KUAT ARUS LISTRIK

1
KUAT ARUS LISTRIK
Kuat arus ( i ) di definisikan sebagai Jumlah
muatan yang mengalir melalui suatu penampang
persatuan waktu.
arah arus adalah searah dengan arah muatan
positif
dq jumlah muatan (Coulomb) dt selisih waktu
(detik) i kuat arus
n adalah partikel persatuan volume dan e muatan
tiap partikel
Satuan dari kuat arus adalah Coulomb/detik Atau
amper
dq n.e.V.A.dt
Rapat arus J didefinisikan sebagai kuat arus
persatuan luas
2

• Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat
  mengalir di dalam suatu rangkaian tertutup.

3

• Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian
  dapat dianalogikan (diumpakan) seperti aliran
  air.

4
Arah aliran elektron dari potensial rendah
(kutub - ) ke potensial tinggi ( kutub ).
Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari
potensial tinggi (kutub ) ke potensial rendah
( kutub - ).
Potensial tinggi
Arus listrik
Aliran elektron
tegangan
(beda potensial)
Potensial rendah
5
Mengukur kuat arus listrik

• Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah
  amperemeter atau ammeter.
• Amperemeter disusun seri dengan komponen yang
  akan diukur kuat arusnya.

6
Saklar dan Sekering
Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus
aliran arus listrik.
7

• Sekering adalah alat untuk membatasi kuat arus
  listrik maksimum yang mengalir.

ground
arus
sekering
netral
penjepit
isolator
8
Sumber Tegangan

• Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam
  suatu penghantar, maka pada ujung ujung
  penghantar itu harus selalu ada beda potensial.
• Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda
  potensial disebut sumber tegangan atau sumber
  arus listrik.
• Beberapa macam sumber tegangan antara lain

9

• Elemen Primer
• ( Sumber tegangan yang tidak dapat diisi ulang)
• 1. Elemen Volta, terdiri dari komponen

-

Batang tembaga
Lempeng seng
Larutan asam sulfat encer
10
2. Elemen Kering ( batu baterai )
Beda potensial 1,5 V
11

• Elemen Sekunder ( dapat diisi kembali )
• ? Akkumulator (aki )

Bagian bagian dari aki
Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi
kimia menjadi energi listrik. Pada saat akku
diisi ulang terjadi perubahan energi listrik
menjadi energi kimia
12
Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik )

• Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter
• Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang
  akan diukur beda potensialnya.

13
Mengukur arus listrik dan beda potensial
14
HUKUM OHM
Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus
berbanding lurus dengan beda potensial antara
kedua ujung-ujungnya dan berbanding terbalik
dengan besarnya hambatan kawat konduktor tersebut.
Hambatan kawat konduktor biasanya dituliskan
sebagai R.
I kuat arus VA - VB VAB beda potensial
titik A dan titik B R hambatan
15
CONTOH SOALHUKUM OHM
0,3 amper
A
V
1,5 volt
Metode amper-voltmeter dipasang sedemikian Rupa
untuk mengetahui besar hambatan R, Seperti
tampak gambar di atas, Hitung R.
16
JAWABAN CONTOH SOALHUKUM OHM
0,3 amper
A
V
1,5 volt
17
RESISTOR/HAMBATAN
Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan
dalam
R hambatan satuan ohm
L panjang konduktor satuan meter
A luas penampang satuan m2
? hambat jenis atau resistivitas satuan ohm meter
Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu
konduktor memenuhi hubungan
R(t) R0 ( 1 ?.t )
? koef suhu hambat jenis
18
SUSUNAN HAMBATANS E R I
?? i i1 i2 i3 ....
?? VS Vad Vab Vbc Vcd ...
?? RS R1 R2 R3 ...
??
19
SUSUNAN HAMBATANPARAREL
?? Beda potensial pada masing-masing
ujung tahanan besar ( VA VB ).
?? i i1 i2 i3 ....
??
??
20
CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL
A
5 ohm
5 ohm
10 ohm
4 ohm
7 ohm
6 ohm
4 ohm
6 ohm
8 ohm
9 ohm
5 ohm
3 ohm
3 ohm
7 ohm
12 ohm
4 ohm
2 ohm
B
Hitunglah hambatan pengganti di atas.
21
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SERI-PARAREL
A
5 ohm
5 ohm
10 ohm
4 ohm
7 ohm
6 ohm
4 ohm
6 ohm
9 ohm
8 ohm
5 ohm
3 ohm
3 ohm
7 ohm
12 ohm
4 ohm
2 ohm
B
Hambatan 5 ohm dan 3 ohm paling kanan dapat
dihilangkan (tidak dihitung) karena arus listrik
tidak akan melaluinya. PERHITUNGAN DILAKUKAN DARI
BELAKANG.
22
RANGKAIAN HAMBATANSEGITIGA - BINTANG
R2
R3
RB
RC
RA
R1
23
CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
12 ohm
6 ohm
Hitunglah hambatan pengganti.
10 ohm
4 ohm
2 ohm
6 ohm
10 ohm
Hitunglah hambatan pengganti.
6 ohm
2 ohm
6 ohm
24
JAWABAN CONTOH SOALRANGKAIAN SEGITIGA-BINTANG
Jika besar perkalian silang hambatan sama Maka
rangkaian mengalami jembatan wheatstone hambatan
yang di tengah tidak diperhitungkan karena tidak
ada arus yang melalui hambatan tersebut.
12 ohm
6 ohm
10 ohm
4 ohm
2 ohm
6 ohm
10 ohm
RB
6 ohm
RA
RC
2 ohm
6 ohm
25
ALAT UKUR JEMBATAN WHEATSTONE
untuk mengukur besar tahanan suatu penghantar

• Bila arus yang lewat G 0, maka

26
CONTOH SOAL JEMBATAN WHEATSTONE
Suatu hambatan yang belum diketahui besar- nya
ialah Rx dipasang pada jembatan Wheat- stone.
Hambatan-hambatan yang diketahui adalah 3 ohm, 2
ohm dan 10 ohm. Galvanome ter yang dipasang
menunjukkan angka nol. Hitunglah Rx.
27
JAWABAN CONTOH SOALJEMBATAN WHEATSTONE
R3 10 ohm
Rx
R2 2 ohm
R1 3 ohm
28
ALAT UKURAMPERMETER/GALVANOMETER
Dipakai untuk mengukur kuat arus. Mempunyai
hambatan yang sangat kecil. Dipasang seri dengan
alat yang akan diukur. Untuk mengukur kuat arus
yang sangat besar (melebihi batas ukurnya)
dipasang tahanan SHUNT paralel dengan Amperemeter
(alat Amperemeter dengan tahanan Shunt disebut
AMMETER)

• untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i
  Ampere harus dipasang Shunt sebesar

29
CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Sebuah galvanometer dengan hambatan 5 ohm
dilengkapi shunt, agar dapat diguna- kan untuk
mengukur kuat arus sebesar 50 A. pada 100
millivolt jarum menunjukkan skala maksimum.
Berapa besar hambatan shunt tersebut ?
30
JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER
Rv
i
Rshunt
31
ALAT UKURVOLTMETER
Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai
tahanan dalam yang sangat besar. Dipasang
paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur
potensialnya. Untuk mengukur beda potensial yang
melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan
seri dengan Voltmeter.
Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur
maksimumnya, harus dipasang tahanan depan (RV)
Rv ( n - 1 ) Rd
32
CONTOH SOALVOLTMETER
Sebuah voltmeter yang mempunyai hambatan 1000
ohm dipergunakan untuk mengukur po- tensial
sampai 120 volt. Jika daya ukur volt- meter 6
volt. Berapa besar hambatan Multiplier agar
pengukuran dapat dilakukan ?
33
JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER
Rv
Rdepan
34
ENERGI LISTRIKHUKUM JOULE
Karena gerakan muatan-muatan bebas yang menumbuk
partikel yang tetap dalam penghantar, maka
terjadi perpindahan energi kinetik menjadi energi
kalor, sehingga penghantar menjadi panas.
W Jumlah Kalor (Joule). i Kuat arus yang
mengalir (Ampere). r Tahanan kawat penghantar
(Ohm). t Waktu (detik). V Beda potensial
antara dua titik A dan B.
1 kalori 4,2 Joule dan 1 Joule 0,24
Kalori W 0,24 i 2 . r . t 0,24
V . i . t Kalori
35
D A Y A
adalah banyaknya usaha listrik (energi Listrik)
yang dapat dihasilkan tiap detik
SATUAN joule/detik Volt -Ampere Watt
36
CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK
Sebuah tungku listrik yang mempunyai daya 144
watt, 120 volt. Ketika digunakan untuk memasak
500 gram air dari 30 C hingga men didik, pada
saat itu tegangan rumah 100 watt Berapa detik
waktu yang dibutuhkan ?
o
37
JAWABAN CONTOH SOALENERGI DAN DAYA LISTRIK
38
GAYA GERAK LISTRIK (GGL)
adalah besarnya energi listrik yang berubah
menjadi energi bukan listrik atau sebaliknya,
jika satu satuan muatan melalui sumber itu, atau
kerja yang dilakukan sumber arus persatuan muatan.
( Joule/Coulomb Volt )