LISTRIK ARUS SEARAH DIRECT CURRENT DC
LISTRIK ARUS SEARAH
(DIRECT CURRENT = DC)
|
Arus searah (bahasa Inggris direct current atau
DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang
energi potensialnya tinggi ke titik lain yang
energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus
listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk
aki dan Elemen Volta) dan panel surya. Arus
searah biasanya mengalir pada sebuah
konduktor, walaupun mungkin saja arus searah
mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan
ruang hampa
h
udara
d
(WIKIPEDIA)
http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_searah, 31 Des 2013
Arus Listrik
Arus listrik adalah aliran muatan listrik. Jika dalam selang waktu
∆ t jumlah muatan listrik yang mengalir adalah ∆ Q, maka
besarnya arus listrik didefinisikan sebagai :
(1)
Satuan muatan listrik adalah Coulomb (C ) dan Satuan arus listrik
adalah Ampere, (A).
Muatan listrik dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain
karena adanya beda potensial.
Tempat yang memiliki potensial tinggi melepaskan muatan ke
t
tempat
t yang memiliki
iliki potensial
t
i l rendah.
d h
Besarnya arus yang mengalir berbanding lurus dengan beda
potensial antara dua tempat, atau . Kesebandingan di atas
selanjutnya dapat ditulis:
(2)
V : beda potensial antara dua titik
R : tahanan listrik antara dua titik (Ω).
Persamaan (2) dinamakan hukum Ohm.
Gambar 1. Simbol tahanan listrik
Contoh 1
Lihat gbr di bawah. Titik A memiliki potential lebih tinggi
dari titik B dengan perbedaan potenrial 2 V.
Jika hambatan listrik antara titik A dan B adalah 100 Ω,
(a) berapa arus yang mengalir melalui hambatan dan ke
mana arahnya?
(b) berapa
b
b
besar
muatan
t yang mengalir
li selama
l
5 s??
Jawab
(a) Arus yang mengalir:
arus mengalir dari titik A ke titik B
Arus pada percabangan
Gambar 2. Arus yang masuk dan keluar dari percabangan
Hk Kirchoff
Ki h ff I:
I
Jumlah arus masuk = jumlah arus keluar
Sumber potensial listrik
Sumber potensial listrik = gaya gerak listrik (ggl)
Contoh ggl: baterei, aki, dynamo, sel surya, dan lain-lain
Gambar 3. Simbol ggl
Jika beda p
potensial antara dua kutub gg
ggl adalah ε maka
besar arus yang mengalir memenuhi
(3)
Gambar 4.
R
Rangkaian
k i
yang mengandung
d
ggl dan tahanan
Tahanan listrik
Benda yang tidak dapat dialiri arus listrik dinamakan
isolator. Material yang mudah dialiri arus listrik
dinamakan konduktor.
konduktor
Hubungan antara tahanan listrik yang dimiliki bahan
dengan
g
ukuran bahan:
(4)
dengan
R : tahanan yang dimiliki bahan,
L : panjang bahan,
A : luas penampang bahan
ρ : disebut tahanan jenis bahan
Tabel 1. Tahanan jenis beberapa bahan pada suhu 20 oC
Tahanan Komersial
Nilai yang dimiliki tahanan tidak tertera pada komponen.
Nilai tahanan dinyatakan dalam kode-kode warna yang
melingkar pada komponen. Jumlah kode umumnya 3 buah.
Tetapi untuk tahanan yang lebih teliti, jumlah kode warna
ada empat buah.
Gambar 5
Kode warna pada tahanan
Nilai tahanan ditentukan oleh tiga kode warna pertama.
Kode warna keempat disebut toleransi yang menentukan
ketelitian nilai tahanan.
Tabel 2.
2 Angka yang berkaitan dengan kode-kode
kode kode warna tahanan.
tahanan
Gambar 6
M
Menentukan
t k nilai
il i hambatan
h b t berdasarkan
b d
k kode
k d warna
Hambatan = ((nilai g
gelang
gp
pertama)(nilai
)(
gelang
g
g kedua)) × 10(nilai gelang ketiga)
CONTOH 2
Sebuah hambatan memiliki tiga gelang. Gelang pertama
berwarna orange, gelang kedua hijau, dan gelang ketiga
merah. Berapa
p nilai hambatannya?
y Berapakah
p
toleransinya?
y
Jawab:
Karena hambatan tidak memiliki gelang keempat, atau gelang
keempat tidak berwarna, maka toleransi hambatan tersebut
adalah 20%.
CONTOH 3
S b h hambatan
Sebuah
h
b t
memiliki
iliki empatt gelang.
l
G l
Gelang
pertama
t
berwarna coklat, gelang kedua kuning, gelang ketiga hitam, dan
gelang
g
g keempat
p berwarna emas . Berapa
p nilai hambatannya?
y
Berapakah toleransinya?
Jawab:
Potensiometer
Potensiometer adalah tahanan listrik yang nilai hambatannya
dapat diubah-ubah. Pengubahan hambatan dilakukan dengan
memutar atau menggeser knob.
knob Contoh potensiometer dan
simbolnya diperlihatkan pada gambar berikut:
Gambar 7
Contoh-contoh potensiometer dan simbolnya
Rangkaian tahanan listrik
Gambar 8
(a) Tahanan tersusun secara seri, (b) tahanan sersusun secara
parallel, dan (c) campuran susunan seri dan parallel.
a. Hambatan seri
Terminal-terminal ujung hambatan tersebut diberi beda
potensial Vad sehingga mengalir arus I.
Gambar 9
M
Menentukan
t k
hambatan
h
b t
pengganti
ti dari
d i sejumlah
j
l h hambatan
h
b t
yang disusun
di
serii
(5)
Jika beda potensial antar ujung masing-masing hambatan
adalah Vab,
Vab Vbc,
Vbc dan Vcd maka terpenuhi :
(6)
(7)
b. Hambatan Paralel
Gambar
G
b 10
Menentukan hambatan pengganti dari
sejumlah hambatan yang disusun paralel
ketika memasuki tahanan-tahanan, arus tersebut
terbagi
g atas tiga
g jjalur sehingga,
gg , berdasarkan hukum
Kirchoff I terpenuhi:
Beda potensial antar ujung-ujung tahanan semuanya
sama, yaitu Vab. Jika hambatan total adalah R maka:
(8)
Karena beda potensial antar ujung hambatan R1,
R2, dan R3 juga Vab maka:
(9)
Contoh:
a)) Tentukan
T t k hambatan
h b t pengganti
ti dari
d i empatt hambatan
h b t yang
disusun secara parallel, R1 = 1 kΩ, R2 = 4 kΩ, R3 = 8 kΩ,
dan R4 = 5 kΩ
(b) Jika benda tegangan yang dipasang antar ujung-ujung
hambatan adalah 50 V,
V tentukan arus yang mengalir pada
masing-masing hambatan.
J
Jawab:
b
(b) Arus
A
yang mengalir
li pada
d masing-masing
i
i
h
hambatan
b
DAYA LISTRIK
Jika arus listrik mengalir pada sebuah hambatan maka
hambatan tersebut akan menjadi panas. Ini menunjukkan
bahwa pada hambatan tersebut terjadi proses perubahan
energi dari energi listrik menjadi energi panas.
Berapakah energi listrik yang diubah menjadi panas
per detik?.
Atau berapakah daya listrik yang diubah menjadi panas
per detik pada suatu hambatan?
|
Arus mengalir melewati sebuah hambatan
selama selang waktu ∆t . Jumlah muatan yang
mengalir selama waktu ini adalah:
|
Arus mengalir dari satu ujung hambatan ke
ujung lain yang memiliki beda potensial V.
Dengan demikian, ketika muatan bergerak dari
satu ujung hambatan ke ujung lainnya, muatan
tersebut mendapat tambahan energi sebesar:
|
Tambahan energi yang didapat muatan dibuang dalam
bentuk panas sehingga energi kinetik muatan tidak
berubah. Jadi, jumlah energi yang diubah menjadi panas
adalah:
d l h
|
Dengan demikian, daya yang dibuang pada hambatan
adalah:
|
Dengan menggunakan hukum Ohm V = IR maka kita juga
dapat menulis:
(10)
| Contoh:
|
Suatu loop mengandung sebuah baterei dengan
tegangan 1,5
1 5 V dan sebuah tahanan dengan hambatan 2
kΩ. Anggaplah baterei memiliki hambatan dalam nol.
((a)) Berapakah
p
arus y
yang
g mengalir
g
dalam loop?
p
|
(b) berapa daya listrik yang hilang pada tahanan?
|
(c) Berapa daya listrik yang hilang pada baterei?
JAWAB:
(DIRECT CURRENT = DC)
|
Arus searah (bahasa Inggris direct current atau
DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang
energi potensialnya tinggi ke titik lain yang
energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus
listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk
aki dan Elemen Volta) dan panel surya. Arus
searah biasanya mengalir pada sebuah
konduktor, walaupun mungkin saja arus searah
mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan
ruang hampa
h
udara
d
(WIKIPEDIA)
http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_searah, 31 Des 2013
Arus Listrik
Arus listrik adalah aliran muatan listrik. Jika dalam selang waktu
∆ t jumlah muatan listrik yang mengalir adalah ∆ Q, maka
besarnya arus listrik didefinisikan sebagai :
(1)
Satuan muatan listrik adalah Coulomb (C ) dan Satuan arus listrik
adalah Ampere, (A).
Muatan listrik dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain
karena adanya beda potensial.
Tempat yang memiliki potensial tinggi melepaskan muatan ke
t
tempat
t yang memiliki
iliki potensial
t
i l rendah.
d h
Besarnya arus yang mengalir berbanding lurus dengan beda
potensial antara dua tempat, atau . Kesebandingan di atas
selanjutnya dapat ditulis:
(2)
V : beda potensial antara dua titik
R : tahanan listrik antara dua titik (Ω).
Persamaan (2) dinamakan hukum Ohm.
Gambar 1. Simbol tahanan listrik
Contoh 1
Lihat gbr di bawah. Titik A memiliki potential lebih tinggi
dari titik B dengan perbedaan potenrial 2 V.
Jika hambatan listrik antara titik A dan B adalah 100 Ω,
(a) berapa arus yang mengalir melalui hambatan dan ke
mana arahnya?
(b) berapa
b
b
besar
muatan
t yang mengalir
li selama
l
5 s??
Jawab
(a) Arus yang mengalir:
arus mengalir dari titik A ke titik B
Arus pada percabangan
Gambar 2. Arus yang masuk dan keluar dari percabangan
Hk Kirchoff
Ki h ff I:
I
Jumlah arus masuk = jumlah arus keluar
Sumber potensial listrik
Sumber potensial listrik = gaya gerak listrik (ggl)
Contoh ggl: baterei, aki, dynamo, sel surya, dan lain-lain
Gambar 3. Simbol ggl
Jika beda p
potensial antara dua kutub gg
ggl adalah ε maka
besar arus yang mengalir memenuhi
(3)
Gambar 4.
R
Rangkaian
k i
yang mengandung
d
ggl dan tahanan
Tahanan listrik
Benda yang tidak dapat dialiri arus listrik dinamakan
isolator. Material yang mudah dialiri arus listrik
dinamakan konduktor.
konduktor
Hubungan antara tahanan listrik yang dimiliki bahan
dengan
g
ukuran bahan:
(4)
dengan
R : tahanan yang dimiliki bahan,
L : panjang bahan,
A : luas penampang bahan
ρ : disebut tahanan jenis bahan
Tabel 1. Tahanan jenis beberapa bahan pada suhu 20 oC
Tahanan Komersial
Nilai yang dimiliki tahanan tidak tertera pada komponen.
Nilai tahanan dinyatakan dalam kode-kode warna yang
melingkar pada komponen. Jumlah kode umumnya 3 buah.
Tetapi untuk tahanan yang lebih teliti, jumlah kode warna
ada empat buah.
Gambar 5
Kode warna pada tahanan
Nilai tahanan ditentukan oleh tiga kode warna pertama.
Kode warna keempat disebut toleransi yang menentukan
ketelitian nilai tahanan.
Tabel 2.
2 Angka yang berkaitan dengan kode-kode
kode kode warna tahanan.
tahanan
Gambar 6
M
Menentukan
t k nilai
il i hambatan
h b t berdasarkan
b d
k kode
k d warna
Hambatan = ((nilai g
gelang
gp
pertama)(nilai
)(
gelang
g
g kedua)) × 10(nilai gelang ketiga)
CONTOH 2
Sebuah hambatan memiliki tiga gelang. Gelang pertama
berwarna orange, gelang kedua hijau, dan gelang ketiga
merah. Berapa
p nilai hambatannya?
y Berapakah
p
toleransinya?
y
Jawab:
Karena hambatan tidak memiliki gelang keempat, atau gelang
keempat tidak berwarna, maka toleransi hambatan tersebut
adalah 20%.
