110
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
4. Potensial Listrik
Angkatlah sebuah beban yang terletak pada lantai setinggi h. Ketika kamu mengangkat beban tersebut, kamu mengeluarkan
gaya untuk melawan gaya tarik gravitasi terhadap benda tersebut. Besarnya gaya yang kamu berikan dikalikan
perpindahan benda dari keadaan semula dalam hal ini ketinggi- an h dinamakan usaha. Usaha juga dapat dihitung dengan
menghitung beda potensial ketika benda berada di atas lantai dan ketika benda berada pada ketinggian h.
Hal serupa terjadi ketika sebuah muatan uji +q yang berada dalam sebuah medan listrik dari sebuah muatan –Q digerakkan
menjauhi muatan –Q. Karena antara kedua muatan ini saling menarik, diperlukan sebuah usaha untuk memindahkan
muatan uji q tersebut. Besarnya usaha dibagi besarnya muatan uji dinamakan beda potensial listrik. Secara matematis dapat
dituliskan sebagai berikut.
1 2
W v
v q
− =
......... 5.4
Keterangan:
W = usaha Joule
v
1
– v
2
= beda potensial antara kedudukan 1 dan kedudukan 2 volt atau JouleCoulomb
q = muatan listrik Coulomb
Contoh
Muatan listrik sebesar 40 C dipindahkan dari benda 1 menuju ke benda 2. Jika diketahui usaha untuk memindahkan benda
tersebut adalah 120 J, hitunglah beda potensial listrik antara benda 1 dan benda 2
Jawab:
q = 40 C
W = 120 J
Δ
v = .... ?
1 2
120 J 3 JC
40 C W
v v
q −
= =
=
Jadi, besarnya beda potensial adalah 3 volt.
5. Beda Potensial Listrik
Mengapa arus listrik dapat mengalir? Perhatikan ketika kamu menjatuhkan benda dari ketinggian. Benda akan jatuh
karena tertarik oleh bumi. Benda yang terletak pada suatu ketinggian memiliki energi potensial. Berarti ada beda potensial
antara benda yang terletak pada suatu ketinggian dengan titik acuan bumi.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Listrik
111
Bagaimana dengan arus listrik? Arus listrik pun dapat mengalir karena adanya beda potensial. Baterai dapat
mengalirkan arus listrik karena baterai mempunyai beda potensial antara kedua kutubnya yaitu kutub positif dan kutub
negatif. Kutub positif mempunyai potensial lebih besar daripada kutub negatif. Dengan demikian, arus listrik pada baterai akan
mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.
Perbedaan potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian dinamakan tegangan. Biasanya, baterai mempunyai tegangan
yang tertulis pada bagian luarnya misalnya 1,5 V, artinya baterai tersebut mempunyai beda potensial antara kutub positif dan
kutub negatif sebesar 1,5 V.
Seperti halnya arus listrik yang dapat diukur menggunakan amperemeter, tegangan beda potensial dapat juga diukur. Alat
untuk mengukur beda potensial disebut voltmeter.
Ada perbedaan cara mengukur beda potensial dengan cara mengukur arus. Arus listrik diukur dengan merangkai
amperemeter secara seri dalam suatu rangkaian, sedangkan mengukur beda potensial listrik dilakukan dengan merangkai
voltmeter secara sejajar paralel dalam suatu rangkaian. Untuk memahami cara mengukur beda potensial menggunakan
voltmeter, mari kita lakukan kegiatan berikut
Gambar 5.16 Voltmeter digunakan
untuk mengukur te- gangan listrik, dipasang
paralel dalam rangkaian listrik.
baterai
voltmeter
Kegiatan 5.6
Menggunakan Voltmeter Alat dan Bahan
Sebuah voltmeter, baterai beserta dudukannya, lampu, saklar, dan kabel secukupnya.
Prosedur Kerja
1. Rangkai peralatan seperti gambar di samping 2. Tutuplah saklar pada rangkaian.
3. Perhatikan lampu pada rangkaian, apakah menyala? 4. Jika lampu menyala, hal ini menandakan bahwa arus
listrik telah mengalir dalam rangkaian. 5. Perhatikan voltmeter, apakah jarum penunjuk bergerak?
Catatlah angka yang ditunjukkan oleh voltmeter tersebut.
baterai lampu
voltmeter +
- -
Ketika saklar ditutup, lampu akan menyala. Pada keadaan ini, kamu dapat mengukur beda potensial dengan membaca
angka yang ditunjukkan oleh jarum pada voltmeter. Dapat disimpulkan bahwa beda potensial dapat diukur jika rangkaian
dalam keadaan tertutup dan ada arus listrik yang mengalir dari sebuah sumber arus listrik misalnya baterai. Tapi perlu diingat,
voltmeter harus dirangkai secara paralel. Angka yang ditunjukkan oleh voltmeter merupakan beda potensial antara
dua buah kutub.
Di unduh dari : Bukupaket.com
112
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
6. Rangkaian Listrik
Kategori