Teknik Listrik Dasar Otomotif Kelas X Semester 1

HALAMAN FRANCIS

Editor Materi

: Koko

Editor Bahasa

: Willem

Ilustrasi Sampul

Desain & Ilustrasi Buku

: PPPPTK BOE MALANG

Hak Cipta © 2013, Kementerian Pendidikan & Kebudayaan MILIK NEGARA

TIDAK DIPERDAGANGKAN Semua hak cipta dilindungi undang-undang.

Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain, seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit.

Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh Kementerian Pendidikan & Kebudayaan.

Untuk permohonan izin dapat ditujukan kepada Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, melalui alamat berikut ini:

Pusat Pengembangan & Pemberdayaan Pendidik & Tenaga Kependidikan Bidang Otomotif & Elektronika:

Jl. Teluk Mandar, Arjosari Tromol Pos 5, Malang 65102, Telp. (0341) 491239, (0341) 495849, Fax. (0341) 491342, Surel: vedcmalang@vedcmalang.or.id, Laman: www.vedcmalang.com

DISKLAIMER (DISCLAIMER)

Penerbit tidak menjamin kebenaran dan keakuratan isi/informasi yang tertulis di dalam buku tek ini. Kebenaran dan keakuratan isi/informasi merupakan tanggung jawab dan wewenang dari penulis.

Penerbit tidak bertanggung jawab dan tidak melayani terhadap semua komentar apapun yang ada didalam buku teks ini. Setiap komentar yang tercantum untuk tujuan perbaikan isi adalah tanggung jawab dari masing-masing penulis.

Setiap kutipan yang ada di dalam buku teks akan dicantumkan sumbernya dan penerbit tidak bertanggung jawab terhadap isi dari kutipan tersebut. Kebenaran keakuratan isi kutipan tetap menjadi tanggung jawab dan hak diberikan pada penulis dan pemilik asli. Penulis bertanggung jawab penuh terhadap setiap perawatan (perbaikan) dalam menyusun informasi dan bahan dalam buku teks ini.

Penerbit tidak bertanggung

kerusakan atau ketidaknyamanan yang disebabkan sebagai akibat dari ketidakjelasan, ketidaktepatan atau kesalahan didalam menyusunmakna kalimat didalam buku teks ini.

jawab atas

kerugian,

Kewenangan Penerbit hanya sebatas memindahkan atau menerbitkan mempublikasi, mencetak, memegang dan memproses data sesuai dengan undang-undang yang berkaitan dengan perlindungan data.

Katalog Dalam Terbitan (KDT) Teknik Sepeda Motor, Edisi Pertama 2013 Kementerian Pendidikan & Kebudayaan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik & Tenaga Kependidikan, th. 2013: Jakarta

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teks untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Teknik Dasar Lisrtrik Otomotif.

Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching) menjadi BELAJAR (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru (teachers-centered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik (student-centered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.

Buku teks ″Teknik Dasar Listrik Otomotif″ ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013diselaraskan berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis peningkatan keterampilan proses sains.

Penyajian buku teks untuk Mata Pelajaran ″Teknik Dasar Listrik Otomotif″ ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan nilai-nilai baru secara mandiri.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat PembinaanSekolah Menengah Kejuruan, dan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi kesempurnaan buku teks ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam membantu terselesaikannya buku teks siswa untuk Mata Pelajaran Teknik Otomotif Sepeda Motor kelas XI/Semester 2 Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).

Jakarta, 12 Desember 2013 Menteri Pendidikan dan Kebudayaan

Prof. Dr. Mohammad Nuh, DEA

PETA KEDUDUDKAN MODUL

BIDANG KEAHLIAN : TEKNOLOGI DAN REKAYASA PROGRAM KEAHLIAN

: OTOMOTIF

PAKET KEAHLIAN : PEKERJAAN DASAR TEKNIK OTOMOTIF KLAS SEMESTER BAHAN AJAR (BUKU)

Pemeliharaan Pemeliharaan Pemeliharaan

2 Mesin

Sasis dan

Ringan 4 Pemeliharaan Pemeliharaan Pemeliharaan

Sasis dan

Ringan 3 Pemeliharaan Pemeliharaan Pemeliharaan

Sasis dan

Ringan 2 Pemeliharaan Pemeliharaan Pemeliharaan

XI Ringan 2

Tenaga 2

1 Mesin

Sasis dan

Teknik Listrik

Dasar

Dasar Teknik

Teknik Listrik

1 Dasar

Dasar Teknik

Dasar

Otomotif 1

Otomotif 1

Otomotif 1

I. PENDAHULUAN

A. Prasyarat

Materi konsep dasar-dasar listrik otomotif memberikan bekal awal dalam memahami kompetensi teknik dasar listrik otomotif. materi ini disampaikan pada kelas X smester 1.

B. Petunjuk Penggunaan

Buku ini dibuat dengan memberikan penjelasan tentang pengetahuan konsep dasar-dasar listrik otomotif. Untuk memungkinkan siswa belajar sendiri secara tuntas , maka perlu diketahui bahwa isi buku ini pada setiap kegiatan belajar umumnya terdiri atas. Uraian materi, rangkuman, Lembar kerja, dan Pengayaan, sehingga diharapkan siswa dapat belajar mandiri (individual learning) dan mastery learning (belajar tuntas) dapat tercapai.