CONTOH 3
S b h hambatan
Sebuah
h
b t
memiliki
iliki empatt gelang.
l
G l
Gelang
pertama
t
berwarna coklat, gelang kedua kuning, gelang ketiga hitam, dan
gelang
g
g keempat
p berwarna emas . Berapa
p nilai hambatannya?
y
Berapakah toleransinya?
Jawab:
Potensiometer
Potensiometer adalah tahanan listrik yang nilai hambatannya
dapat diubah-ubah. Pengubahan hambatan dilakukan dengan
memutar atau menggeser knob.
knob Contoh potensiometer dan
simbolnya diperlihatkan pada gambar berikut:
Gambar 7
Contoh-contoh potensiometer dan simbolnya
Rangkaian tahanan listrik
Gambar 8
(a) Tahanan tersusun secara seri, (b) tahanan sersusun secara
parallel, dan (c) campuran susunan seri dan parallel.
a. Hambatan seri
Terminal-terminal ujung hambatan tersebut diberi beda
potensial Vad sehingga mengalir arus I.
Gambar 9
M
Menentukan
t k
hambatan
h
b t
pengganti
ti dari
d i sejumlah
j
l h hambatan
h
b t
yang disusun
di
serii
(5)
Jika beda potensial antar ujung masing-masing hambatan
adalah Vab,
Vab Vbc,
Vbc dan Vcd maka terpenuhi :
(6)
(7)
b. Hambatan Paralel
Gambar
G
b 10
Menentukan hambatan pengganti dari
sejumlah hambatan yang disusun paralel
ketika memasuki tahanan-tahanan, arus tersebut
terbagi
g atas tiga
g jjalur sehingga,
gg , berdasarkan hukum
Kirchoff I terpenuhi:
Beda potensial antar ujung-ujung tahanan semuanya
sama, yaitu Vab. Jika hambatan total adalah R maka:
(8)
Karena beda potensial antar ujung hambatan R1,
R2, dan R3 juga Vab maka:
(9)
Contoh:
a)) Tentukan
T t k hambatan
h b t pengganti
ti dari
d i empatt hambatan
h b t yang
disusun secara parallel, R1 = 1 kΩ, R2 = 4 kΩ, R3 = 8 kΩ,
dan R4 = 5 kΩ
(b) Jika benda tegangan yang dipasang antar ujung-ujung
hambatan adalah 50 V,
V tentukan arus yang mengalir pada
masing-masing hambatan.
J
Jawab:
b
(b) Arus
A
yang mengalir
li pada
d masing-masing
i
i
h
hambatan
b
DAYA LISTRIK
Jika arus listrik mengalir pada sebuah hambatan maka
hambatan tersebut akan menjadi panas. Ini menunjukkan
bahwa pada hambatan tersebut terjadi proses perubahan
energi dari energi listrik menjadi energi panas.
Berapakah energi listrik yang diubah menjadi panas
per detik?.
Atau berapakah daya listrik yang diubah menjadi panas
per detik pada suatu hambatan?
|
Arus mengalir melewati sebuah hambatan
selama selang waktu ∆t . Jumlah muatan yang
mengalir selama waktu ini adalah:
|
Arus mengalir dari satu ujung hambatan ke
ujung lain yang memiliki beda potensial V.
Dengan demikian, ketika muatan bergerak dari
satu ujung hambatan ke ujung lainnya, muatan
tersebut mendapat tambahan energi sebesar:
|
Tambahan energi yang didapat muatan dibuang dalam
bentuk panas sehingga energi kinetik muatan tidak
berubah. Jadi, jumlah energi yang diubah menjadi panas
adalah:
d l h
|
Dengan demikian, daya yang dibuang pada hambatan
adalah:
|
Dengan menggunakan hukum Ohm V = IR maka kita juga
dapat menulis:
(10)
| Contoh:
|
Suatu loop mengandung sebuah baterei dengan
tegangan 1,5
1 5 V dan sebuah tahanan dengan hambatan 2
kΩ. Anggaplah baterei memiliki hambatan dalam nol.
((a)) Berapakah
p
arus y
yang
g mengalir
g
dalam loop?
p
|
(b) berapa daya listrik yang hilang pada tahanan?
|
(c) Berapa daya listrik yang hilang pada baterei?
JAWAB: