G. Materi Pembelajaran 1. Alat Ukur Listrik
a. Arus Listrik
Pada dasarnya rangkaian listrik dibedakan menjadi 2, yaitu rangkaian listrik terbuka dan rangkaian listrik tertutup. Rangkaian listrik terbuka adalah suatu
rangkaian yang belum dihubungkan dengan sumber tegangan, sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah suatu rangkaian yang sudah dihubungkan dengan sumber
tegangan. Arus listrik dapat didefinisikan sebagai aliran muatan positif dari potensial
tinggi ke potensial rendah. Arus listrik terjadi apabila ada perbedaan potensial.
Gambar 1. Rangkaian Terbuka
Gambar 2. Rangkaian Tertutup Pada baterai terdapat dua kutub yang potensialnya berbeda. Jika kedua kutub
tersebut terhubung dengan lampu melalui kabel, maka akan terjadi perpindahan elektron dari kutub negatif dan kutub positif atau terjadi arus listrik dari kutub positif
ke kutub negatif, sehingga lampu dapat menyala.
Selanjutnya, jika baterai yang digunakan dua buah, maka lampu menyala lebih terang. Jika baterai digunakan tiga buah lampu menyala semakin terang. Hal ini
disebabkan beda potensial kutub positif dan kutub negatifnya semakin besar sehingga muatan-muatan listrik yang mengalir pada penghantar semakin banyak atau arus
listriknya semakin besar. Besarnya arus listrik disebut dengan kuat arus listrik sebanding dengan banyaknya muatan listrik yang mengalir.
b. Alat Ukur Kuat Arus Listrik
Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik I disebut amperemeter, apabila mengukur arus yang mengalir melalui suatu komponen listrik, maka diberi
simbol A dalam rangkaian listrik. Amperemeter harus dirangkai seri dengan komponen yang akan diukur arusnya, kutub-kutub positif amperemeter dan baterai serta
kutub-kutub negatif keduanya telah saling dihubungkan dengan kabel seperti gambar berikut.
Gambar 3. Amperemeter
Gambar 4. Pengukuran Arus Pada Baterai Kering
82 Gambar 5. Pengukuran Arus Pada Rangkaian Listrik
Arus listrik harus mengalir masuk ke kutub positif diberi tanda “+” atau warna merah dan meninggalkan amperemeter melalui kutub negatif diberi tanda “-“ atau
warna hitam, bisa dilihat pada gambar 4 dan gambar 5. Jika dihubungkan dengan polaritas terbalik, jarum penunjuk akan menyimpang dalam arah kebalikan. Ini dapat
menyebabkan jarum membentur sisi tanda nol dengan gaya yang cukup besar sehingga dapat merusak amperemeter. Tetapi jika menggunakan meter digital yang
memiliki polaritas otomatis autopolarity, hubungan dengan polaritas terbalik tidaklah masalah. Ini karena meter tetap akan memberikan bacaaan benar, hanya
tanda negatif didisplai di depan angka, yang menunjukkan bahwa hubungan polaritas ke meter adalah terbalik.
Amperemeter dipasang seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya, rangkaian kabel harus dipotong agar dapat menyisipkan amperemeter lihat gambar
6. Umumnya amperemeter yang digunakan di lab sekolah sebuah basicmeter.
Basicmeter memiliki beberapa batas ukur range dan dapat digunakan untuk mengukur arus dan tegangan DC. Pada foto basicmeter gambar 6, terdapat 9 terminal,
4 terminal merah di kiri untuk arus dan 4 terminal merah di kanan untuk tegangan. Satu terminal warna di sisi tengah bawah adalah kutub negatif baik untuk arus atau
tegangan.
Gambar 6. Basicmeter
Batas ukur arus : 0 – 10 mA – 100 mA – 1 A – 5 A
Batas ukur tegangan : 0 – 100 mV – 1 V – 10 V – 50 V
Misalnya dalam pengukuran siswa menghubungkan batas ukur 1 A ke rangkaian. Jarak antara gores pajang 0 dan 20 menunjukkan
x 1 A = 0,2 A. antara gores 0 dan 20 terdapat skala 10 lihat Gambar 2.5. ini berarti skala kecil basicmeter adalah:
x 0,2 A= 0,02 A.
Gambar 7. Mengamati skala terkecil Basicmeter Ketelitian basicmeter untuk batas ukur 0-1 A adalah setengah dari skala terkecil,
yaitu: x 0,02 A = 0,01 A
Diperoleh skala terkecil 0,02 A dan ketidakpastiannya adalah 0,01 A. Melaporkan hasil pengukuran arus dalam suatu rangkaian dimana batas ukur 0-1 A
memberikan hasil seperti gambar berikut :
Gambar 8. Pengukuran arus menggunakan basicmeter Jarum menunjukkan 4 garis sebelum angka 80, berarti bacaan angka skala
adalah 72. Ini menunjukkan kuat arus adalah
x =
x 1 A = 0,72 A dua desimal Karena ketidakpastian ∆x = 0,01 A juga dua desimal, maka hasil pengukuran kuat
arus melaporkan sebagai kuat arus i = x
+ ∆x ………………….………………………………………..1
i = 0,72 + 0,01 A
c. Tegangan Listrik 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 benda lain. 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 suatu titik ke titik lainnya. Satuan beda
potensial adalah volt V.
d. Alat Ukur Tegangan Listrik
Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan pada suatu rangkaian disebut dengan voltmeter dan diberi simbol V dalam rangkaian listrik. Voltmeter harus
diukur secara parallel pada komponen listrik yang akan diukur tegangannya. Untuk memasang voltmeter dalam suatu rangkaian, harus diperhatikan bahwa titik yang
potensialnya lebih rendah harus dihubungkan ke kutub positif “+” atau warna merah dan titik yang potensialnya lebih rendah harus dihubungkan ke kutub negatif “-“ atau
warna hitam. Jika dihubungkan dengan polaritas terbalik, jarum penunjuk akan menyimpang sedikit kekiri tanda nol.
Untuk memasang voltmeter cukup langsung menghubungkan ujung-ujung komponen yang akan diukur beda potensialnya ke kutub-kutub voltmeter dengan
polaritas yang benar. Gambar berikut menunjukkan pengukuran tegangan pada suatu rangkaian.
Gambar 9 Pengukuran tegangan pada suatu rangkaian listrik Melaporkan hasil pengukuran tegangan listrik pada suatu rangkaian dengan
menggunakan basicmeter itu hampir sama dengan melaporkan hasil pengukuran pada arus lisrtik.
e. Hukum Ohm
Pada rangkaian listrik tertutup, terjadi aliran arus listrik. Arus listrik mengalir karena adanya beda potensial antara dua titik pada suatu penghantar, seperti lampu
senter, radio, dan televisi. Alat-alat tersebut dapat menyala berfungsi karena adanya aliran listrik dari sumber tegangan yang dihubungkan dengan peralatan tersebut
sehingga menghasilkan beda potensial. Orang pertama yang menyelidiki hubungan antara kuat arus listrik dengan beda
potensial pada suatu penghantar adalah Georg Simon Ohm, ahli fisika dari Jerman. Ohm berhasil menemukan hubungan secara matematis antara kuat arus listrik dan
beda potensial, yang kemudian dikenal dengan Hukum Ohm. Besar perbandingan antara beda potensial dan kuat arus listrik selalu sama
konstan. Jadi, beda potensial sebanding dengan kuat arus V~I. secara matematis dapat dituliskan V= m x I, m adalah konstanta perbandingan antara beda potensial
dengan kuat arus.
Grafik hubun Berdasarkan grafik
∆ ∆
Nilai m yang tetap ini ke dilambangkan R, dan di
Jadi, persamaan tersebut
Keterangan: V
: beda potensial I
: kuat arus A R
: hambatan listr Persamaan di atas dike
mengalir pada suatu pe penghantar itu dengan sy
H. Sumber Pembelajaran
Kategori