Potensial Listrik Arus Listrik dan Potensial Listrik

b. Rangkaian listrik bercabang

Gambar 8.16 adalah suatu rangkaian bercabang yang sederhana. Dari hasil pengukuran dengan amperemeter menunjukkan besar kuat arus listrik yang masuk titik percabangan sama besar dengan kuat arus listrik yang ke- luar titik percabangan. Dengan demikian dapat di- simpulkan bahwa dalam rangkaian bercabang besar kuat arus listrik yang masuk titik percabangan sama dengan besar kuat arus yang keluar titik percabangan. Pernyataan tersebut dikenal dengan nama Hukum I Kirchoff. Contoh : 1 Dari gambar di samping diperoleh: I 1 = I 2 + I 3 2 Dari gambar di samping diperoleh: I 1 + I 3 = I 2

3. Hukum Ohm Pada Rangkaian Listrik

Jika kita kembali menyimak penggambaran arus listrik de- ngan aliran air dalam bejana yang telah kita bahas pada Potensial Listrik ternyata jika semakin tinggi perbedaan tinggi permukaan air dalam kedua bejana tersebut, semakin deras pula air mengalir. Apakah hal tersebut berlaku pula pada arus listrik? Seorang ilmuwan Jerman bernama George Simon Ohm 1789 –1854 telah menemukan hubungan antara beda potensial dengan kuat arus listrik, yang kemudian dikenal dengan hukum ohm. George Simon Ohm mendapatkan hubungan antara beda potensial dan kuat arus dengan jalan mengandaikan bahwa hubungan tersebut sama dengan sifat-sifat aliran panas dalam suatu penghantar panas. Dari pengandaian itu akhirnya George Simon Ohm meng- ambil kesimpulan sebagai berikut. Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu selama suhu penghantar tetap. Pernyataan itu kemudian dikenal sebagai hukum ohm. Setelah pernyataan ohm diteliti oleh para ahli dengan cara melakukan percobaan-percobaan. Dalam batas- batas ketelitian percobaan yang dilakukan, pernyataan Ohm itu diangap benar. I 1 I 2 I 3 I 1 I 2 I 3 0.2 A 100 200 300 400 500 + m A 100 200 300 400 500 + m A 0.3 A 100 200 300 400 500 + m A 0.3 A 100 200 300 400 500 + m A 0.3 A + 1.5 V + 1.5 V + 1.5 V IPA SMP Kelas IX 144 Gambar 8.16 sumber: Jendela Iptek Listrik Gambar 8.17 George Simon Ohm Untuk lebih memahami pernyataan hukum ohm tersebut, ikuti hasil percobaan di bawah ini K egiatan 8.3 Gambar di samping adalah skema rangkaian per- cobaan hukum ohm. Banyaknya baterai pada rangkai- an tersebut diubah-ubah. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui hambatan R yang terbaca pada Amperemeter A dan beda potensial ujung-ujung hambatan R yang terbaca pada voltmeter V terlihat seperti tabel 8.3. Tabel 8.3 Berdasarkan tabel di atas diperoleh hal sebagai berikut. 1. Nilai V sebanding dengan I V ~ I sehingga grafik hubungan V dan I seperti di bawah ini. 2. Perbandingan adalah konstan. Dari percobaan tersebut jika nilai hambatan R diukur dengan ohmmeter diperoleh nilai R = 10 Ω, sehingga persamaan hukum ohm: V = beda potensial listrik volt I = kuat arus listrik Ampere R = hambatan listrik ohm V = I . R V I V I S 1 A E V R + 1.5 V IPA SMP Kelas IX 145 No. Jumlah Angka yang ditunjukkan oleh Batery Voltmeter V Amperemeter A 1. 1 buah 1,5 volt 0,15 A 10 2. 2 buah 3,0 volt 0,30 A 10 3. 3 buah 4,5 volt 0,45 A 10 V I Contoh soal : 1 Jika ujung-ujung sebuah penghantar yang berhambatan 5 Ohm diberi beda potensial 1,5 volt, berapakah kuat arus listrik yang mengalir? Penyelesaian : Diketahui : R = 5 ohm V = 1,5 Volt Ditanya : I = ...? Jawab : 2 Pada saat ujung-ujung sebuah penghantar yang berhambatan 50 ohm diberi beda potensial, ternyata kuat arus listrik yang mengalir 50 mA. Berapakah beda poten- sial ujung-ujung penghantar tersebut? Penyelesaian : Diketahui : R = 50 ohm i = 50 mA = 0,05 A Ditanya : V = ...? Jawab : V = i x R V = 0,05 x 50 V = 2,5 Volt UJI PEMAHAMAN 1. Perhatikan grafik hubungan antara beda potensial dan kuat arus di samping Kemudian buatlah kesimpulan dari grafik tersebut 2. Pada sebuah penghantar jika diberi beda potensial listrik sebesar V, arus listrik yang mengalir melalui penghantar sebesar 20 mA. Berapakah beda potensial listrik yang harus diberikan pada penghantar tersebut agar arus yang mengalir sebesar 5 mA? 4. Pada penghantar logam yang berhambatan 5 W diberi beda potensial listrik 1,5 volt. Berapakah banyaknya elektron yang mengalir melalui penghantar tersebut selama 2 menit, jika q e = 1,6 . 10 -19 C? 1 0,75 0,5 1 1,5 2 Beda Potensial V Kuat A rus A i V I i = = = 1 5 5 0 3 , , A IPA SMP Kelas IX 146