Beda Potensial Tegangan listrik

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 18 simpangan jarum penunjuk pada amperemeter tersebut menunjukkan besar kuat arus yang mengalir. Jika sakelar dibuka, maka lampu pijar padam dan jarum penunjuk pada amperemeter kembali menunjuk angka nol. Artinya tidak ada aliran listrik pada rangkaian tersebut. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa arus listrik hanya mengalir pada rangkaian tertutup. Alat ukur arus listrik adalah Ampermeter, ada Ampermeter analog dan Ampermeter digital. Saat melakukan pengukuran batas ukur harus disesuaikan. 1 µA = 0,000001 A = 1.10-6 A; 1 mA = 0,001 A = 1.10-3 A; 1 kA = 1.000 A = 1.103 A; 1 MA = 1.000.000 A = 1.106 A

2.4. Beda Potensial

Potensial listrik adalah banyaknya muatan yang terdapat dalam suatu benda. Suatu benda dikatakan mempunyai potensial listrik lebih tinggi daripada benda lain, jika benda tersebut memiliki muatan positif lebih banyak daripada muatan positif benda lain. A B C D a b c d Gambar 1.16 Muatan listrik pada beberapa benda Pada Gambar 1.16, terlihat bahwa benda A memiliki muatan positif paling banyak sehingga benda A mempunyai potensial listrik paling tinggi, disusul benda B, C, baru kemudian D. Apa yang dimaksud dengan beda potensial? Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 19 Beda potensial listrik tegangan timbul karena dua benda yang memiliki potensial listrik berbeda dihubungkan oleh suatu penghantar. Beda potensial ini berfungsi untuk mengalirkan muatan dari satu titik ke titik lainnya. Satuan beda potensial adalah volt V. Alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik disebut voltmeter. Secara matematis beda potensial dapat dituliskan sebagai berikut. Keterangan : U : beda potensial V W : ushaenergi J q : muatan listrik C 1. Rangkailah alat-alat tersebut seperti gambar di samping 2. Catatlah beda potensial yang ditunjukkan voltmeter 3. Ulangi kegiatan di atas dengan menggunakan 2 dan 3 baterai 4. Apa kesimpulan Anda? Saat mengukur beda potensial listrik, voltmeter harus dipasang secara paralel dengan benda yang diukur beda potensialnya. Lakukan percobaan berikut : U = Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 20 Berdasarkan percobaan di atas, dapat diketahui bahwa ketika sumber tegangan ditambah baterai ditambah, maka jumlah muatan yang dihantarkan makin besar sehingga arusnya meningkat. Hal ini membuat nyala lampu menjadi lebih terang.

2.5. Tegangan listrik

Elektron-elektron untuk bergeraknya memerlukan suatu mesin penggerak, yang mirip dengan sebuah pompa, dimana pada salah satu sisi rangkaian listrik elektron-elektronnya “didorong kedalam”, bersamaan dengan itu pada sisi yang lain “menarik” elektron-elektron. Mesin ini selanjutnya disebut sebagai pembangkit tegangan atau sumber tegangan. Dengan demikian pada salah satu klem dari sumber tegangan kelebihan elektron kutub , klem yang lainnya kekurangan elektron kutub . Maka antara kedua klem terdapat suatu perbedaan penempatan elektron. Keadaan seperti ini dikenal sebagai tegangan . Tegangan listrik U adalah merupakan perbedaan penempatan elektron-elektron antara dua buah titik. Gambar 1.17 Sumber tegangan Kutub positip kekurangan elektron Kutub negatip kelebihan elektron Tegangan - - - - - - - - - - - -- --- - Satuan SI yang ditetapkan untuk tegangan adalah Volt Simbol formula untuk tegangan adalah U Simbol satuan untuk Volt adalah V Pembagian dan kelipatan satuan : 1 MV = 1 Megavolt = 1000000 V = 10 6 V Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 21 1 kV = 1 Kilovolt = 1000 V = 10 3 V 1 mV = 1 Millivolt = 11000 V = 10 -3 V 1 V = 1 Mikrovolt = 11000000 V = 10 -6 V Ketetapan satuan SI untuk 1V didefinisikan dengan bantuan daya listrik. Pada rangkaian listrik dibedakan beberapa macam tegangan, yaitu tegangan sumber dan tegangan jatuh lihat gambar 1.16. Gambar 1.18 Tegangan sumber dan tegangan jatuh pada suatu rangkaian + 1 2 3 Arus I Tahanan 1 Tahanan 2 U1 U2 - Us Tegangan sumber simbol Us adalah tegangan yang dibangkitkan didalam sumber tegangan. Dan dengan demikian maka tegangan sumber merupakan penyebab atas terjadinya aliran arus. Tegangan sumber didistribusikan ke seluruh rangkaian listrik dan digunakan pada masing-masing beban. Serta disebut juga sebagai : Tegangan jatuh pada beban. Dari gambar 1.18, antara dua titik yang manapun pada rangkaian arus, misal antara titik 1 dan 2 atau antara titik 2 dan 3, maka hanya merupakan sebagian tegangan sumber yang efektip. Bagian tegangan ini disebut tegangan jatuh atau tegangan saja. Tegangan jatuh atau secara umum tegangan simbol U adalah Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 22 tegangan yang digunakan pada beban. Arah tegangan Tegangan selalu mempunyai arah reaksi tertentu, yang dapat digambarkan melalui suatu anak panah tegangan. Normalisasi anak panah tegangan untuk arah tegangan positip ditunjukkan dari potensial tinggi misalnya kutub plus menuju ke potensial rendah misal kutub minus, dalam hal ini memperlihatkan potensial tingginya adalah positif dan potensial rendahnya adalah negatif. Contoh : Pada gambar 1.19 diberikan bermacam-macam potensial. Bagaimana arah masing-masing tegangan ? Gambar 1.19 Anak panah tegangan pada potensial yang diberikan U + 1 V U + 1 V + 5 V U - 5 V - 1 V U + 5 V - 5 V + 5 V Untuk menentukan rangkaian arus sangatlah tepat menggunakan normalisasi ketetapan arah tersebut. Pada pelaksanaan praktiknya hal ini berarti : Anak panah tegangan untuk sumber tegangan adalah mengarah dari kutub plus menuju ke kutub minus. Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 23 Anak panah tegangan untuk tegangan jatuh adalah searah dengan arah arus secara teknik, disini arus selalu mengalir dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah .

2.6. Daya Listrik