31
5. Penghargaan tim
Setelah dilakukan poin peningkatan individual, diberikan penghargaan kelompok. Penghargaan kelompok diberikan atas dasar poin
kelompok. Penghargaan tim ini peneliti menyampaikan pada siswa – siswa
setelah peneliti melakukan post test.
H. Materi Listrik Dinamis
1. Materi Prasyarat
Dua buah titik memiliki beda potensial listrik jika muatan listrik di kedua titik tersebut tidak sama. Potensial tinggi jika tempat tersebut lebih
positif daripada tempat lain, dan potensial rendah jika tempat tersebut lebih negatif dari tempat lain. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke
potensial rendah dalam penghantar. Arus listrik di anggap sebagai arus muatan positif.
Untuk dapat memahami arus listrik dengan mudah, maka kita dapat mengasumsikan arus listrik sebagai arus air, dimana besarnya arus listrik
identik dengan debit air, sumber arus listrik identik dengan pompa air, hambatan identik dengan bendungan, beda potensial identik dengan beda
tinggi permukaan. Agar arus listrik dapat terus mengalir dalam rangkaian maka
dibutuhkan sumber arus listrik, begitu juga agar air dapat mengalir terus dalam pipa, maka diperlukan pompa air.
32
2. Kuat Arus Listrik dan Tegangan Listrik
Kuat arus istrik dalam suatu penghantar dihitung dari banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik. Kuat arus listrik dilambangkan
dengan I. Jika banyaknya muatan listrik adalah Q dan waktu adalah t, maka kuat arus listrik dapat dirumuskan sebagai :
Dimana : I = kuat arus listrik dalam ampere
Q= muatan listrik dalam coulomb t = waktu dalam detik
Berdasarkan persamaan 1 di atas maka satuan kuat arus listrik 1 ampere sama dengan 1 Cs, yang mengandung arti 1 ampere adalah
muatan listrik 1 coloumb yang mengalir dalam penghantar tiap detik. Kuat arus istrik dapat diukur dengan menggunakan amperemeter. Amperemeter
di pasang seri terhadap hambatan. Contoh soal:
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian sebesar 1 A, jika listrik telah mengalir selama 1 menit, maka hitunglah jumlah muatan yang telah
dipindahkan. Diketahui:
I = 1 A T = 1 menit = 60 detik
Q = ?
33
Jawab:
Q
Sumber tegangan listrik yaitu peralatan yang dapat menghasilkan beda potensial listrik secara terus menerus. Beda potensial listrik diukur
dalam satuan volt V. Alat yang digunakan adalah volmeter. Beda potensial listrik adalah usaha yang dilakukan untuk
memindahkan satuan muatan listrik . hubungan antara energi listrik, muatan listrik dan beda potensial dapat dituliskan dalam persamaan:
Dimana : V = Beda potensial listrik dalam volt V
W = energi listrik dalam joule J Q = muatan listrik dalam coulomb C.
Arus listrik hanya akan terjadi dalam penghantar jika antara ujung- ujung penghantar terdapat beda potensial tegangan listrik. Alat ukur beda
potensial listrik adalah volmeter. Dalam rangkaian yang akan diukur voltmeter dipasang paralel dengan hambatan.
Contoh soal : Beda potensial antara ujung - ujung penghantar adalah 12 volt, hitunglah
besarnya energi listrik jika jumlah muatan yang dipindahkan sebesar 4 coulomb.
34
Diketahui: V = 12 volt
Q = 4 C W = ?
Jawab:
Gambar 1.1 Bagan rangkaian
Gambar 1.2 rangkaian listrik Dalam rangkaian tertutup pemasangan voltmeter dan amperemeter
dapat dilakukan bersama - sama. Voltmeter dipasang paralel terhadap
35
hambatan dan amperemeter dipasang seri terhadap yang akan diukur. Di laboratorium volmeter dapat dibuat dari rangkaian basic mater dan
multiplier, sedangkan ampere meter dapat di buat dari rangkaian basic meter dan shun. Baik shun maupun multiplier memiliki batas ukur. Oleh
karena itu dalam pembacaan skalanya perlu diperhatikan antara batas ukur dan pembacaan pada skala basic meter. Berikut ini cara menggunakan basic
meter dan cara pembacaannya. Dalam rangkaian listrik, volt meter dipasang
paralel terhadap alat listrik. Jika
voltmeternya dengan
menggunakan kombinasi basic meter dan multiplier, maka
pembacaan hasil
pengukurannya perlu
memperhatikan skala maksimum dan batas ukurnya.
Batas ukur = 10 volt Skala maksimumnya = 30 volt
Pengukuran dengan menggunakan basic mater dan multiplier yang memiliki spesifikasi sebagai berikut: Contoh, Batas ukur multiplier adalah
12 volt, skala maksimum basic meter adalah 120 volt, jika jarum pada saat digunakan menunjukkan angka 40, maka hitunglah besarnya tegangan
listrik yang terukur.
36
Diketahui: Batas ukur : 12 volt
Skala maksimum : 120 volt Pembacaan skala = 40
Jawab: Hasil pengukuran =
3. Hukum Ohm
Hukum Ohm merupakan hukum dasar dalam rangkaian elektronik. Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan, kuat arus dan
hambatan listrik dalam rangkaian. Besarnya tegangan listrik dalam sebuah rangkaian sebanding dengan kuat arus listrik. Pernyataan ini di kenal
sebagai hukum Ohm. Hal ini menyatakan bahwa tegangan listrik dalam rangkaian akan bertambah jika arus yang mengalir dalam rangkaian
bertambah. Hubungan tersebut dapat di tuliskan dalam persamaan matematika.
Dalam Hukum Ohm R adalah konstanta yang disebut hambatan penghantar R, satuannya adalah ohm.
Contoh soal: Arus listrik sebesar 2 A mengalir dalam rangkaian yang memiliki
hambatan sebesar 2 ohm, hitunglah besarnya beda potensial antara ujung- ujung hambatan tersebut.
37
Diketahui: I = 2 A
R = 2 ohm V = ?
Jawab:
Untuk dapat memahami hukum Ohm dengan sempurna maka kita harus berprinsip bahwa antara
tegangan listrik, hambatan penghantar dan kuat arus listrik adalah satu kesatuan di dalam suatu
rangkaian. Jika dalam hambatan R mengalir arus listrik I, maka antara ujung-ujung hambatan timbul
beda potensial V. persamaan matematinya sebagai berikut :
Jika diantara ujung-ujung hambatan R terdapat beda potensial V, maka dalam hambatan mengalir arus listrik I. sehingga dalam persamaan
matematisnya sebagai berikut :
Jika arus listrik I mengalir dalam suatu penghantar dan antara ujung- ujung penghantar muncul beda potensial V, maka dalam penghantar
38
tersebut terdapat hambatan. Sehingga persamaan matematisnya sebagai berikut :
R = VI ……………….. 6
4. Rangkaian Hambatan Listrik
Agar arus listrik dan tegangan listrik dalam rangkian dapat diperoleh sesuai dengan yang kita butuhkan maka perlu di atur dengan
menambahkan hambatan dalam rangkaian. Namun demikian terkadang kita tidak mendapatkan nilai hambatan yang sesuai. Dengan demikian kita
perlu merangkai dua atau lebih hambatan agar mendapatkan nilai hambatan yang sesuai. Setidaknya ada dua jenis cara menyusun hambatan
dalam rangkaian, yaitu secara seri dan paralel. Apakah perbedaan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel? Rangkaian manakah yang
menghasilkan hambatan pengganti lebih besar, dan rangkaian jenis apakah yang menghasilkan hambatan pengganti lebih kecil. Berikut ini adalah
jenis-jenis rangkaian listrik. 1.
Rangkaian Hambatan Seri Rangkaian hambatan seri adalah
rangkaian hambatan yang disusun berderet tidak bercabang. Jika pada
setiap titik dipasang amperemeter, maka besarnya arus listrik yang
melalui setiap hambatan adalah sama besar. I
1
= I
2
= I
39
Sedangkan tegangan diantara a-b V
a-b
, diantara b-c V
b-c
dan diantara a-c V
a-c
memiliki hubungan : V
a-c
= V
a-b
+ V
b-c
, berdasarkan hal tersebut jika hukum ohm dimasukkan dalam perhitungan sebagai
berikut :
I
1
= I
2
= I, maka persamaanya menjadi :
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa besarnya hambatan pengganti dalam rangkaian seri sama dengan hasil
penjumlahan aljabar semua hambatan. Sehingga nilai hambatan
pengganti selalu lebih besar daripada nilai hambatan yang disusunnya.
Contoh soal : Dua buah hambatan masing-masing 4 ohm, jika dua buah
hambatan di rangkai dalam bentuk seri, maka hitunglah besarnya
rangkaian pengganti.
Diketahui R1 = R2 = 4 ohm Jawab:
Rs = R1 + R2 Rs = 4 ohm + 4 ohm
Rs = 8 ohm
40
2. Rangkaian hambatan Paralel
Rangkaian hambatan paralel adalah rangkaian hambatan yang bercabang.
Jika pada setiap cabang di pasang amperemeter maka jumlah arus listrik
yang menuju titik cabang sama dengan jumlah arus listrik yang
meninggalkan titik cabang. Pernyataan ini di kenal dengan hukum I Kirchhoff. Dengan demikian dapat dituliskan : I = I
1
+ I
2
, Jika volt meter dipasang pada tiap-tiap ujung hambatan dalam rangkaian, maka
beda potensial masing-masing hambatan besarnya sama. Dengan demikian dapat dituliskan : V
1
= V
2
= V. Dari hukum ohm: I = VR maka persamaan tersebut dapat dituliskan
menjadi: =
……………… 9 Contoh soal:
Dua buah hambatan masing-masing 4 ohm, jika dua buah hambatan di rangkai paralel, maka hitunglah besarnya rangkaian pengganti.
Diketahui R
1
= R
2
= 4 ohm
41
Jawab: =
= = 2 ohm.
42
BAB III METODE PENELITIAN
