Contoh soal 5.1 1. Dalam waktu 5 detik muatan listrik sebanyak 20 coulomb dapat mengalir
melalui kawat penghantar. Berapakah kuat arus listrik tersebut?
Penyelesaian: Diketahui: t = 5 detik
Q = 20
o
C Ditanya: I = ....?
Jawab :
2. Arus listrik 8 mA mengalir melalui sebuah kawat penghantar. Berapakah banyaknya elektron yang mengalir melalui penghantar tersebut selama 10
sekon jika muatan elektron q
e
= 1,6 . 10
-19
C. Penyelesaian:
Diketahui: i = 8 mA = 8 . 10
-3
A t = 10 sekon
q
e
= 1,6 . 10
-19
C Ditanya: N = ...?
Jawab: Q
Q N
Q q
N
e
= =
= =
= i . t
8 . 10 . 10 = 8 . 10 C
8 . 10 1,6 . 10
. 10 elektron
-3 -2
-2 -19
17
5 I
Q t
I =
= =
20 5
4 ampere
Listrik Dinamis
132
Fisika SMAMA Kelas X
133
B. HUKUM OHM PADA PENGHAMBAT TETAP
Di awal bab ini telah dijelaskan bahwa penyebab adanya arus listrik karena adanya beda potensial listrik. George Simon Ohm, orang yang pertama kali
menemukan hubungan kuat arus listrik yang mengalir melalui penghantar yang berhambatan tetap dengan beda potensial ujung-ujung penghantar tersebut.
Menurut George Simon Ohm menyatakan “Besarnya beda potensial listrik ujung-ujung penghantar yang berhambatan tetap sebanding dengan kuat arus
listrik yang mengalir melalui penghantar tersebut selama suhu penghantar tersebut dijaga tetap”.
atau Dari penyelidikan lebih lanjut dengan menggunakan penghantar yang
berhambatan R, tenyata diperoleh: atau
V = beda potensial volt i = kuat arus ampere
R = hambatan kawat penghantar Ohm Untuk lebih jelasnya mengenai kebenaran hukum ohm, lakukan percobaan
dibawah ini.
Percobaan 5.3
: Hukum Ohm
Rangkailah alat-alat seperti di atas. Tutup saklar S dan catat besar kuat arus yang mengalir dan beda potensial listrik. Ulangi kegiatan ini sampai 2 kali dengan meng-
ubah-ubah posisi tombol hambatan geser dan masukkan hasilnya pada tabel. Adapun susunan kolom pada tabel yang dibuat adalah beda potensial v volt, kuat arus listrik
I ampere, dan
V
⁄
I
Bagaimana hubungan antara V dan I? Berapa nilai rata-rata dari ? Bagaimana
nilai rata-rata dan nilai R? Apakah kesimpulan yang Anda dapatkan
V I
V I
E L
V
Rg S
R
V = I . R V
I R
= V
I Kons
= tan
V ~ i
Contoh soal 5.2 1. Jika ujung-ujung sebuah penghantar yang berhambatan 5 Ohm diberi beda
potensial 1,5 volt, maka berapakah kuat arus listrik yang mengalir? Penyelesaian:
Diket: R = 5 ohm
V = 1,5 volt Ditanya: i = ...?
Jawab:
2. Pada saat ujung-ujung sebuah penghantar yang berhambatan 50 ohm diberi beda potensial, ternyata kuat arus listrik yang mengalir 50 mA.
Berapakah beda potensial ujung-ujung penghantar tersebut? Penyelasaian:
Diket: R = 50 ohm
i = 50 mA = 0,05 A Ditanya: V = ...?
Jawab: V = i x R
V = 0,05 x 50 V = 2,5 volt
Uji Pemahaman 5.1 Kerjakan soal berikut
1. Dalam waktu 4 sekon dapat mengalir elektron sebanyak 10
20
melalui suatu penghantar yang berhambatan 20 ohm. Jika muatan elektron
q
e
= 1,6 . 10
-19
Coulomb. Hitunglah: a. kuat arus yang melalui penghantar.
b. beda potensial ujung-ujung penghantar. 2. Suatu penghantar pada saat diberi beda potensial 4 volt ternyata arus
yang mengalir 3 mA, maka berapakah arus yang mengalir pada peng- hantar tersebut bila diberi beda potensial 6 volt
i V
R i
A =
= =
1 5 5
0 3 ,
,
Listrik Dinamis
134
C. ARUS LISTRIK DALAM RANGKAIAN TERTUTUP
Rangakain tertutup adalah rangkaian yang ujung dan pangkal rangkaian bertemu. Di dalam sumber listrik pada umumnya terdapat hambatan yang
disebut hambatan dalam yang diberi lambang r. Gambar 5.6 di bawah adalah rangkaian tertutup sederhana yang terdiri
atas hambatan luar R, elemen yang ber GGL = E, dan berhambatan dalam r yang dihubungkan dengan kawat penghantar.
Gambar 5.6 Rangkaian tertutup
Besar kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian tertutup tersebut dapat dihitung dengan persamaan:
i = kuat arus listrik dalam ampere E = GGL baterai dalam volt
R = hambatan luar dalam ohm r = hambatan dalam dalam ohm
Dari persamaan di atas dapat dijelaskan lagi:
i . R disebut tegangan jepit Vj, sehingga i . r disebut tegangan polarisasi E
pol
sehingga Jadi E = V
j
+ E
pol
E
pol
= i . r V
j
= i . R E = iR + ir
E = i R + r i
E R r
= +
E R
r i
i
Fisika SMAMA Kelas X
135
