FISIKA DASAR 2 Program Studi Ilmu Komput
FISIKA DASAR 2
ARUS DAN RANGKAIAN LISTRIK
Disusun Oleh
ANDI HAJAR ASWAD H13114532
Program Studi Ilmu Komputer
Jurusan Matematika
Fakultas Matematika dan Ipa
Universitas Hasanuddin
2015
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, Zat yang Maha
indah dengan segala Keindahan-Nya, zat yang Maha pengasih dengan segala kasih sayangNya yang terlepas dari segala sifat lemah semua makhluk-Nya. Alhamdulillah berkat Rahmat
dan Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat serta salam mahabbah
semoga senantiasa di limpahkan kepada Nabi Muhammas SAW, Sebagai pembawa risalah
Allah yang terakhir dan penyempurna seluruh Risalah-Nya.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati izinkanlah kami untuk menyampaikan
terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa
memberikan motivasi dalam rangka menyelesaikan makalah ini. Kami juga mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang terkait yang telah membantu kami dalam
menyelesaikan makalah ini. Semoga kebaikan yang di berikan oleh semua pihak kepada kami
menjadi amal sholeh yang senantiasa mendapat balasan dan kebaikan yang berlipat ganda
dari ALLAH SWT.
Kami menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam makalah ini, untuk itu
kami mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun.
Makassar, 16 Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Kata Pengantar
………………………………………………………...................
Daftar Isi ……………………………………………………………….................
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ………………………………………………..................
I.2 Rumusan Masalah ………………………………………….....................
I.3 Tujuan Masalah …………………………………………….....................
BAB II PEMBAHASAN
II.1 Pengertian arus listrik.................................................................................
II.2 Sumber-sumber arus ................................................………….................
II.3 Macam-macam arus……..…………...…..................................................
II.4 Arah arus...................................................................................................
II.5 Pengertian rangkaian listrik.........................................................................
II.6 Jenis-jenis rangkaian listrik..........................................................................
BAB III PENUTUP
III.1 Kesimpulan ………...……………………………………............…........
III.2 Saran ...………….……………………………………....…...........….....
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Arus listrik merupakan hal yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam kegiatan sehari-hari, listrik telah menjadi kebutuhan utama kita, semua fasilitas kita
hampir semuanya menggunakan arus listrik. Misalnya lampu, televisi, kulkas, komputer,
kipas angin dan alat-alat elektronik lainnya. Namun masih banyak orang orang yang
belum mengenal dan belum tahu sumber arus listrik berasal dan apa penyebab arus listrik
dapat bergerak. Bahkan tidak sedikit para pelajar yang ebelum mengetahui tentang sumber
arus listrik. Arus listrik terdiri dari muatan-muatan yang bergerak dari satu daerah ke
daerah lainya.Bila gerak ini berlangsung di dalam sebuah lintasan konduksi yang
membentuk sebuah simpal tertutu,maka lintasan itu di namakan rangkaian listrik.
Pada dasarnya , rangkain listrik adalah saranan untuk menghantarkan energy dari
satu tempat ke tempat lain.Sewaktu partikel bermuatan bergerak di dalam sebuah
rangkaian,maka energy potensial listrik di pindahkan dari sebuah sumbe{seperti aki atau
generator}ke sebuah alat tempat energy tersebut di simpan atau dikonversi ke dalam
bentuk energy lain;menjadi bunyi dalam system stereo atau menjadi kalor atau cahaya
dalam pemanggang roti atau bola lampu.Dari sudut pandang teknoligi,rangkaian listrik
berguna karena memungkingkan energy untuk pindahkan {di angkut}tampa bagian –
bagian yang bergerak itu.
I.2 Rumusan Masalah
I.2.1 Apa yang dimaksud dengan arus listrik?
I.2.2 Dari mana sumber-sumber arus listrik?
I.2.3 Apa saja macam-macam arus listrik?
I.2.4 Bagaimana arah arus listrik?
