PUBLIKASI PENDIDIKAN: Materi fisika smp

Klik

Klik

Klik

LISTRIK DINAMIS
Listrik mengalir

Klik

Menentukan arus listrik dan arus elektron.

Klik

Klik

Arah arus listrik

Arah elektron

Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial
tinggi ke potensial rendah
Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial
rendah ke potensial tinggi

Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir
Klik
pada suatu rangkaian

Rangkaian Tertutup

Klik

Rangkaian Terbuka

Klik • Mengapa Lampu mati ?

Klik

• Mengapa Lampu menyala ?

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?
Klik

Klik

Beda Potensial
hA

> hB

EPA > EPB
hA

hB

Apakah air yang mengalir
dari bejana A ke bejana B
sampai air di bejana A
habis ?

Klik

Klik
hB

hA

Apa yang akan terjadi
ketika kran diantara kedua
bejana dibuka ?

hA

= hB

Klik

EPA = EPB
Klik

Potensial A = Potensial B

Air dapat mengalir jika ada perbedaan potensial

Klik

Arus listrik analok dengan arus air

Benda A Potensial tinggi

Benda B Potensial rendah

Arus listrik
Konduktor

Klik
Arus elektron

Apakah ketika

terjadi aliran
muatan listrik dari B
ke A sampai
muatan di B habis ?

Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan
muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah
Klik
memiliki potensial yang bagaimana ?
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Kesimpulan
Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat
mengalir dalam suatu rangkaian ?

Kuat Arus Listrik

Klik

Klik
Klik

Klik
P

Kuat
Klik arus listrik adalah banyaknya muatan
yang mengalir pada penghantar tiap detik.
Klik

Q
I
t
1 Klik
A = 1 C/s

I = Kuat arus listrik ( Ampere )
Q = muatan ( Coulomb )
t = waktu ( secon

Hitung berapa banyak

muatan positif yang melewati
titik P dalam 10 sekon
Klik warna hijau ( mulai )
Klik warna merah ( berhenti )

)

Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb
yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon

Contoh

Klik

• Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan
pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir pada
lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2 menit
berapakah muatan listrik yang telah melewati lampu ?
Diketahui
I = ……………… A

t = ……………… s
Jawab
Q = ………… x …………….
= ………….x …………….
= …………………………. C

Klik

Pengukuran Kuat arus listrik

Klik

Klik

Klik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik
Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian
listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Cara membaca Amperemeter

Klik

skala maksimum
skala yang ditunjuk jarum
skala batas ukur
Klik

Klik
Nilai yang terukur =

Nilai yang ditunjuk jarum
Nilai maksimum
34
100

X1

x Batas ukur
= 0,34 A

Beda Potensial
Klik

Klik

Klik

Klik

Klik

Apa yang dapat kita
lakukan agar air
selalu dapat mengalir
dari bejana A ke
bejana B ?

Dengan mengangkat air dari bejana B dan
memasukkan ke bejana A maka air yang ada di
bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.

Beda Potensial Listrik

Klik
Benda A
Potensial tinggi

Benda B
Potensial rendah
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik

Benda C
Potensial rendah

Klik

Benda D
Potensial tinggi
Konduktor

Arus elektron

Klik

Benda D
Potensial tinggi
Konduktor

Arus elektron
Arus listrik

Energi yang diperlukan untuk
memindah muatan listrik tiap
satuan muatan

W
V
Q
V = Beda Potensial ( Volt )
W = Energi ( Joule )
Q = Muatan ( Coulomb )

Arus listrik
Benda C
Potensial rendah

Klik
Definisi Beda potensial listrik

Klik

1 Volt = 1J/C
Satu volt didefinisikan
untuk memindah muatan
listrik sebesar 1 Coulumb
memerlukan energi
sebesar 1 Joule.

Klik

Contoh
• Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar 1,5 volt
jika baterai digunakan untuk menyalakan lampu maka
sejumlah 50 coulomb muatan listrik yang melewati
lampu. Berapakah besar energi yang dikeluarkan baterai
Diketahui
V = …………………
Jawab
Q = ………………….
W = ………….. X ……………..
Ditanya
= ………….. X ……………..
W=?
= ………………… J

Pengukuran Beda Potensial

Klik

• Voltmeter adalah alat
yang digunakan untuk
mengukur beda
potensial listrik
( tegangan )
• Pemasangan voltmeter
dalam rangkaian listrik
disusun secara parallel
seperti gambar.