C. Tujuan Akhir

Tujuan akhir yang hendak dicapai adalah agar siswa mampu:  Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang dasar-dasar listrik otomotif  Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Arus Listrik, Tegangan, Hambatan/Tahanan.  Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff  Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Kutub Magnet, Induksi Elektromagnet dan Kaidah Flaming

 Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang ampere, Voltmeter, Ohmmeter dan Avometer  Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Rangkaian Listrik Seri,Rangkaian Listrik Paralel, Rangkaian Listrik Campuran dan Rangkaian Listrik Majemuk

 Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Pengertian Induksi dan Induksi Sendiri (Self-

Induction)

 Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan pengamatan tentang Kabel, Komponen Penghubung, Komponen Pelindung Sirkuit, Komponen Pelindung Kabel dan Ukuran Kabel

D. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

 Memahami jenis-jenis Besaran Listrik  Memahami Rumus Dasar Besaran Listrik  Memahami Hukum Ohm dan Kirchoff  Memahami Medan Magnet dan Arah Medan Magnet  Memahami Rangkaian Dasar Listrik Seri dan Paralel  Memahami Pengaruh Induksi terhadap timbulnya listrik  Memahami jenis kabel, ukuran kabel, dan konektor

E. Cek Kemampuan Awal

o Sebutkan satuan-satuan besaran listrik! o Sebutkan cara pembentukan medan magnet! o Apa yang dimaksud dengan GGL(Garis Gaya Listrik)? o Apa yang dimaksud dengan HukumOhm dan Hukum Kirchoff! o Sebutkan jenis-jenis rangkaian listrik! o Sebutkan alat-alat yang digunakan untuk mengukur rangkaian listrik! o Jelaskan Hukum Flamming!

o Sebutkan fungsi kabel!

II. PEMELAJARAN BAB I BESARAN LISTRIK

A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR KOMPETENSI DASAR

PENGALAMAN BELAJAR

Dari pembelajaran kompetensi dasar- Setelah mengikuti pembelajaran

dasar Listrik siswa mendapatkan dengan kompetensi dasar-

pengalaman belajar :

dasar Listrik siswa dapat :

1. Mengamati simulsi terkait materi pokok

1. Menghayati dan besaran listrik dan Mengeksplorasi

Mengamalkan perilaku dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait

jujur, disiplin, tanggung

materi besaran listrik,

jawab, peduli (gotong

2. Mengamati simulsi terkait materi pokok royong, kerjasama, toleran,

besaran listrik dan Mengeksplorasi damai), santun, responsif

dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait dan proaktif dan

Hukum Ohm dan Kirchof , menunjukan sikap sebagai

3. Mengamati simulsi terkait materi pokok bagian dari solusi atas

besaran listrik dan Mengeksplorasi berbagai permasalahan

dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait dalam berinteraksi secara

Kaidah Flaming

efektif dengan lingkungan

4. Mengkomunikasikan dalam pengukuran sosial dan alam serta

tegangan, tahanan dan arus dalam menempatkan diri

5. Mengamati simulsi terkait materi dan sebagai cerminan bangsa

Mengeksplorasii rangkaian seri, paralel dalam pergaulan dunia.

dan gabungan.

2. Memahami besaran listrik,

6. Mengamati simulsi terkait materi pokok hukum Ohm dan Kirchof

besaran listrik dan

padar listrik otomotip Mengeksplorasiinduksi sendiri, mutual

3. Menerapkan Dasar Listrik

pada kemagnitan

pada rangkaian seri, paralel

7. Mengkomunikasikan macam-macam dan gabungan

8. Jenis, ukuran kabel, terminal dan

penggunaannya

A. PETA KONSEP

1. BESARAN LISTRIK

7. JENIS, UKURAN KABEL,

2. HK. OHM & TERMINAL KIRCHOF DAN PENGGUNAA DASAR LISTRIK

6. INDUKSI DIRI, MUTUAL

3. KAIDAH PADA FLAMING KEMAGNITAN

PENGUKURAN SERI PARALEL

5. RANGKAIAN

TEGANGAN, & GABUNGAN

TAHANAN &

ARUS

B. PETA KONSEP BESARAN LISTRIK KUAT ARUS

1. AMPER

RAPAT ARUS

BESARAN

2. VOLT LISTRIK

3. HAMBATAN

HAMBATAN DALAM PENGHANTAR KONDUKTOR, ISOLATOR

C. MATERI PEMBELAJARAN

Selamat! Sekarang kalian telah menjadi peserta didik SMK. Saatnya telah tiba untuk mempelajari lebih dalam lagi tentang listrik melaluimata pelajaran. Dasar Listrik Otomotif. Dasar Listrik Otomotip adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik sesuatu yang ada di kendaraan baik itu kendaraan ringan, dan kendararaan berat secara sistematis.

melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hati-hati. Dengan cara itu, mereka dapat menjelaskan apa dan mengapa sesuatu dapat terjadi serta memperkirakan sesuatu yang terjadi saat ini maupun yang akan datang terhadap alam sekitar. Hasil-hasil temuan mereka dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan hidup manusia, seperti sepeda motor , mobil, excavator, dosher, komputer, televisi, dan sebagainya.

Pada bab ini, kalian akan mempelajari apa yang diselidiki dalam Besaran Listrik Otomotip, bagaimanamelakukan pengamatan, perhitungan serta pengukuran sebagai bagian dari pengamatan tersebut. Langkah awal untuk mempelajari benda-benda di sekitar adalah dengan melakukan pengamatan (observasi). Sebagai permulaan, lakukankegiatan berikut untuk melatih pengamatan untuk eksplorasi terhadap listrik disekitarmu.

PENGAMATAN

Gambar 1. Pengamatan rangkaian

Pada kegiatan ini, kalian telah menyimpulkan bahwa dalam kegiatanpengukuran perlu menggunakan satuan baku, satuan yang disepakati bersama. Besaran

yang satuan nya didefinisikan ini disebut besaran pokok.

MENAKSIR / MENDISKRIPSIKAN RANGKIAN LISTRIK

1. Lihatlah gambar dibawah 1.1 , Rangkaian listrik , dan amati!

2. Buatlah taksiran arus listrik, tegangan dan hambatan pada rangkian tersebut.

Catatlah taksiranmu dan taksiran teman-temanmu!

Membandingkan dan Berlatih

Bandingkan taksiranmu dan teman-temanmu dengan hasil perhitunganmu!

Diskusikan, apakah dekatnya hasil taksiran dengan hasil pengukuran sebenarnya dapat ditingkatkan dengan latihan? Untuk mengujinya, berlatihlah menaksir dan menghitung kemudian uji dengan hasil pengukuran!

Gambar 2. Pengamatan rangkaian

Pengamatan

1. Rangkailah komponen-komponen listrik seperti gambar 1.1 , baterai, kawat penghubung, lampu dan saklar !

2. Gerakan saklar ke bawah (tutup saklar) dimana pada posisi On.

3. Amati dari manakah lampu itu bisa hidup / menyala !

4. Hidup / nyalakan lampu beberapa menit (kurang lebih 3 menit), kemudian matikan.

4. Ulangi langkah tersebut sampai 3 (tiga) kali, sampai bisa menemukan komponen

yang bisa membuat lampu hidup / menyala!

Bagaimanakah hasil pengamatanmu? Temuan apakah yang dapat kamu ambil sebuah kesimpulan untuk menjelaskan kenapa lampu bisa nyala ?!

Dari hasil temuan dilapangan silahkan sesuaikan dengan gambar 1.1 Rangkaian listrik

Diskusikan:

Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa

Pada kegiatan sebelumnya, kalian telah menyimpulkan bahwa dalam kegiatan pengamatan pada rangkian listrik dimana lampu bisa menyala karena adanya arus listrik, beda tegangan dan hambatan yang terdapat pada rangkian. Arus listrik, beda tegangan dan hambatandapat di ukur dan perlu menggunakan satuan baku, satuan yangdisepakati bersama.Besaran yang satuannya didefinisikan ini disebut besaran pokok.

Besaran panjang, massa dan waktu disebut besaran pokok, karena dari besaran ini dapat diturunkan besaran-besaran yang lain seperti gaya dan energi. Besaran pokok didefinisikan sebagai besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu.Satuan dari besaran pokok disebut satuan pokok.Satuan Pokok SI seluruhnya ada tujuh, yaitu seperti yang terlihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Satuan pokok SI Besaran

m Massa

meter

kg Waktu

kilogram

s Kuat arus listrik

sekon

A Suhu

ampere

K Jumlah zat

kelvin

mol Intensitas cahaya

Tabel 1 Satuan pokok SI

Penggunaan berbagai macam satuan untuk besaran menimbulkan suatu kesukaran, alat ukur suatu satuan tertentu menjadi macam-macam, yang lebih menyulitkan lagi bahwa orang harus menyesuaikan diri terhadap berbagai macam satuan.Dengan demikian diperlukan menetapkan satuan standar besaran Penggunaan berbagai macam satuan untuk besaran menimbulkan suatu kesukaran, alat ukur suatu satuan tertentu menjadi macam-macam, yang lebih menyulitkan lagi bahwa orang harus menyesuaikan diri terhadap berbagai macam satuan.Dengan demikian diperlukan menetapkan satuan standar besaran

1. ARUS LISTRIK

Amper adalah satuan SI untuk besaran pokok listrik, dilambangkan dengan huruf A. Satu amper adalah suatu arus listrik yang mengalir, sedemikian sehingga di antara dua penghantar lurus dengan panjang tak terhingga, dengan penampang yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah dengan jarak satu

meter dalam vakum, menghasilkan gaya sebesar  2 x 7 10 newton per meter.

Satuan ini diambil dari nama André-Marie Ampère, salah satu penemu elektromagnetik.

DEFINISI ARUS LISTRIK

Adalah Elektron-elektron yang mengalir melalui suatu penghantar tiap detik.atau dengan kata lain adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.

Besarnya arus listrik yang mengalir melalui konduktor adalah sama dengan jumlah elektron bebas yang melewati penampang konduktor setiap detik. Arus listrik dinyatakan dengan I (Intensity) sedangkan besar arus listrik dinyatakan dengan satuan ampere, disingkat A.Satu amperA sama dengan Besarnya arus listrik yang mengalir melalui konduktor adalah sama dengan jumlah elektron bebas yang melewati penampang konduktor setiap detik. Arus listrik dinyatakan dengan I (Intensity) sedangkan besar arus listrik dinyatakan dengan satuan ampere, disingkat A.Satu amperA sama dengan

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.

Gambar 3. Gerakan Elektron

Elektron bebas yang bermuatan negative selamanya akan selalu tolak menolak satu dengan lainnya. Bila ada kelebihan electron disatu tempat, maka akan ada kekurangan electron ditempat lainnya, electron akan selalu bergerak ketempat yang kosong, dan kemudian mencoba untuk saling menjauh satu sama lainnya. Saat pergerakan ini terjadi, aliran atau arus elektron terbentuk, Arus akan terus berlanjut sampai electron genap terpisah dari intinya.

Arus dapat digambarkan seperti laju aliran elektron, besarnya aliran electron bias diumpamakan seperti pada pipa air. Pada pipa yang diameternya lebih besar mempunyai kapasitas aliran yang lebih besar pula. Artinya adalah aliran arus akan besar bila jumlah electron yang bergerak juga banyak, sehingga semburan air bisa jauh seperti gambar dibawah ini.

Pada pipa yang diameter kecil mempunyai kapasitas aliran yang lebih kecil, Pada pipa yang diameter kecil mempunyai kapasitas aliran yang lebih kecil,

Gambar 4. Perumpaman Aliran arus Jadi kesimpulannya adalah mengalirnya suatu electron sama dengan

mengalirnya suatu arus. Arus adalah mengalirnya electron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.

Gambar 5. Gambar Aliran Elektron Dan Arus listrik Formula arus listrik adalah:

Dimana:

I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere

= Besarnya muatan listrik,

coulomb

= waktu,

detik

1.1. KUAT ARUS LISTRIK.

Definisi Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu, dengan kata lain Amper adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

“Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”. listrik yang dapat memisahkan,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik. Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

Formula arus listrik adalah

1 (satu) Coulomb

6,28 x 1018

electron Dimana : Q = Banyaknya muatan listrik dalam

satuan coulomb

I = Kuat Arus dalam satuan Amper. t = waktu dalam satuan detik.

PERMASALAHAN KUAT ARUS LISTRIK

Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit.

Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

PEMECAHAN MASALAH

Diketahui: I = 0,5 amp t = 2 menit. Ditanyakan: Q (muatan listrik). Penyelesaian: t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

Q=Ixt

= 0,5 x 120 = 60 coulomb.

1.2. RAPAT ARUS

Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm2), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm2 (12A/1,5 mm²). Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).

Definisi

Rapat Arus

Adalah besarnya arus listrik tiap-tiap luas penampang kawat (mm 2 )

Gambar 6.Kerapatan arus listrik.

Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm².Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

Formula arus listrik adalah : Dijabarkan sebagai berikut :

Dimana : S = Rapat arus [ A/mm²]

I = Kuat arus [ Amp]

Q = luas penampang kawat [ mm²]

Kejadian-Kejadian Yang Disebabkan Oleh Arus Listrik

Bila arus mengalir pada konduktor atau elektrolit akan menyebabkan (menimbulkan) tiga kejadian :

a. Pembangkit panas

Bila arus melewati konduktor, akan menghasilkan panas saat sistem bekerja. Contohnya meliputi :Lampu kepala (Head Light), Korek api dimobil (Cigarette Lighter), sekring (Fuse) dll.

Gambar7. aliran arus

b. Aksi kimia

Bila aksi kimia terjadi pada elektrolit (cairan yang dapat dilalui /dialiri arus listrik) akan menyebabkan arus listrik mengalir. Baterai jenis basah bekerja berdasarkan prinsip kimia.

Saat kondisi baterai kosong (teganan dan arus) yang tersimpan dibaterai berkurang, reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut :

Pb02 + Pb + 2H2S04 -----> 2PbS04 + 2H20 Di atas ditunjukkan terbentuknya timbal sulfat selama penggunaan

(discharging). Keadaan ini akan mengurangi reaktivitas dari cairan elektrolit karena asamnya menjadi lemah (encer), sehingga tahanan antara kutub sangat lemah untuk pemakaian. baterai perlu diisi tegangan dan arus (charging) mengakibatkan pada reaksi kimia akan berubah. Perubahannya sebagai berikut :2PbS04 + 2H20 ----> PbO2 + Pb + 2H2S02

Gambar 8. Reaksi Kimia Baterai Gambar 8. Reaksi Kimia Baterai

Bila arus listrik mengalir pada kabel atau kumparan akan menghasilkan medan magnet disekitarnya. Prinsip ini digunakan pada koil pengapian (ignition coil), alternator, motor starter dan macam-macam solenoid.

RANGKUMAN ARUS LISTRIK:

 Arus listrik terjadi karena mengalirnya elektron.  Bila aliran elektronnya banyak, maka arus yang mengalir juga lebih

banyak.  Melalui perbedaan potensial, arus bisa mengalir dari potensial yang tinggi ke potensial yang lebih rendah.  Bila aliran elektron bebasnya banyak, maka akan menghasilkan panas, karena itu kawat listrik menjadi panas dikarenakan banyaknya arus yang lewat.

 Jumlah arus dapat diterangkan dengan mengambil perumpamaan pada jumlah air yang mengalir pada sebuah pipa.

 Besarnya arus yang melewati kebeberapa aktuator (beban) berarti tenaga listriknya juga kuat.

PERMASALAHAN RAPAT ARUS

1. Sebuah batere memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

2. Muatan listrik 4500 C, arus listrik 1500 mA. Hitunglah waktunya

Diketahui : I = 0,5 amp t = 2 menit. Ditanyakan : Q (muatan listrik). Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

Q=Ixt = 0,5 x 120 = 60 coulomb.

PEMECAHAN MASALAH 2

Diketahui : Q = 4500 C

I = 1500 mA = 1.5 A Ditanyakan : t = ? Jawab : t

=Q/I = 4500 C / 1.5 A = 3000 s = 3000 dt = 50 menit = 5/6 jam

2. TEGANGAN (VOLTAGE)

Besaran turunan yang digunakan pada listrik adalah tegangan.

Pengamatan tegangan

1. Siapkan baterai bertengan 12 V, yang satu ber tegangan rendah (kurang dari 12 V) dan satunya

bertegangan 12 V.

2. Siapkan bola lampu bertengan 12 V dan penghantar (kabel)

3. Rangkailah, seperti gambar sebelah ini

4. Amati nyala lampu bila menggunakan tegangan dibawah 12 V dan tegangan diatas 12 V

BANDINGKAN DAN SIMPULKAN

Bandingkan hasil pengamatanmu dan hasil pengamatan temanmu! Catat persamaandan

perbedaannya! Jika hasil pembelajaran tegangan dikomunikasikan kepada orang lain,apakah orang tersebut memperoleh pemahaman yang sama? Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, hal penting apakah yang arus dirumuskan bersama? Diskusikan dalam kelompokmu

Diskusikan:

Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa hasilnya demikian? Apakah yang memengaruhi hasil pengamatan tegangan pada rangkaian listrik bisa menyalakan lampu ?

Tegangan listrik merupakan perbedaan potensial listrik antara dua titik pada suatu penghantar atau rangkaian listrik.Beda potensial adalah perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik.

Bila suatu battery dihubungkan ke lampu dan lampu tersebut menyala, hal ini terjadi dengan adanya aliran listrik. Arus bias mengalir karena ada perbedaan potensial antara kutub positip dan kutub negatip. Arus mengali rmelalui lampu, artinya bahwa electron bergerak dari "-" ke "+" sehingga lampu dapat menyala.Selanjutnya bagaimana dan mengapa arus mengalir? Kita lihat contoh pada kincir air ,kincir tidak akan berputar bila tidak ada air yang mengalir, hal yang sama jika tidak ada arus yang mengalir, maka lampu tidak akan menyala. Bagaimana air akan mengalir pada contoh dibawah ini? Bila tangki air A dan B tingginya sama, air tidak akan mengalir dan kincir air juga tidak bias berputar. Jika ada perbedaan tingg ipermukaan air diantara kedua tangki tersebut, maka air bias mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih rendah dengan sendirinya.

DEFINISI TEGANGAN

Adalah mengalirnya elektron-elektron disebabkan adanya perbedaan potensial listrik antara dua titik pada suatu penghantar atau rangkaian listrik.

Di satu sisi sumber arus listrik terdapat elektron yang bertumpuk sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit. Hal ini terjadi karena adanya gaya magnet yang mempengaruhi materi tersebut. Dengan kata lain, sumber tersebut menjadi bertegangan listrik. Tegangan listrik (disebut juga voltase) identik dengan beda potensial.

Pada dasarnya, beda potensial (tegangan) inilah yang menyebabkan aliran elekron dari potensial rendah (negatif) ke potensial tinggi (positif). Artinya adanya arus listrik disebabkan karena adanya tegangan listrik pada dua titik (kutub positif dan kutub negatif). Pada rangkain listik, bisa jadi setiap komponen listrik mempunyai beda potensial yang berbeda tergantung hambatan komponen tersebut

Sebagai contoh,kincir air akan berputar. Hal yang sama juga berlaku pada listrik, bila tidak ada perbedaan potensial, arus tidak mengalir, dan jika ada perbedaan potensial, maka arus bisa mengalir dari potensial yang lebih tinggi ke yang lebih rendah,hasilnya adalah arus atau tenaga listrik. Bila pergerakan elektron bebas jumlahnya banyak,artinya adalah tenaga listriknya menjadi besar.

Jika suatu kabel dihubungkan antara muatan positif dan muatan negatif, maka elektron akan bergerak netral. Pada saat tersebut, panas terbentuk oleh Jika suatu kabel dihubungkan antara muatan positif dan muatan negatif, maka elektron akan bergerak netral. Pada saat tersebut, panas terbentuk oleh

kejadian reaksi kimia seperti misalnya yang terjadi pada battery. Mari kita lihat aliran arus pada battery kendaraan. Sumber energi battery terdiri dari dua terminal yaitu positif dan negatif.

Dari penjelasan mengenai muatan positif dan negatif, dapat dikatakan bahwa atom terminal positif protonnya lebih banyak dari pada elekronnya, sehingga terminalnya berisi muatan positif. Dan satunya lagi, atom yang terdapat pada terminal negatif mempunyai electron yang lebih banyak disbanding dengan proton, sehingga terminalnya bermuatan negatif. Terminal negative mempunyai suplai electron bebas yang sangat banyak sekali,ke semua electron ini ,terkumpul disuatu area yang kecil dan saling tolak –menolak

satu sama lainnya. Jika perbedaan listrik secara alami terhubung dengan kedua kawat yang

bermuatan berbeda ,maka arus bias mengalir dikarenakan adanya perbedaan potensial listrik antara kedua muatan sehingga arus dapat mengalir. Perbedaan potensial listrik biasa disebut dengan tegangan (voltage). Karena ada perbedaaan potensial listrik,maka terjadi electromotive force(emf).

Tegangan (V) adalah unit listrik untuk menerangkan jumlah tekanan listrik Tegangan (V) adalah unit listrik untuk menerangkan jumlah tekanan listrik

=V, dimana Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu

=E dan satuan teganan

joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”. Dari pernyataan diatas dapat diformulasikan sebagai berikut :

Dimana ;

E = W (joule) / Q (coulombs)Volt W = tenaga listrik 1Q =jumlah muatanlistrik Persetaraan satuan : 1volt

:0.001 KV

volt :1,000mV 1kV:1,000v

2.1. Beda Potensial Tegangan

Tegangan dapat disebut sebagai potensial dan perbedaan potensial. Pada gambar 2-3 (tangki air) menerangkan bagaimana mereka berhubungan satu sama lainnya, saat kedua tangki air dihubungkan dengan sebuah pipa, maka air akan mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih rendah. Tinggi air diukur dari permukaan tanah. Untuk kelistrikan, potensial diukur berdasarkan standar tingkatan kepastian yang disebut dengan alam (eart) atau bumi (ground), potensial dari bumi (ground) diambil dalam angka 0 volt(V). Biasanya alam secara phisik mewakili ground, namun pada bidang otomotif ground adalah terminal battery negative (-).

Tinggi air pada tangki yang lebih rendah diibaratkan sebagai tinggi air dalam nol volt (V). Pada battery, 12 volts artinya adalah perbedaan potensial antara kedua terminal battery kutup positip dan kutup negatip.

Bila ketinggian tempat pada gambar diatas karenakan posisi air berbeda, air akan mengalir dari tangki A ke tangki B, namun apabila bila posisinya tidak berbeda (tekanansama), air tidak akan mengalir. Karena itulah, jika tekanannya tidak berbeda atau sama ,arus akan diam. Karena tidak ada aliran arus, maka Sistem tidak bekerja sehingga tidak terjadi panas. Jika ada perbedaan tekanan antara tangki A dan B maka arus bias mendesak masuk sehingga terjadi panas. Artinya adalah muatan positif pada battery adalah 12 volt dan negatifnya adalah 0 volt. Pada switch buka – tutup yang ada pada gambar 2-4 dibawah, karena arus mengalir ,lampu bias menyala berdasarkan posisi switch-nya. Agar terjadi aliran muatan (arus listrik) dalam suatu rangkaian tertutup, maka haruslah ada beda potensial atau beda tegangan di kedua ujung rangkaian (kutub baterai sebagai sumber tegangan).

Adalah perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik Jika energi tiap muatan habis akibat penggunaan, maka di kedua ujung

rangkaian tidak akan ada beda potensial (beda potensial bernilai nol volt). Akibatnya komponen-komponen elektronika seperti lampu, trafo, dan lain rangkaian tidak akan ada beda potensial (beda potensial bernilai nol volt). Akibatnya komponen-komponen elektronika seperti lampu, trafo, dan lain

2.2. Jenis Tegangan Beda Potensial Tegangan

1. Sumber tegangan listrik searah ( DC = Direct Current ) Tegangan yang bekerja pada rangkaian arus listrik tertutup selalu dengan

arah yang sama, maka arus listrik yang mengalir arahnya juga sama. Biasa disebut dengan arus searah (simbol normalisasi : ¾ ). Tegangan listrik searah adalah arus listrik yang mengalir dengan arah dan besar yang tetap/konstan.Yaitu sumber arus listrik yang tidak berubah fasenya. Pada gambar grafik yang memperlihatkan hubungan antara tegangan (V) dan waktu (t) pada tegangan Listrik searah (DC). Berarti bahwa pembawa muatan listrik bergerak dengan arah arus listrik tertentu.

Besarnya tegangan listrik pada saat yang berbeda diperlihatkan pada suatu grafik (grafik tegangan fungsi waktu). Untuk maksud ini sumbu horisontal sebagai waktu (misal 1s, 2s, 3s dst.) dan sumbu vertikal sebagai arusnya (misal 1A, 2A, 3A dst.).

Besarnya arus listrik yang sekarang ditetapkan pada 1, 2 Besarnya arus listrik yang sekarang ditetapkan pada 1, 2

sesuai dengan suatu garis, Gambar 9. Grafik Arus Listrik Searah ( DC)

dengan demikian maka didapatkan suatu grafik arus fungsi waktu (grafik garis). Gambar grafik seperti ini dapat dibuat secara jelas dengan suatu oscilloscope.

Contoh Sumber arus listrik searah ( DC )

1. Batere/Baterai ( elemen kering )

2. Accumulator ( aki = accu ) (elemen basah )

3. Elemen Volta ( elemen basah )

4. Solar sel

5. Dinamo DC atau Generator DC

6. Adaptor AC ke DC : a. Adaptor Sistem Perata Tunggal, b. Adaptor Sistem Cabang Tengah, c. Adaptor Sistem jembatan, d. Adaptor Sistem Dwi Kutub

2. Tegangan bolak-balik Tegangan pada suatu rangkaian arus, arahnya berubah - ubah dengan

suatu irama / ritme tertentu, dengan demikian maka arah dan besarnya arus selalu berubah - ubah pula. Biasa disebut arus listrik bolak-balik (simbol normalisasi : ~ ). Berarti bahwa elektron bebasnya bergerak maju dan mundur

Gambar 10. Grafik tegangan listrik Bolak-Balik

Disini pada tegangan bolak-balik, sebagaimana digunakan didalam praktik, arahnya selalu berubah - ubah (misalnya 50 kali tiap sekon), electron - elektron di dalam penghantar kawat hanya sedikit berayun / bergerak maju dan mundur.

Suatu tegangan listrik bergelombang yang besarnya selalu berubah, tetapi arah tegangan listrik tersebut tetap konstan, maka dalam hal ini berhubungan dengan suatu arus listrik yang terdiri atas sebagian tegangan listrik searah dan sebagian yang lain berupa tegangan bolak- balik. Biasa disebut sebagai tegangan bergelombang (alternating current). Tegangan bergelombang adalah suatu arus yang terdiri atas sebagian arus searah dan sebagian arus bolak-balik.Salah satu bentuk lain dari arus bergelombang yang sering ditemukan dalam praktik yaitu berupa pulsa arus searah (lihat gambar 4) tegangan hanya dapat diketahui dan ditetapkan melalui reaksi atau efek yang ditimbulkannya.

Sebagai contoh akibat dari reaksi atau efek yang ditimbulkannya adalah sebagai berikut :

1. Reaksi panas Arus listrik selalu memanasi penghantarnya.Didalam kawat logam

misalnya, elektron-elektron saling bertumbukan dengan ion-ion atom, bersamaan dengan itu elektron tersebut memberikan sebagian energi geraknya kepada ion-ion atom dan memperkuat asutan panas ion-ion atom, yang berhubungan dengan kenaikan temperatur.Penggunaan reaksi panas arus listrik ini misalnya pada open pemanas, solder, kompor, seterika dan sekering lebur.

2. Reaksi cahaya Pada lampu pijar reaksi panas arus listrik mengakibatkan kawat membara

dan dengan demikian menjadi bersinar, artinya sebagai efek samping dari cahaya. Reaksi cahaya secara langsung ini ditemukan pada penggunaan tabung cahaya, lampu mercury, lampu neon dan lampu indikator (negative glow lamp).

3. Reaksi kemagnitan Gas seperti neon, argon atau uap mercury dipicu/diprakarsai oleh arus

listrik sehingga menjadi bersinar. Contoh sumber arus listrik bolak balik ( AC )

1. Generator AC

2. Jala-jala PLN yang dihasilkan oleh : PLTA, PLTU, PLTP, PLTN, dll.

3. Inverter DC ke AC

PERMASALAHAN :

Energy 12.500 J, muatan 250 C. Hitunglah besar tegangan listriknya

PEMECAHAN MASALAH :

Diketahui : W = 12.500 J Q = 250 C Ditanyakan : V = ? Jawab : V=W/Q = 12.500 J / 250 C = 50 Volt

3. HAMBATAN/TAHANAN

PERCOBAAN 1:

1. Sediakan 3 (tiga) jenis bahan kawat penghantar dari tembaga,

kuningan dan dari kawat nikelin.

2. Panjang kawat penghantar masing-masing 1 dan 3 meter.

3. sediakan bola lampu bertegangan 12 V sebanyak 3 buah.

4. Sediakan sumber tegangan 12 V

5. Hubungkan ke 3 (tiga) komponen kawat tembaga, kuningan

dan kawat nikelin dengan bola lampu serta sumber tegangan.

6. Rangkai seperti gambar disamping !

7. Amati nyala bola Lampu ! Mana yang lebih terang

Panjang : 1 m dan 3 m

Luas penampang : Tetap

Bahan : Berubah-ubah

Diskusikan:

Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa hasilnya demikian? Apakahyang memengaruhi hasil percobaan tersebut?

Bandingkan dan Simpulkan

Jika prediksimu berbeda dengan kenyataannya, apa yang akan terjadi sesuai hasilpengamatanmu?

Kondisi Jenis Kawat

Penghantar 3 Menyala

1 meter

meter

(Terang / Redup)

Kawat Tembaga

Kawat Nikelin

Kawat Kuningan

Panjang : Tetap Luas penampang : Tetap Bahan : dipanaskan

PERCOBAAN 2:

1. Seperti pada percobaan 1 (satu) panaskan kawat penghantar dengan menggunakan lilin dengan jenis kawat penghantar berbeda- beda!

2. Amati apa yang terjadi pada nyala bola lampu?

Gambar Penampang kabel dipanaskan

Diskusikan:

Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa hasilnya demikian? Apakah yang memengaruhi hasil percobaan tersebut?

Kondisi Menyala Jenis Kawat

Bola lampu

(Tegangan lampu 12 V)

(Terang / Redup)

Tidak dipanaskan

kondisi dipanaskan

Kawat Tembaga

Kawat Nikelin

Kawat Kuningan

MATERI PEMBELAJARAN

Jika suatu elektron bebas bisa bergerak didalam benda, dan dikarenakan elektron mempunyai listrik alami, maka akan terjadi suatu aliran arus listrik.

Arus 1 ampere adalah elektron sebanyak 6.25x10 18 electron bergerak dalam satu detik. Perlu juga kita ketahui, bahwa semua jenis benda tersusun dari

atom-atom sehingga ada beberapa kemungkinan rintangan bagi elektron bebas untuk bergerak, tertahannya pergerakan elektron bebas biasa disebut dengan tahanan listrik.

Difinisi Tahanan

Adalah hambatan-hambatan yang dialami oleh elektron-elektron pada saat perpindahannya . Diukur dengan Ohm meter, satuan  (ohm).

Semua benda terdiri dari struktur atom yang berbeda, Karena itulah ruang lingkup elektron bebas untuk bergerak menjadi beragam tergantung dari jenis bendanya. Walaupun elektron dengan jumlah yang sama persatuan, jumlah elektron yang dapat mengalir melalui ruang sempit persatuan waktu dapat berubah, semakin besar ketebalan suatu benda, maka pintu gerbang dimana elektron dapat bergerak juga menjadi semakin lebar. Jika jarak mengalir elektron jauh, maka waktu perjalanan juga akan semakinl ama, sehingga jumlah elektron yang bergerak dalam unit waktu dapat berkurang. Artinya adalah banyak tahanan listriknya.

3.1. Hambatan Kawat Penghantar

Besar hambatan suatu kawat penghantar (L). Sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar Besar hambatan suatu kawat penghantar (L). Sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar

A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis:

Rumus untuk menjelaskan tahanan listrik adalah :

R = Tahanan suatubenda

𝜌 = Variable dari suatu benda (Ώ m)

L = Panjang kabel(m)

A = Lebar area(m )

Gambar 11. Penampang Kabel

Besaran ρ dikenal sebagai hambatan jenis atau resistivitas yang nilainya bergantung pada jenis bahan penghantar. Dalam suatu batas perubahan suhu tertentu, perubahan hambatan jenis sebanding dengan besar perubahan suhu

(Δt), Karena hambatan R berbanding lurus dengan hambatan jenis ρ, maka perubahan nilai hambatan akan mengikuti hubungan.Sehingga rumus hambatan sebagai berikut :

Dimana: Rt = hambatan pada suhu t 0 C,

R0 = hambatan mula-mula,

α = Koefisien suhu hambatan jenis (per 0 C)

Δt = perubahan suhu ( 0 C) Koefisien suhu hambatan jenis (α) tergantung pada jenis bahan. Meskipun

hambatan jenis sebagian besar logam bertambah akibat kenaikan suhu, namun bahan tertentu hambatan jenis justru akan semakin kecil akibat kenaikan suhu. Hal ini terjadi pada bahan semikonduktor yaitu, karbon, grafit, germanium, dan silikon.

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

3.2. Tahanan Dalam Penghantar

Dalam suatu rangkaian listrik tentu terdapat hambatan. Hambatan / resistansi merupakan karakteristik umum dari suatu rangkaian. Berikut akan dijelaskan secara lebih detail karakteristik hambatan komponen-komponen dalam rangkaian listrik. Besarnya hambatan kawat penghantar dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu Hambatan jenis penghantar,panjang penghantar, dan luas penampang penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron.Aliran arus listrik merupakan aliran elektron.Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya.Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar

penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

panas.Tahanan

1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C”

Difinisi Daya hantar

Adalah Kemampuan penghantar dalam menghantarkan daya hantar arus listrik (arus).

Sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”. Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

Dimana : R = Tahanan/resistansi [ ?/ohm]

G = Daya hantar arus/konduktivitas [Y/mho]

Gambar 12. Gerakan elektron di dalam penghantar logam

Jadi tahanan listrik pada suatu benda berbeda tergantung faktor sebagai berikut:

a. Jenis benda

b. Bagian kabel

c. Panjang kabel

d. Temperatur

Juga jika suatu benda temperaturnya naik, gerakan atom akan menjadi lebih lambat, karena atom – atom elektron bebas tersebut bergeraknya tidak bebas. Jadi tahanan listrik akan naik apabila temperatur bendanya bertambah tinggi. Huruf yang mewakili tahanan adalah : R Satuan tahanan adalah : Ω (ohm) Simbol tahanan : --/\/\/\--

Gambar 13. Pergerakan tegangan dan arus terhadap tahanan

1 ohm : adalah suatu tahanan listrik (konduktor) yang mampu menahan aliran arus listrik sebesar 1 ampere dengan tegangan 1 volt

PERSETARAAN SATUAN 1k Ω =1,000Ω

1 Ω=0.001kΩ

1M Ω=1,000,000Ω

3.3. Konduktor, Isolator Dan Resistor

Bila arus listrik mengalir melalui suatu benda dengan mudah, maka benda tersebut disebut sebagai Konduktor (penghantar listrik). Logam seperti tembaga, perak, emas, aluminum, dan baja dipakai sebagai penghantar karena mereka adalah conductor yang baik. Tembaga banyak dipakai dalam bentuk kabel karena ketahanannya dan biaya yang tidak begitu mahal.Lawan dari conductor adalah insulator. Insulator adalah benda yang tidak bisa mengalirkan arus listrik, Contohnya adalah gelas, plastik, karet, dan keramik. Lapisan plastik pada bagian luar kabel adalah salah satu contoh sebuah insulator. Saat elektron bebas bergerak di dalam conductor, beberapa elektron bersinggungan dengan atom-atom dan sebagian energi kinetik yang memancarkan cahaya atau panas.

Karena itulah, aksi pembangkitan panas disebut dengan Daya listrik (Joule heat). Pembangkitan panas besarnya adalah sebanding dengan arus listrik dan

besar tahanan. Diformulasikan sebagai berikut :

Dimana ; P : Daya (Jouleheat )

I : Aruslistrik R : Tahanan

Alat yang menggunakan aksi pembangkitan panas adalah - Electric Stove Electriciron - Lamps - Etc

Kayu kering

Air yang disuling

Kaleng

Plastik

Ground (Bumi)

Kertas

Latihan Evaluasi :

Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?

PEMECAHAN MASALAH :

Diketahui ρ = 0,000 001 Ωm

R = 57,6 Ω

A = 0,000 000 25 m² Ditanya : L ? Jawab

R = ρ (L/A) = 57,6 = 0.000 001 . (L/o.oooooo25)

L = 57,6 . 0,25

L = 14,4 m

Rangkuman

Arus

1. Arus yang mengalir adalah sebesar jumlah elektron bebas.

2. Arus listrik menjalankan electric actuator

3. Bila tegangannya tinggi, arus yang mengalir juga banyak. Namun akan mengakibatkan overheat bila aliran arusnya berlebihan.

4. Tahanan menahan aliran arus , jika tahanannya besar, aliran arus akan berkurang.

5. Bila arus yang lewat berlebihan, akan terjadi panas.

6. Aksi megnet terjadi pada gulungan kawat yang dialiri listrik.

Tegangan

1. Bila ada potensial listrik, maka elektron mulai bergerak

2. Selanjutnya, aliran listrik dimulai

3. Bila tegangannya tinggi, elektron bisa bergerak lebih banyak lagi

4. Dan aliran listriknya juga menjadi lebih banyak

Resistance

1. Tahanan menghalangi gerak elektron bebas, juga menggangu aliran listrik

2. Jika tahanannya besar, aktuator kelistrikan 100% tidak bisa berjakan karena tidak 100% arusyang lewat.

3. Tahanan dimulai dengan degradasi atau penuaian pada suatu wiring harness.

4. Pada mobil problem kelistrikan dimulai dari tahanannya, kontak tahanan pada connector,terlepasnya connector dan ground yang lemah.

Evaluasi

1. Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 Ωm dan luas penampangnya 0,000 000 25 m² digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57, 6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan ?

2. Seutas kawat yang panjangnya 50 cm, luas penampangnya 2 mm2 , ternyata hambatannya 100 Ohm. Dengan demikian, hambatan jenis kawat tersebut adalah…?

3. Sebuah Kawat penghantar setelah diberi beda potensial listrik pada kedua ujung 2 detik kemudian besar arus yang mengalir secara konstan pada kawat tersebut terukur 4 A.

Hitunglah :

a. Jumlah muatan yang mengalir dalam tiap satuan menit,

b. Jumlah elektron yang mengalir dalam per menit.

4. Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?.

5. Pada sebuah penghantar kabel yang berupa kawat tembaga yang memiliki luas penampang sebesar 1 mm2 terdapat 2 x 1021 elektron bebas per meter persegi. Berapa rapat arus yang dapat dihitung apabila kawat tersebut dialiri listrik selama 1 menit jika diketahui muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19C ? Diketahui : A = 1 mm2 = 1 x 10-6 m2 dan n = 2 x 1021 elektron per meter persegi dapat kita hitung rapat arus dari persamaan berikut.

Tugas Mandiri

Pilihlah suatu L a mp u P e n e r a n g a n d i t e m p a t w o r k s h o p d i m a n a l a m p u t e r s e b u t b i s a m e n y a l a t e r a n g d a n r e d u p sebagai objek

tersebut dengan indramu. Lakukan penafsiran sebanyak – banyaknya terhadap benda tersebut agar dapat kalian deskripsikan secara rinci. Buat laporan tertulis tentang deskripsi objek itu. Lakukan analisis, adakah besaran pada benda itu yang belum dapa diamati atau diukur. Kemukakan idemu, bagaimana cara mengamati atau mengukurnya.

pengamatan.Kemudian,amati

benda

BAB II HUKUM-HUKUM PADA DASAR LISTRIK

A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR KOMPETENSI DASAR PENGALAMAN BELAJAR

Dari pembelajaran kompetensi dasar-dasar

Setelah mengikuti

pembelajaran

Listrik siswa mendapatkan pengalaman

dengan kompetensi

dasar-dasar

belajar :

Listrik siswa dapat :

1. Mengamati simulsi terkait materi pokok perilaku jujur, disiplin, tanggung

1. Menghayati dan

Mengamalkan

besaran listrik dan Mengeksplorasi jawab, peduli

dalam Menyelesaikan Hukum Ohm dan kerjasama, toleran, damai), santun,

responsif dan

2. Mengamati simulsi terkait materi pokok menunjukan sikap sebagai bagian

proaktif

dan

besaran listrik dan Mengeksplorasi dari

dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait permasalahan dalam berinteraksi

Hukum Ohm dan Kirchof , secara efektif dengan lingkungan

3. Mengamati simulsi terkait materi pokok sosial dan alam serta dalam

dan Kirchof ,dan menempatkan diri sebagai cerminan

Hukum

Ohm

Mengeksplorasi dalam Menyelesaikan bangsa dalam pergaulan dunia.

sosl-soal terkait Hukum Ohm dan

2. Memahami besaran listrik, hukum

Kirchof ,

Ohm dan Kirchof padar listrik

4. Mengkomunikasikan dalam Hukum otomotip

Ohm dan Kirchof ,

5. Mengamati simulsi terkait materi dan rangkaian

3. Menerapkan Dasar Listrik pada

Mengeksplorasi Hukum Ohm dan gabungan

seri,

paralel

dan

Kirchof ,6.

B. PETA KONSEP DASAR LISTRIK HUKUM KIRCHOF OHM

HUBUNGAN

HUBUNGAN

KIRCOF 2 DAYA

KIRCOF 1

KALOR

HUKUM-HUKUM PADA DASAR LISTRIK