I.2.5 Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik?
I.2.6 apa jenis-jenis rangkaian listrik?
I.3 Tujuan
I.2.1 Untuk mengetahui pengertian arus listrik
I.2.2 Untuk mengetahui sumber-sumber arus listrik
I.2.3 Untuk mengetahui macam-macam arus listrik
I.2.4 Untuk mengetahui arah arus listrik
I.2.5 Untuk mengetahui pengertian rangkaian listrik
I.2.6 Untuk mengetahui jenis-jenis rangkaian listrik
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 Pengertian arus listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang
mengalir dalam satuan waktu dengan simbol I (dari kata Perancis : intensite), dengan
kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan
muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang.
Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan
adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom
modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron
bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan
netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negative Arah arus
searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran
elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan
menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah
unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur
muatan listrik. Di mana muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb, dan 1 coulomb =
-6,24 x 1018 elektron
Dari uraian diatas sehingga dapat disimpulkan bahwa Arus listrik adalah
banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir
melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam
satuan Coulomb/detik atau Ampere Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari
berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere (μA) seperti di dalam
jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi
pada petir Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap
arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung
pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.
Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional
Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A).Secara formal satuan Ampere
didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya
sebesar 2 x 10-7 Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas
penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa
udara.
Secara matematis dapat ditulis:
I=
Q
t
Contoh cara menghitung arus listrik
Pada suatu penghantar mengalir muatan listrik sebanyak 60 coulomb selama 0,5 menit.
Hitung besar arus listrik yang mengalir pada penghantar tersebut ?
Penyelesaian:
Diketahui: Q = 60 C
t = 0,5 menit
= 30 sekon
Ditanyakan: I = ........ ?
Dijawab:
I= Q/t
I = 60 / 30
I = 2 ampere
Jadi besar kuat arus listrik yang mengalir pada penghantar 2 ampere.
Medium yang mengalir sebenarnya adalah elektron atau (muatan negatif) yang
tidak bisa kita lihat dengan kasat mata. Contoh sederhananya, bila kita menghubungkan
kutub positif dengan kutub negatif battery dengan kabel, maka akan terjadi aliran
elektron dari kutub negatif ke kutub positif battery. Arus listrik ternyata didefinisikan
sebagai aliran muatan positif (hole) yang ‘seolah-olah’ mengalir dari kutub positif ke
kutub negatif karena aliran elektron dari arah sebaliknya seperti ditunjukkan pada
gambar di bawah ini:
Dianggap sebagai aliran muatan positif, karena sebenarnya muatan positif tidak
dapat bergerak. Arus ini bergerak dari potensial tinggi ke potensial rengah, dari kutub
positif ke kutub negative, dari anode menuju katode. Arah arus listrik ini berlawanan arah
dengan arus electron. Di dalam bahan semikonduktor, hantaran arus listrik tidak hanya
dilakukan oleh electron-elektron yang ada pada pita konduksi, tetapi juga oleh kekosongan
energy pada pita valensi, yang ditinggalkan electron. Kekosongan ini disebut hole, seolaholah sebagai muatan positif yang lindah dan dapat mengantarkan arus.
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi
beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimaan arah arus
positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir
sebaliknya.
II.2 Sumber-sumber Arus
Muatan listrik bergerak ketika terjadi aliran elektron. Adapun aliran elektron
bergerak ketika terjadi beda potensial. Apabila beda potensial diusahakan selalu ada, arus
listrik akan selalu mengalir. Beda potensial dapat dihasilkan di dalam elemen listrik,
misalnya elemen volta, batu baterai, dan akumulator (aki). Setiap elemen listrik memiliki
dua kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Di dalam elemen listrik tersebut terjadi
reaksi kimia yang akan menimbulkan beda potensial di antara kedua kutub tersebut.
Arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian karena adanya beda potensial antara dua
titik dalam rangkaian yaitu dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Agar
arus terus mengalir dalam rangkaian harus ada alat yang dapat mempertahankan beda
potensial yang disebut sumber gaya gerak listrik. Sumber gaya gerak listrik adalah suatu
alat yang dapat mengubah energi kimia, gerak atau energi bentuk lain ke bentuk energi
listrik yang diperlukan untuk mempertahankan muatan listrik terus mengalir secara
kontinu.
Berdasarkan arus yang dihasilkan, sumber arus dibedakan menjadi 2 yaitu :
Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.
Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan
arus searah. Misalnya : elemen
II.3 Macam-macam Arus
Arus dapat dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja
(tidak berubah dari positif ke negatif, atau sebaliknya arus DC juga bias diartikan
sebagai arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya
diaman pun kita meninjau arus tersebut pada wakttu berbeda akan mendapatkan nilai
yang sama Rangkaian Listrik.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu
dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai
perida waktu : T).
II.4 Arah arus
Arus(current)adalah sebarang gerak muatan dari suatu daerah ke daerah lainya
Dalam subbah ini kita akan membicarakan arus dalam material konduksi. Sebagian besar
pemakaian tekhnologi muatan yang bergerak yang bergerak melibatakan arus semacam
ini.
Dalam situasi elektrostatis medan listrik itu adalah nol di mana pun di dalam
konduktor, dan tidak arus.
Perhatikan gambar di bawah ini:
Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir
keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3 . Untuk arus yang konstan, besar arus I
dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:
Di mana I adalah arus listrik, Q adalah muatan listrik, dan t adalah waktu (time).
Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:
Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang
waktu 0 hingga t melalui integrasi.
Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan
Q maupun waktu t merupakan besaran skalar. Dalam banyak hal sering digambarkan arus
listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah, salah satunya seperti pada diagram di atas.
Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor. Pada diagram di
atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui
dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang
mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam sehingga i1 + i4 =
i2 + i3. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam
ruang.
Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai
(kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)
Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel
bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. Pembawa
muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.
Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikelpartikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah
dengan arus konvensional.
II.5 Pengertian Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling di
hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki
fungsi dan kegunaan tertentu. Rangkaian Listrik hanya terdapat arus listrik yang dapat
mengalir jika listrik tersebut berada dalam keadaan terbuka.
Rangkaian listrik hanya memiliki dua terminal atau kutup pada kedua ujungnya.
Pembatasan komponen ini dapat kita kategorikan sebagai komponen aktif dan komponen
pasif. Komponen Aktif adalah elemen yang dapat menghasilkan energi, contoh dari
komponen ini adalah sumber tegangan dan sumber arus.
Sedangkan komponen pasif adalah elemen yang tidak dapat menghasilkan energi, dapat
di kelompokan menjadi salah satu elemen yang dapat menyerap energi, contohnya terdapat
dalam komponen resistor atau hambatan yang di simbolkan dengan huruf R.
Komponen yang dapat menyimpan energi juga dapat di kelompokan menjadi dua, yaitu
komponen yang menyerap energi, contohnya adalah dalam bentuk medan magnet induktor
atau sering kita sebut sebagai lilitan atau kumparan yang di sombolkan dengna huruf L. Dan
komponen pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet adalah kapasitor atau
biasa di sebut dengan kondensator yang di simbolkan dengan huruf C.
II.6 Jenis-jenis Rangkaian Listrik
1. Rangkaian seri
Rangkaian Listrik Seri adalah rangkaian listrik yang komponen di dalamnya
akan disusun secara seri atau memiliki bentuk yang sejajar. Sementara pengertian lain
dari rangkaian listri seri adalah input dari suatu komponen di dalam rangkaian
tersebut akan berasal dari output komponen lainnya di dalam rangkaian tersebut
karakteristik seri yaitu:
Arus listrik di dalam rangkaian tersebut hanya memiliki satu jalur saja.
