B
sampai air di bejana A
habis ?

hB hA = hB

EPA = EPB

Potensial A = Potensial B

Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial

Arus listrik analok dengan arus air

Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah
Arus listrik

Konduktor Apakah ketika
Arus elektron 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 ?

Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial

Kesimpulan

Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat
mengalir dalam suatu rangkaian ?

Kuat Arus Listrik

P

Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan Hitung berapa banyak
yang mengalir pada penghantar tiap detik. muatan positif yang melewati
titik P dalam 10 sekon
I=Q I = Kuat arus listrik ( Ampere )
t Q = muatan ( Coulomb ) Klik warna hijau ( mulai )

t = waktu ( secon ) Klik warna merah ( berhenti )

1 A = 1 C/s Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb
yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon

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 = ……………… A
t = ……………… s
Jawab
Q = ………… x …………….

= ………….x …………….
= …………………………. C

Pengukuran Kuat arus listrik

Klik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik
Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian
listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Cara membaca Amperemeter

skala maksimum

skala yang ditunjuk jarum

skala batas ukur

Nilai yang ditunjuk jarum

Nilai yang terukur = x Batas ukur

Nilai maksimum

34
100 X 1 = 0,34 A

Beda Potensial

Apa yang dapat kita
lakukan agar air
Klik selalu dapat mengalir
dari bejana A ke
bejana B ?

Dengan mengangkat air dari bejana B dan
memasukkan ke bejana A maka air yang ada di
bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.

Beda Potensial Listrik

Benda A Benda B Definisi Beda potensial listrik
Potensial tinggi Potensial rendah Energi yang diperlukan untuk
memindah muatan listrik tiap
Arus elektron Konduktor satuan muatan

Arus listrik V =W
Q
Benda C Benda D
Potensial rendah Potensial tinggi V = Beda Potensial ( Volt )

Arus elektron Konduktor W = Energi ( Joule )

Arus listrik Q = Muatan ( Coulomb )

Benda C Benda D 1 Volt = 1J/C
Potensial rendah Potensial tinggi
Satu volt didefinisikan
Arus elektron Konduktor untuk memindah muatan
listrik sebesar 1 Coulumb
memerlukan energi
sebesar 1 Joule.

Arus listrik

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

Diketahui

V = ………………… Jawab

Q = …………………. W = ………….. X ……………..

Ditanya = ………….. X ……………..

W=? = ………………… J

Pengukuran Beda Potensial

• Voltmeter adalah alat

yang digunakan untuk

mengukur beda potensial

listrik ( tegangan )

• Pemasangan voltmeter
dalam rangkaian listrik
disusun secara parallel
seperti gambar.

Cara Membaca Voltmeter

Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

HUKUM OHM 241,,,602 Jml V I
Baterai
00,,425004
1
2
3

Dari tabel data dapat kita Hubungan apa yang
ketahui jika beda potensial didapatkan antara beda
diperbesar maka kuat arus potensial dengan kuat
listriknya juga turut arus listrik?
membesar.
Buatlah grafik hubungan
antara beda potensial
dengan kuat arus listrik.

Grafik Hubungan Data I
Beda potensail (V) terhadap 0,2
kuat arus listrik ( I ) V 0,4
1,2 0,54
V(volt) 2,6
4,0
5,0

4,0

3,0 V ~ I

2,0 V = I R

1,0 V = Beda potensial ( volt )

0,1 0,2 0,3 0,4 I( A) I = Kuat arus listrik ( A )
0,5 0,6 R = Hambatan ( Ω )

Grafik Hubungan Hambatan (R) Data
terhadap kuat arus listrik ( I ) R 10 20 30 40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
R(Ω)
50 Jika V dibuat tetap = 10 V
40
I1 = V I1 = 10 I1 = 1,0 A
30 R 10 I2 = 0,5 A
20 I3 = 0,3 A
10 I2 = V I2 = 10 I4 = 0,25 A
R 20
0,25 0,50 0,75 1,0 1,5
I3 = V I3 = 10
R 30

I4 = V I4 = 10
R 40

I( A)

R= V
I

Tujuan : Menyelidiki faktor yang mempengaruhi
besar hambatan kawat

B
A

Variabel manipulasi : panjang kawat

Variabel respon : hambatan kawat

Variabel kontrol : jenis kawat, luas penampang kawat

I > IA B Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar

RA < RB Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.
lA < lB
R~ℓ

A Tembaga

B

Alluminium

Variabel manipulasi : jenis kawat IA < IB
Variabel respon : Hambatan RA > RB

Variabel kontrol r > r: panjang, luas penampang kawat Aℓ Cu

Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar

Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.

R~r

AB

IA < IB

Variabel manipulasi : luas penampang kawat RA > RB
Variabel respon : hambatan kawat AA < AB
Variabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat

Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil

Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.

R~ 1
A

Faktor yang mempengaruhi besar hambatan
pada kawat adalah :

1. Panjang kawat ( l )
2. Luas penampang kawat ( A )
3. Hambatan jenis kawat ( r )

R=ρ  R = Hambatan (Ω )
A
l = Panjang kawat ( m )

A = Luas penampang kawat ( m2 )

r = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

Konduktor dan Isolator

kayu Kayu isolator
plastik Plastik isolator
alluminium Alluminium konduktor

besi Besi konduktor
tembaga Tembaga konduktor

Tujuan : Menyelidiki kuat arus listrik pada
rangkaian seri dan paralel

Hukum I Kirchoff

Rangkaian seri

L1 L2

Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama

Rangkaian Paralel

L2

L1

Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?

Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus Σ Imasuk = Σ Ikeluar
listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan

jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang

Contoh Pada titik cabang Q
10 A + I1 = I2
1. Perhatikan rangkaian di bawah
10 A + 5 A = I2
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ? 15 A = I2

10A Pada titik cabang S
I2 + 25 A = I3
P Q I2 S
15 A + 25 A = I3
I = 40 A 25A I1 I3 40 A = I3

Jawab
Pada titik cabang P

I = 10 A + I1 + 25 A

40 A = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 35 A + I1

I1 = 40 A - 35 A

I1 = 5 A

1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ? 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan

tentukan nilai I1 sampai I7 ?

50 mA I1 I2 I3

30mA I4 I6 23mA I7
I5

15 mA

2. I2 I4 12 A I1 I3 I5 I6
I = 20 A I1 I3
I2 I4

Jika I1 = I2
I3 : I4 = 1 : 2
dan I5 = 2 I6

Jika I1 : I2 = 1 : 4
dan I3 : I4 = 1 : 3

Tentukan I1 sampai I4 ?

Susunan seri pada Hambatan

a R1 b R2 c R3 d

Vab Vbc Vcd
Rs
a d

Vad = Vab + Vad Vcd
Vbc +

I Rs = I R1 + I R2 + I R3

Rs = R1 + R2 + R3

Susunan Paralel pada Hambatan

I1 R1 I = I1 + I2 + I3
I a I2 R2
b Vab = Vab Vab Vab
b RP R1 + R2 + R3

I3 R3 111 1
= +
RP R1 R2 + R3

I Rp

a

Vab

Contoh

• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah

1 4 Ω 3 Ω Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7
2Ω 2Ω
5Ω 4Ω Rs =2+4+3+2+4+5+3
3Ω Rs =23 Ω

1 = 1+ 1 Rs = R1+RP+R2
RP R1 R2 Rs = 4+2+3
Rs = 9 Ω
2 6Ω 1 = 1 + 1
4Ω 3Ω RP 6 3

4Ω RP: 2 Ω 3Ω 1 =1 +2
3Ω RP 6 6
1 3
=
RP 6
RP = 2 Ω

3 2Ω 4Ω 2Ω 2Ω
4Ω
2Ω 4Ω
6Ω
4 2Ω 2Ω
2Ω 4Ω
2Ω 2Ω
2Ω 8Ω
24Ω 4Ω

2Ω 2Ω 2Ω
2Ω 2Ω
5

24Ω 12Ω 8Ω

2Ω 2Ω

Perhatikan gambar di bawah aV c
I= R
I1 R1 Vab = I R3

a 4Ω 6Ω I = 18 volt Vab = 3 x 4
I R3 b 3Ω c Vab = 12 V
I2 R2 6Ω
Vbc = I1 R1
I= 3A Vbc = 1 x 6
Vbc = 6 V
b
atau
V = 18 volt I1 : I2 = 1 : 1
R1 R2
Tentukan

a.Kuat arus total 1 : 1 Vbc = I2 R2
b.Kuat arus I1 dan I2 I1 : I2 = 6 3 x6 Vbc = 2 x 3

c.Tegangan ab dan tegangan bc I1 : I2 = 1 : 2 Vbc = 6 V

11 1 Rs = R3 + Rp 1 xI 2 xI
RP= R1 + R2 I1 = 3 I2 = 3
Rs = 4 + 2 x3
1 11 Rs = 6Ω 1 x3 2
RP = 6 + 3 I1 = 3 I2 = 3

13 RP = 2 Ω I1 = 1 A I2 = 2 A
RP = 6

Latihan 2 2Ω d 2Ω e

1 Tentukan 2Ω a 2Ω b 4Ω c
4Ω

a. Hambatan pengganti 2Ω f 2Ω
2Ω
b. Kuat arus total

c. Kuat arus I1 dan I2 V = 12 V

d. Tegangan Vab

a

I 2Ω I1 I2 3Ω Tentukan
a. Hambatan pengganti
12 V 4Ω 4Ω b. Kuat arus tiap hambatan
c. Tegangan tiap hambatan

1Ω 5Ω
b

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.

Pengukura ggl

V

TEGANGAN JEPIT (V)

• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung – ujung
sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam
rangkaian tertutup .

Pengukura Tegangan Jepit

V

Susunan Seri GGL Susunan Paralel GGL

E EE E
r rr r

Etotal = n E E
rtotal = n r r
E = ggl ( volt)
r = hambatan dalam ( Ω ) E
n = jumlah baterai r

Etotal = E

r
rtotal = n

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup

Untuk sebuah ggl

p Rq

Hubungan ggl dengan tegangan jepit

I

E = Vpq + I r

E,r

Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

I= E I = Kuat arus ( A )
R+r
E = ggl ( volt )
Tegangan jepit R = hambatan luar ( Ω )
Vpq = I R r = hambatan dalam ( Ω )

Vpq = tegangan jepit ( volt )

LATIHAN

Tiga buah elemen yang I1 6 Ω
dirangkai seri masing –
I a 3Ω b c
masing memiliki GGL 4 V
dan hambatan dalam 0,2 Ω, I2 4 Ω

dirangkai dengan hambatan EE E
luar seperti gambar rr r
Tentukan :
E=4V
a. Hambatan luar r = 0,2 Ω

b. Kuat arus total ( I )

c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit