Arus Listrik Rangkaian Listrik

25 Contoh : Selama 5 menit dalam suatu kawat penghantar mengalir muatan sebesar 45 C. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tersebut Jawab : Diketahui: = 5 menit = 5 x 60 s = 300 s = 45 coulomb Ditanyakan: i = ......? Jawab: i = = i = 0,15 A 3. Tegangan Listrik Tegangan listrik dapat dihasilkan oleh suatu sumber tegangan listrik. Sumber tegangan listrik arus searah misalnya dihasilkan oleh baterei. Jika kita amati, pada sebuah baterei, pada badannya tertulis tanda - dan +, serta tertulis 1,5 V, yang menyatakan bahwa kutub-kutub baterei tersebut mempunyai beda potensial sebesar 1,5 V. Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt. Besarnya tegangan 1 volt adalah sama dengan usaha energi yang besarnya 1 joule yang digunakan untuk memindahkan muatan sebesar 1 coulomb. George Simon Ohm 1787-1854, melakukan penelitian untuk menyatakan hubungan antara sumber tegangan dan kuat arus listrik. Ohm menyatakan bahwa : “Kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan besarnya beda potensial tegangan pada ujung-ujung penghantar”. Pernyataan Ohm tersebut dikenal sebagai Hukum Ohm. Hubungan perubahan tegangan dan kuat arus listrik dapat dinyatakan dalam oleh grafik dibawah ini. Gambar 3.3 Grafik Hubungan antara Tegangan dan Kuat Arus i A V volt 26 Dari grafik terlihat bahwa semakin besar tegangan listrik maka kuat arus listrik semakin besar pula, atau: V ∞ i 7 Secara matematis hukum Ohm dapat dinyatakan menjadi : V = i . R 8 Dimana : i = kuat arus listrik ampere V = tegangan listrik volt R = hambatan ohm atau Ω Contoh Soal : Dalam suatu penghantar mengalir arus listrik sebesar 2 A, jika hambatan penghantar adalah 5 Ω , berapakah tegangan pada ujung-ujung kawat penghantar tersebut Diketahui: R = 5 Ω I = 2 A Ditanyakan: V = ……? Jawab: V = I . R V = 2A . 5 Ω V = 10 Volt

4. Hambatan Suatu Penghantar

Hambatan adalah kemampuan suatu bahan untuk menghambat arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar. Nilai suatu hambatan suatu penghantar bergantung pada panjangnya, luas penampang, dan hambat jenis dari bahan penghantar yang digunakan. Secara matematis nilai suatu hambatan dinyatakan dengan persamaan : R = ρ 3 Dimana : R = hambatan ohm atau Ω ρ = hambatan jenis ohm.m l = panjang penghantarm A = luas penampang m 2 27 Hambatan jenis ρ sepotong kawat penghantar adalah bilangan yang menyatakan besar hambatan kawat penghantar yang panjangnya 1m dan luas penampangnya 1 m 2 . hambatan jenis bahan berbeda-beda. Tabel 3.1 adalah nilai hambatan jenis berbagai bahanzat. Tabel 3.1 Hambatan Jenis Berbagai BahanZat Nama BahanZat Hambatan Jenis ohm.mm 2 m ohm.m Air 10 8 10 2 Alkohol 5 x 10 10 5 x 10 4 Besi 8,6 x 10 -2 8,6 x 10 -10 Baja 0,15 1,5 x 10 -7 Emas 2,3 x 10 -2 2,3 x 10 -8 Kaca 10 17 – 10 19 10 11 – 10 14 Karet 10 14 – 10 19 10 8 – 10 13 Tembaga 1,7 x 10 -2 1,7 x 10 -8 Bahan-bahan yang memiliki nilai hambatan jenis rendah mudah dilalui arus listrik konduktor, misalnya emas. Bahan-bahan yang memiliki nilai hambatan jenis besar sukar dilalui arus listrik isolator, misalnya kaca dan karet. Oleh karena itu, kabel-kabel dibuat dari kawat tembaga yang dibungkus dengan karet. Sebenarnya masih ada satu variabel yang dapat mempengaruhi nilai suatu hambatan, variabel tersebut adalah suhu atau temperatur. Jika suatu penghantar mengalami perubahan suhu, maka nilai hambatannya juga akan mengalami kenaikkan. Untuk sebagian besar logam semakin besar suhu logam, maka nilai hambatannya akan semakin kecil.

5. Hambatan Pengganti

Beberapa hambatan yang ada dalam suatu rangkaian dapat digantikan dengan satu nilai hambatan yang disebut hambatan pengganti. Dua hambatan yang dihubungkan secara seri seperti gambar 3.5 di bawah ini :