Hambatan total dari arus listrik pada rangkaian seri adalah jumlah total dari
tiap hambatan di dalam rangkaian listrik tersebut.
Energi listrik akan disipasi pada tiap hambatan yang terdapat dalam rangkaian
tersebut. tentu saja jumlah tegangan di setiap komponen listrik akan memiliki
besaran yang sama dengan sumber tegangan.
Disebabkan hambatan total pada rangkaian listrik seri ini adalah jumlah dari
hambatan pada rangkaian tersebut, maka rangkaian seri biasanya difungsikan
untuk memperbesar hambatan.
Kelebihan rangkaian seri:
memiliki tingkat kestabilan yang tinggi dalam menghantarkan arus listrik
sehingga cocok digunakan untuk kepentingan-kepentingan umum atau public
rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya (digunakan sedikit kabel
penghubung)
Kelemahan rangkaian seri:
jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tidak
akan berfungsi sebagaimana mestinya.
sumber tegangan yang dituntut untuk selalu dalam keadaan prima untuk
menanggulangi resiko adanya loss
2. Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian jenis listrik yang memiliki pemasangan
antar komponen secara berderet. Berbeda dengan rangkaian seri yang disusun secara
sejajar, rangkaian paralel memiliki rancangan yang lebih kompleks dan komponen
yang lebih banyak. Suatu Rangkaian Paralel sederhana minimal membutuhkan switch,
hub atau node penghubung, indicator, dan sumber tegangan. Ciri khas rangkaian ini
adalah adanya
percabangan pada suatu titik yang terhubung dengan salah satu
komponen inidikator.
Karakteristik rangkaian paralel:
Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.
Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian
individu.Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan
cabang.
Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian paralel, tahanan total
rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari
rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil
dalamrangkaian).
Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus
hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap
bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut
Kelebihan rangkaian paralel:
Jika terjadi kerusakan pada suatu komponen maka ini tidak akan berdampak
atau berpengaruh terhadap komponen lain
memiliki lintasan aliran arus yang teratur karena susunan dari rangkaian
tersebut yang paralel
Kelemahan rangkaian paralel:
Komponen yang diperlukan pun cukup banyak apalagi kita harus meyertakan
node penghubung di setiam titik percabangan. Biaya yang dikeluarkan pun
pastinya lebih mahal melihat
beberapa kelemahan yang telah disebutkan
sebelumnya
Rancangan yang kompleks atau rumit menjadi beban untuk seorang instalator
dalam membuat skema
BAB III
PENUTUP
III.1 KESIMPULAN
1. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari
pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit
listrik tiap satuan waktu
2. Sumber arus dibedakan menjadi 2 yaitu :
Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.
Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus searah. Misalnya : elemen
3. Macam-macam arus ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus bolak balik (AC)
4. Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang
mengalir keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3
5. Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling
di hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan
yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu
6. Jenis rangkaian listrik ada 2 yaitu rangkaian seri dan paralel
III.2 SARAN
Makalah ini masih banyak kekurangannya jadi kami mengharapkan kepada temanteman apabila membuat makalah mengenai arus dan rangkaian listrik ditambahkan
lagi materinya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2013. http://instrumenhouse.blogspot.com/2013/03/pengertian-dan-bentukrangkaian-listrik.html
Anonim. 2013. http://rudalekledi.blogspot.com/2013/05/sumber-arus-listrik.html
Junary.2013. Arus Listrik. http://nary-junary.blogspot.com/2013/06/arus-listrik.html
Fanany,
Nastiti
Susetyo.
2014.
http://www.academia.edu/9328594/rangkaian_listrik
angkaian
listrik.
