Listrik Dinamis PPT LISTRIK DINAMIS

LISTRIK DINAMIS
Listrik mengalir

Standar Kompetensi :
Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari.
Kompetensi Dasar :
Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu
rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari.
Indikator :
1.Menjelaskan konsep arus listrik
2.Mejelaskan konsep Hukum Ohm
3.Menjelaskan konsep hambatan pada penghantar
4.Menghitung nilai hambatan pengganti
5.Menhitung nilai kuat arus percabangan
6.Menghitung nilai kuat arus pada rangkaian tertutup
SKL :
Menentukan besaran fisika pada berbagai bentuk rangkaian listrik

Listrik

Dinamis

PETA KONSEP

Arus
listrik

Hambatan
Jenis

Hukum
Ohm

Kondukt
vitas

Rangkaian
Hambatan

Hukum I

Kirchof

Paralel

Seri
Rangkaian
listrik

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
pada suatu rangkaian
Rangkaian Tertutup
Rangkaian Terbuka

• Mengapa Lampu mati ?

• Mengapa Lampu menyala ?

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

Aliran arus listrik
Benda A Potensial tinggi

Benda B Potensial rendah

Arus listrik
Konduktor

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
memiliki potensial yang bagaimana ?
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Umpan Balik:
Dua syarat agar arus listrik dapat mengalir adalah....

Kuat Arus Listrik

P

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

Q
I
t
1 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
• 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

Pengukuran Kuat arus listrik

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

Cara membaca Amperemeter
skala maksimum
skala yang ditunjuk jarum
skala batas ukur

Nilai yang terukur =

Nilai yang ditunjuk jarum
Nilai maksimum
34
100

X1

x Batas ukur
= 0,34 A

Beda Potensial Listrik
Benda A
Potensial tinggi

Benda B
Potensial rendah
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik

Benda C
Potensial rendah

Benda D
Potensial tinggi
Konduktor

Arus elektron

Arus listrik

W
V
Q
V = Beda Potensial ( Volt )

Q = Muatan ( Coulomb )
Benda D
Potensial tinggi
Konduktor

Arus elektron

Energi yang diperlukan untuk
memindah muatan listrik tiap
satuan muatan

W = Energi ( Joule )

Arus listrik
Benda C
Potensial rendah

Definisi Beda potensial listrik

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

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

Klik

Cara Membaca Voltmeter
Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

HUKUM OHM
0,40
0,20
0,54

1,2
2,6
4,0

Jml
Baterai

V

I

1
2
3

Dari tabel data 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.

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

Data

V
1,2
2,6
4,0

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

I
0,2
0,4
0,54

V ~ 
V = R

2,0
1,0

V = Beda potensial ( volt )
I( A)  = Kuat arus listrik ( A )
0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

R = Hambatan ( Ω )

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

Data
R 10

R(Ω)

20

30

40

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

50
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

1
B
A
Variabel manipulasi

: panjang kawat

Variabel respon

: hambatan kawat

Variabel kontrol

: jenis kawat, luas penampang kawat

IA > I B
R A < RB
lA < lB

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

R~ℓ

2
A

B

Alluminium

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
A

B
IA < I B

Variabel manipulasi

: luas penampang kawat

Variabel respon

: hambatan kawat

Variabel kontrol

: jenis kawat, panjang kawat

R A > RB
AA < AB

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

R~1
A

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 )

Konduktor dan Isolator

Kayu isolator

Klik

Plastik isolator
kayu
plastik
alluminium
besi
tembaga

Alluminium konduktor
Besi konduktor
Tembaga konduktor

Hukum I Kirchoff

Rangkaian seri

L1

L2

Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama

Rangkaian Paralel
L2

L1

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

= Σ Ikeluar

Klik

Contoh

Pada titik cabang Q

1. Perhatikan rangkaian di bawah
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ?
10A
P
I = 40 A

25A

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

Q I2 S
I1

Jawab
Pada titik cabang P

I3

15 A = I2

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

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.

I2

I = 20 A
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

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

2

Latihan

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