Klik

Klik

Cara Membaca Voltmeter
Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

HUKUM OHM
Klik

0,40
0,20
0,54

Jml
Baterai

1,2
2,6
4,0

Klik

I

1
2
3
Klik

Klik

V

Dari tabel dataKlik
dapat kita
ketahui jika beda potensial
diperbesar maka kuat arus
listriknya juga turut
membesar.

Hubungan apa yang
didapatkan antara beda
potensial dengan kuat
arus listrik?
Buatlah grafik hubungan
antara beda potensial
dengan kuat arus listrik.

Klik

Grafik Hubungan
Beda potensail (V) terhadap
kuat arus listrik ( I )

Data

V
1,2
2,6
4,0

Klik
V(volt)
5,0
4,0
3,0

V ~ 
V = R

2,0
1,0

I
0,2
0,4
0,54
Klik

V = Beda potensial ( volt )
I( A)  = Kuat arus listrik ( A )

Klik

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

R = Hambatan ( Ω )

Klik

Grafik Hubungan Hambatan (R)
terhadap kuat arus listrik ( I )

Klik

Data
R 10

R(Ω)
Klik
50

20

30

40

I 1,0 0,5 0,3 0,25

40

Jika V dibuat tetap = 10 V
10
10
10
I2 =
20
10
I3 =
30
10
I4 =
40

V
R
V
I2 =
R
V
I3 =
R
V
I4 =
R
I( A)

30
20
10

0,25

0,50

0,75

1,0

I1 = 1,0 A

I1 =

I1 =

1,5

R

I2 = 0,5 A
I3 = 0,3 A
I4 = 0,25 A

V
=

I

Tujuan :

Menyelidiki faktor yang mempengaruhi
besar hambatan kawat

Klik

1

Klik

B
A
Klik
Variabel manipulasi

: panjang kawat

Variabel respon

: hambatan kawat

Variabel kontrol

: jenis kawat, luas penampang kawat

IKlik
A > IB
R A < RB
lA < lB

Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar
Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.

R~ℓ

2
Klik

A

B

Alluminium
Klik
Variabel manipulasi

: jenis kawat

Variabel respon

: Hambatan

Variabel kontrol

: panjang, luas penampang kawat

Tembaga

IA < I B
R A > RB
Aℓ > Cu

Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar
Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.

R ~

3
Klik

A

B
IA < I B

Variabel manipulasi

: luas penampang kawat

Variabel respon

: hambatan kawat

Variabel kontrol

: jenis kawat, panjang kawat

R A > RB
A A < AB

Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil
Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.

R~1
A

Klik

Faktor yang mempengaruhi besar hambatan
pada kawat adalah :
1. Panjang kawat ( l )
2. Luas penampang kawat ( A )
3. Hambatan jenis kawat ( 


R ρ
A

R

= Hambatan (Ω )

l

= Panjang kawat ( m )
Luas penampang kawat ( m2 )



= Hambatan jenis kawat ( Ω m )

Klik

Konduktor dan Isolator
Klik

Kayu isolator

Klik

Plastik isolator
Klik

kayu

Klik

plastik

Klik
alluminiumKlik
besi

Klik

tembaga Klik

Alluminium konduktor
Besi konduktor
Tembaga konduktor

Klik

Hukum I Kirchoff

Rangkaian seri

L1

Klik

L2

Klik

Berapakah
kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
Klik
Klik
Pada

rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama

Klik

Rangkaian Paralel

Klik

L2

Klik

L1

Klik

Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?
Pada rangkaian bercabang (Paralel) Jumlah kuat arus
Klik
Σ Imasuk
listrik yang masuk pada titik cabang sama dengan
jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang
Klik

= Σ Ikeluar

Klik

Contoh

Klik

1. Perhatikan rangkaian di bawah
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ?
10A

Klik

P
I = 40 A

25A

10 A + I1 = I2
10 A + 5 A = I2

Q I2 S
I1

Klik
Jawab
Pada titik cabang P

Pada titik cabang Q

I3

15 A = I2

Klik

Pada titik cabang S

I = 10 A + I1 + 25 A

I2 + 25 A = I3

40 A = 10 A + I1 + 25 A

15 A + 25 A = I3

40 A = 35 A + I1
I1 = 40 A - 35 A
I1 = 5 A

40 A = I3

Klik

Klik
1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ? 3. Perhatikan rangkaian di bawah dan
tentukan nilai I1 sampai I7 ?
50 mA I1
I2
I3
I4
30mA I
I6
5
23mA
I
7

15 mA
2. Klik
I = 20 A

I2
I1

I4
I3

12 A

I1 I3
I2

Jika I1 = I2
I3 : I4 = 1 : 2
dan I5 = 2 I6
Jika I1 : I2 = 1 : 4
dan I1 : I2 = 1 : 3
Tentukan I1 sampai I4 ?

I5
I4

I6

Susunan seri pada Hambatan
a

R1

b

Vab

R2

c

Vbc
Rs

a

Vab +

Vbc +

d

Vcd

I Rs = I R1 + I R2 + I R3
Rs =

d

Vcd

Vad
Vad =

R3

R1 + R2 + R3

Susunan Paralel pada Hambatan
I1 R1
I

a

I2 R2
I3

I

a

I=

b

R3
Rp
Vab

b

I1 +

I2 + I3
Vab
Vab
Vab
Vab
=
+
+
R3
R1
R2
RP
1
1
1
1
=
+
+
RP
R1
R2
R3

Contoh
• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah
1
Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7
2Ω
4Ω
3Ω
2 Ω Rs =2+4+3+2+4+5+3
3Ω
4Ω
5Ω
Rs =23 Ω

2

6Ω
4Ω

4Ω

3Ω

RP: 2 Ω

3Ω

3Ω

1
1
=
+
RP
R1
1 = 1 +
RP
6
1
1
=
+
RP
6
3
1
=
RP
6
RP = 2 Ω

1
R2
1
3
2
6

Rs = R1+RP+R2
Rs = 4+2+3
Rs = 9 Ω

3
2Ω

2Ω

2Ω

4Ω

2Ω

4Ω
2Ω

2Ω

2Ω

4

2Ω

2Ω

2Ω
24Ω

2Ω

8Ω

2Ω

24Ω

2Ω
12Ω

2Ω

6Ω

2Ω

2Ω

5

2Ω

4Ω

8Ω

4Ω

4Ω

Perhatikan gambar di bawah
I1
4Ω

a
I

R3

b
I2

a

R1
6Ω
3Ω
R2

V = 18 volt

V
I R
I

c

c

Vab = I R3
Vab = 3 x 4

18 volt

Vab = 12 V

6Ω

I 3 A
b

Vbc = I1 R1

1
1
I 1 : I2 =
:
R1 R2

Tentukan
1
1
a.Kuat arus total
I 1 : I2 =
:
b.Kuat arus I1 dan I2
6
3
c.Tegangan ab dan tegangan bc I : I = 1 : 2
1
2
1
1
1
Rs = R3 + Rp
=
+
1 x I
RP R1 R2
I1 =
Rs = 4 + 2
3
1
1
1
Rs = 6Ω
1 x
RP = 6 + 3
I1 =
3
3
1
3
RP = 2 Ω
I1 = 1 A
=
RP 6

Vbc = 1 x 6
Vbc = 6 V
atau

Vbc = I2 R2
x6 Vbc = 2 x 3

Vbc = 6 V

2 xI
I2 =
3
2 x
I2 =
3
3
I2 = 2 A

Latihan

2
2Ω a 2Ω

1 Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus total
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab
2Ω

I1

I2

1Ω

4Ω
5Ω

b

2Ω e

V = 12 V

3Ω

4Ω

12 V

2Ω d

2Ω f 2Ω
2Ω

a
I

b 4Ω c
4Ω

Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus tiap hambatan
c. Tegangan tiap hambatan

GAYA GERAK LISTRIK (E)
• Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujungujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus
listrik atau dalam rangkaian terbuka.
Pengukura ggl
V

TEGANGAN JEPIT (V)
• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung –
ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik
atau dalam rangkaian tertutup .
Pengukura Tegangan Jepit

V

Susunan Seri GGL

Susunan Paralel GGL
E

E

E

E

r

r

r

E
E

E = ggl ( volt)
r = hambatan dalam ( Ω )
n = jumlah baterai

r
r

Etotal = n E
rtotal = n r

r

Etotal = E
rtotal =

r
n

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup
Untuk sebuah ggl
R

p

q

Hubungan ggl dengan tegangan jepit

I

E = Vpq + I r
E,r

Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

E
I
R r
Tegangan jepit
Vpq = I R

I = Kuat arus ( A )
E = ggl ( volt )
R = hambatan luar ( Ω )
r = hambatan dalam ( Ω )
Vpq = tegangan jepit ( volt )

LATIHAN
Tiga buah elemen yang
dirangkai seri masing –
masing memiliki GGL 4 V
dan hambatan dalam 0,2 Ω,
dirangkai dengan hambatan
luar seperti gambar
Tentukan :
a. Hambatan luar
b. Kuat arus total ( I )
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit

I1 6 Ω
a 3Ω
I

b
I2

c
4Ω

E

E

E

r

r

r

V=4V
r = 0,2 Ω