ARUS DAN RANGKAIAN LISTRIK
Disusun Oleh
ANDI HAJAR ASWAD H13114532
Program Studi Ilmu Komputer
Jurusan Matematika
Fakultas Matematika dan Ipa
Universitas Hasanuddin
2015
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT, Zat yang Maha
indah dengan segala Keindahan-Nya, zat yang Maha pengasih dengan segala kasih sayangNya yang terlepas dari segala sifat lemah semua makhluk-Nya. Alhamdulillah berkat Rahmat
dan Hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini. Shalawat serta salam mahabbah
semoga senantiasa di limpahkan kepada Nabi Muhammas SAW, Sebagai pembawa risalah
Allah yang terakhir dan penyempurna seluruh Risalah-Nya.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati izinkanlah kami untuk menyampaikan
terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah berjasa
memberikan motivasi dalam rangka menyelesaikan makalah ini. Kami juga mengucapkan
terima kasih kepada semua pihak yang terkait yang telah membantu kami dalam
menyelesaikan makalah ini. Semoga kebaikan yang di berikan oleh semua pihak kepada kami
menjadi amal sholeh yang senantiasa mendapat balasan dan kebaikan yang berlipat ganda
dari ALLAH SWT.
Kami menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam makalah ini, untuk itu
kami mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun.
Makassar, 16 Februari 2015
Penulis
DAFTAR ISI
Kata Pengantar
………………………………………………………...................
Daftar Isi ……………………………………………………………….................
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ………………………………………………..................
I.2 Rumusan Masalah ………………………………………….....................
I.3 Tujuan Masalah …………………………………………….....................
BAB II PEMBAHASAN
II.1 Pengertian arus listrik.................................................................................
II.2 Sumber-sumber arus ................................................………….................
II.3 Macam-macam arus……..…………...…..................................................
II.4 Arah arus...................................................................................................
II.5 Pengertian rangkaian listrik.........................................................................
II.6 Jenis-jenis rangkaian listrik..........................................................................
BAB III PENUTUP
III.1 Kesimpulan ………...……………………………………............…........
III.2 Saran ...………….……………………………………....…...........….....
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Arus listrik merupakan hal yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam kegiatan sehari-hari, listrik telah menjadi kebutuhan utama kita, semua fasilitas kita
hampir semuanya menggunakan arus listrik. Misalnya lampu, televisi, kulkas, komputer,
kipas angin dan alat-alat elektronik lainnya. Namun masih banyak orang orang yang
belum mengenal dan belum tahu sumber arus listrik berasal dan apa penyebab arus listrik
dapat bergerak. Bahkan tidak sedikit para pelajar yang ebelum mengetahui tentang sumber
arus listrik. Arus listrik terdiri dari muatan-muatan yang bergerak dari satu daerah ke
daerah lainya.Bila gerak ini berlangsung di dalam sebuah lintasan konduksi yang
membentuk sebuah simpal tertutu,maka lintasan itu di namakan rangkaian listrik.
Pada dasarnya , rangkain listrik adalah saranan untuk menghantarkan energy dari
satu tempat ke tempat lain.Sewaktu partikel bermuatan bergerak di dalam sebuah
rangkaian,maka energy potensial listrik di pindahkan dari sebuah sumbe{seperti aki atau
generator}ke sebuah alat tempat energy tersebut di simpan atau dikonversi ke dalam
bentuk energy lain;menjadi bunyi dalam system stereo atau menjadi kalor atau cahaya
dalam pemanggang roti atau bola lampu.Dari sudut pandang teknoligi,rangkaian listrik
berguna karena memungkingkan energy untuk pindahkan {di angkut}tampa bagian –
bagian yang bergerak itu.
I.2 Rumusan Masalah
I.2.1 Apa yang dimaksud dengan arus listrik?
I.2.2 Dari mana sumber-sumber arus listrik?
I.2.3 Apa saja macam-macam arus listrik?
I.2.4 Bagaimana arah arus listrik?
I.2.5 Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik?
I.2.6 apa jenis-jenis rangkaian listrik?
I.3 Tujuan
I.2.1 Untuk mengetahui pengertian arus listrik
I.2.2 Untuk mengetahui sumber-sumber arus listrik
I.2.3 Untuk mengetahui macam-macam arus listrik
I.2.4 Untuk mengetahui arah arus listrik
I.2.5 Untuk mengetahui pengertian rangkaian listrik
I.2.6 Untuk mengetahui jenis-jenis rangkaian listrik
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 Pengertian arus listrik
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang
mengalir dalam satuan waktu dengan simbol I (dari kata Perancis : intensite), dengan
kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan
muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang.
Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan
adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom
modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron
bersifat netral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan
netral. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negative Arah arus
searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran
elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila kehilangan elektron dan
menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari partikel lain. Coulomb adalah
unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur
muatan listrik. Di mana muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb, dan 1 coulomb =
-6,24 x 1018 elektron
Dari uraian diatas sehingga dapat disimpulkan bahwa Arus listrik adalah
banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir
melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam
satuan Coulomb/detik atau Ampere Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari
berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere (μA) seperti di dalam
jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi
pada petir Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap
arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung
pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.
Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional
Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A).Secara formal satuan Ampere
didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya
sebesar 2 x 10-7 Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas
penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa
udara.
Secara matematis dapat ditulis:
I=
Q
t
Contoh cara menghitung arus listrik
Pada suatu penghantar mengalir muatan listrik sebanyak 60 coulomb selama 0,5 menit.
Hitung besar arus listrik yang mengalir pada penghantar tersebut ?
Penyelesaian:
Diketahui: Q = 60 C
t = 0,5 menit
= 30 sekon
Ditanyakan: I = ........ ?
Dijawab:
I= Q/t
I = 60 / 30
I = 2 ampere
Jadi besar kuat arus listrik yang mengalir pada penghantar 2 ampere.
Medium yang mengalir sebenarnya adalah elektron atau (muatan negatif) yang
tidak bisa kita lihat dengan kasat mata. Contoh sederhananya, bila kita menghubungkan
kutub positif dengan kutub negatif battery dengan kabel, maka akan terjadi aliran
elektron dari kutub negatif ke kutub positif battery. Arus listrik ternyata didefinisikan
sebagai aliran muatan positif (hole) yang ‘seolah-olah’ mengalir dari kutub positif ke
kutub negatif karena aliran elektron dari arah sebaliknya seperti ditunjukkan pada
gambar di bawah ini:
Dianggap sebagai aliran muatan positif, karena sebenarnya muatan positif tidak
dapat bergerak. Arus ini bergerak dari potensial tinggi ke potensial rengah, dari kutub
positif ke kutub negative, dari anode menuju katode. Arah arus listrik ini berlawanan arah
dengan arus electron. Di dalam bahan semikonduktor, hantaran arus listrik tidak hanya
dilakukan oleh electron-elektron yang ada pada pita konduksi, tetapi juga oleh kekosongan
energy pada pita valensi, yang ditinggalkan electron. Kekosongan ini disebut hole, seolaholah sebagai muatan positif yang lindah dan dapat mengantarkan arus.
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika terjadi
beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimaan arah arus
positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir
sebaliknya.
II.2 Sumber-sumber Arus
Muatan listrik bergerak ketika terjadi aliran elektron. Adapun aliran elektron
bergerak ketika terjadi beda potensial. Apabila beda potensial diusahakan selalu ada, arus
listrik akan selalu mengalir. Beda potensial dapat dihasilkan di dalam elemen listrik,
misalnya elemen volta, batu baterai, dan akumulator (aki). Setiap elemen listrik memiliki
dua kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Di dalam elemen listrik tersebut terjadi
reaksi kimia yang akan menimbulkan beda potensial di antara kedua kutub tersebut.
Arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian karena adanya beda potensial antara dua
titik dalam rangkaian yaitu dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah. Agar
arus terus mengalir dalam rangkaian harus ada alat yang dapat mempertahankan beda
potensial yang disebut sumber gaya gerak listrik. Sumber gaya gerak listrik adalah suatu
alat yang dapat mengubah energi kimia, gerak atau energi bentuk lain ke bentuk energi
listrik yang diperlukan untuk mempertahankan muatan listrik terus mengalir secara
kontinu.
Berdasarkan arus yang dihasilkan, sumber arus dibedakan menjadi 2 yaitu :
Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.
Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang menghasilkan
arus searah. Misalnya : elemen
II.3 Macam-macam Arus
Arus dapat dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Arus searah (Direct Current/DC)
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja
(tidak berubah dari positif ke negatif, atau sebaliknya arus DC juga bias diartikan
sebagai arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya
diaman pun kita meninjau arus tersebut pada wakttu berbeda akan mendapatkan nilai
yang sama Rangkaian Listrik.
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu
dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai
perida waktu : T).
II.4 Arah arus
Arus(current)adalah sebarang gerak muatan dari suatu daerah ke daerah lainya
Dalam subbah ini kita akan membicarakan arus dalam material konduksi. Sebagian besar
pemakaian tekhnologi muatan yang bergerak yang bergerak melibatakan arus semacam
ini.
Dalam situasi elektrostatis medan listrik itu adalah nol di mana pun di dalam
konduktor, dan tidak arus.
Perhatikan gambar di bawah ini:
Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir
keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3 . Untuk arus yang konstan, besar arus I
dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:
Di mana I adalah arus listrik, Q adalah muatan listrik, dan t adalah waktu (time).
Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:
Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang
waktu 0 hingga t melalui integrasi.
Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan
Q maupun waktu t merupakan besaran skalar. Dalam banyak hal sering digambarkan arus
listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah, salah satunya seperti pada diagram di atas.
Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor. Pada diagram di
atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui
dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang
mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam sehingga i1 + i4 =
i2 + i3. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam
ruang.
Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai
(kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)
Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel
bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. Pembawa
muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.
Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikelpartikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah
dengan arus konvensional.
II.5 Pengertian Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling di
hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki
fungsi dan kegunaan tertentu. Rangkaian Listrik hanya terdapat arus listrik yang dapat
mengalir jika listrik tersebut berada dalam keadaan terbuka.
Rangkaian listrik hanya memiliki dua terminal atau kutup pada kedua ujungnya.
Pembatasan komponen ini dapat kita kategorikan sebagai komponen aktif dan komponen
pasif. Komponen Aktif adalah elemen yang dapat menghasilkan energi, contoh dari
komponen ini adalah sumber tegangan dan sumber arus.
Sedangkan komponen pasif adalah elemen yang tidak dapat menghasilkan energi, dapat
di kelompokan menjadi salah satu elemen yang dapat menyerap energi, contohnya terdapat
dalam komponen resistor atau hambatan yang di simbolkan dengan huruf R.
Komponen yang dapat menyimpan energi juga dapat di kelompokan menjadi dua, yaitu
komponen yang menyerap energi, contohnya adalah dalam bentuk medan magnet induktor
atau sering kita sebut sebagai lilitan atau kumparan yang di sombolkan dengna huruf L. Dan
komponen pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet adalah kapasitor atau
biasa di sebut dengan kondensator yang di simbolkan dengan huruf C.
II.6 Jenis-jenis Rangkaian Listrik
1. Rangkaian seri
Rangkaian Listrik Seri adalah rangkaian listrik yang komponen di dalamnya
akan disusun secara seri atau memiliki bentuk yang sejajar. Sementara pengertian lain
dari rangkaian listri seri adalah input dari suatu komponen di dalam rangkaian
tersebut akan berasal dari output komponen lainnya di dalam rangkaian tersebut
karakteristik seri yaitu:
Arus listrik di dalam rangkaian tersebut hanya memiliki satu jalur saja.
Hambatan total dari arus listrik pada rangkaian seri adalah jumlah total dari
tiap hambatan di dalam rangkaian listrik tersebut.
Energi listrik akan disipasi pada tiap hambatan yang terdapat dalam rangkaian
tersebut. tentu saja jumlah tegangan di setiap komponen listrik akan memiliki
besaran yang sama dengan sumber tegangan.
Disebabkan hambatan total pada rangkaian listrik seri ini adalah jumlah dari
hambatan pada rangkaian tersebut, maka rangkaian seri biasanya difungsikan
untuk memperbesar hambatan.
Kelebihan rangkaian seri:
memiliki tingkat kestabilan yang tinggi dalam menghantarkan arus listrik
sehingga cocok digunakan untuk kepentingan-kepentingan umum atau public
rangkaian listrik seri dapat menghemat biaya (digunakan sedikit kabel
penghubung)
Kelemahan rangkaian seri:
jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tidak
akan berfungsi sebagaimana mestinya.
sumber tegangan yang dituntut untuk selalu dalam keadaan prima untuk
menanggulangi resiko adanya loss
2. Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian jenis listrik yang memiliki pemasangan
antar komponen secara berderet. Berbeda dengan rangkaian seri yang disusun secara
sejajar, rangkaian paralel memiliki rancangan yang lebih kompleks dan komponen
yang lebih banyak. Suatu Rangkaian Paralel sederhana minimal membutuhkan switch,
hub atau node penghubung, indicator, dan sumber tegangan. Ciri khas rangkaian ini
adalah adanya
percabangan pada suatu titik yang terhubung dengan salah satu
komponen inidikator.
Karakteristik rangkaian paralel:
Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.
Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian
individu.Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan
cabang.
Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian paralel, tahanan total
rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari
rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil
dalamrangkaian).
Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus
hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap
bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut
Kelebihan rangkaian paralel:
Jika terjadi kerusakan pada suatu komponen maka ini tidak akan berdampak
atau berpengaruh terhadap komponen lain
memiliki lintasan aliran arus yang teratur karena susunan dari rangkaian
tersebut yang paralel
Kelemahan rangkaian paralel:
Komponen yang diperlukan pun cukup banyak apalagi kita harus meyertakan
node penghubung di setiam titik percabangan. Biaya yang dikeluarkan pun
pastinya lebih mahal melihat
beberapa kelemahan yang telah disebutkan
sebelumnya
Rancangan yang kompleks atau rumit menjadi beban untuk seorang instalator
dalam membuat skema
BAB III
PENUTUP
III.1 KESIMPULAN
1. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari
pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit
listrik tiap satuan waktu
2. Sumber arus dibedakan menjadi 2 yaitu :
Sumber arus AC (Alternating Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus bolak-balik. Misalnya : Generator, dinamo sepeda.
Sumber arus DC (Direct Curent ) adalah sumber arus listrik yang
menghasilkan arus searah. Misalnya : elemen
3. Macam-macam arus ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus bolak balik (AC)
4. Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang
mengalir keluar dari percabangan tersebut. i1 + i4 = i2 + i3
5. Rangkaian Listrik adalah suatu kumpulan komponen elektronika yang saling
di hubungkan atau di rangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan
yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu
6. Jenis rangkaian listrik ada 2 yaitu rangkaian seri dan paralel
III.2 SARAN
Makalah ini masih banyak kekurangannya jadi kami mengharapkan kepada temanteman apabila membuat makalah mengenai arus dan rangkaian listrik ditambahkan
lagi materinya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2013. http://instrumenhouse.blogspot.com/2013/03/pengertian-dan-bentukrangkaian-listrik.html
Anonim. 2013. http://rudalekledi.blogspot.com/2013/05/sumber-arus-listrik.html
Junary.2013. Arus Listrik. http://nary-junary.blogspot.com/2013/06/arus-listrik.html
Fanany,
Nastiti
Susetyo.
2014.
http://www.academia.edu/9328594/rangkaian_listrik
angkaian
listrik.