DINAMIS - MATERI78 · I = arus listrik (ampere) Q = besar muatan listrik ... dan . voltmeter. ... Apabila arah loop searah dengan arah arus, maka

DINAMIS

CREATED BY: Deodatus Vito L Dywa Claudya C

Elbert Evan Farhan Ramadzan N

Felicia Tjokro Ghea Aprillia

Haniina Fathimiyyah Kenty Lieanda

Khalidian G Fiqri Kiara Puspa Dhirgantara

M Rifki Putra

MENU

PENGERTIAN

RANGKAIAN LISTRIK

HUKUM OHM

HUKUM KIRCHHOFF

ALAT UKUR

GGL DAN TEGANGAN JEPIT

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

TEGANGAN DC DAN AC

PENGERTIAN Listrik bergerak dalam bentuk arus listrik. Arus listrik adalah gerakan muatan-muatan listrik berupa gerakan elektron dalam suatu rangkaian listrik dalam waktu tertentu.

𝐼 = 𝑄𝑡

I = arus listrik (ampere) Q = besar muatan listrik (Coulumb) t = waktu (sekon)

Arus listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan aliran elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi.

HUKUM OHM Arus listrik dipengaruhi oleh dua hal, yaitu tegangan listrik (V) dan hambatan (R).

Arus listrik berbanding lurus dengan tegangan listrik, dan berbanding terbalik dengan hambatan.

𝐼 = 𝑉𝑅

I = arus listrik (ampere) V = tegangan listrik/beda potensial (Volt) R = hambatan (Ω)

Hambatan adalah perbandingan beda potensial pada sebuah komponen listrik terhadap arus yang melintas melaluinya.

HUKUM OHM Faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan:

R

V

I

V

I

R

HUKUM OHM Faktor lain yang mempengaruhi hambatan: • Jenis bahan resistor • Luas penampang • Panjang • Suhu

𝑅 = ρ 𝐿𝐴

R = hambatan (Ω) ρ = hambatan jenis (Ωm) L = panjang (m) A = luas penampang (m²)

Sehingga dapat dirumuskan: ρ = ρₒ(1 + αΔ𝑇)

ρ = hambatan jenis (Ωm) ρₒ = hambatan jenis pada suhu T° (Ωm) R = hambatan (Ω) Rₒ = hambatan pada suhu T° (Ω) α = koefisien suhu ΔT = perubahan suhu

𝑅 = 𝑅ₒ(1 + αΔ𝑇)

RANGKAIAN LISTRIK Komponen-komponen listrik dapat dituliskan dalam bentuk lambang rangkaian listrik.

∼

A

V

sumber tegangan DC sumber tegangan AC

resistor/hambatan amperemeter

saklar voltmeter

+ -

RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian listrik terdiri dari dua susunan, rangkaian seri dan rangkaian paralel.

R₁

V

I

R₂ R₁

V

I

R₂

rangkaian seri rangkaian paralel

RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian seri disusun secara sejajar.

R₁

V

I

R₂ R₃

V = V₁ + V₂ + V₃ I = I₁ = I₂ = I₃ Rs = R₁ + R₂ + R₃

V₁ = I.R₁ V₂ = I.R₂ V₃ = I.R₃

I₁ I₂ I₃

I

RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian paralel disusun secara berderet/bertingkat.

V = V₁ = V₂ = V₃

I = I₁ + I₂ + I₃

1𝑅𝑝

= 1𝑅1

+ 1𝑅2

+ 1𝑅3

V

R1

R2

R3

V₁ = V

V₂ = V

V₃ = V I

I1

I2

I3

I

ALAT UKUR Alat listrik memiliki dua jenis alat ukur, yaitu amperemeter dan voltmeter. Amperemeter digunakan untuk mengukur arus listrik, dan dipasang secara seri. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik, dan dipasang secara paralel.

Kedua alat pengukur tersebut memiliki galvanometer dan hambatan dalam.

ALAT UKUR

R₁

V

I

R₂

A

V

ALAT UKUR Cara membaca amperemeter dan voltmeter:

hasil = angka yang ditunjukbatas maksimum

x angka saklar

A

1 A 2 A

angka yang ditunjuk

batas maksimum

angka saklar

HUKUM KIRCHHOFF Kirchhoff merumuskan dua hal mengenai rangkaian listrik.

Hukum Kirchhoff I (Kirchhoff’s Current Law)

ΣImasuk = ΣIkeluar

“Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik tersebut.”

I1

I2

I3 I4

I5 I1 + I2 = I3 + I4 + I5

HUKUM KIRCHHOFF Hukum Kirchhoff II (Kirchhoff’s Voltage Law)

Σε = Σ (I.R)

“Jumlah gaya gerak listrik pada sumber tegangan sama dengan jumlah beda potensial pada rangkaian listrik.”

ε = gaya gerak listrik pada sumber tegangan (V) I = arus listrik (A) R = hambatan (Ω)

Hukum ini digunakan apabila rangkaian listrik tidak dapat disederhanakan menggunakan ketentuan rangkaian seri dan paralel.

HUKUM KIRCHHOFF Persamaan hukum ini diselesaikan menggunakan aturan loop (putaran).

+ε -ε

+I.R -I.R

Apabila arah loop searah dengan arah arus, maka tegangan bertanda positif, dan sebaliknya.

HUKUM KIRCHHOFF Agar memudahkan penghitungan, samakan arah loop dengan arah arus.

R3

R2

R1

I3

I2 I1

ε1

ε2

ε3

a b

c d

e f Loop abcd ε₂ positif ε₁ negatif I₃ positif I₁ positif

R4

Loop cdef ε₂ positif ε₃ negatif I₁ positif I₂ positif

GGL DAN TEGANGAN JEPIT Gaya gerak listrik adalah tegangan pada sumber tegangan pada saat tidak memiliki arus.

Tegangan jepit adalah tegangan pada sumber tegangan pada saat memiliki arus.

ε

I

V

GGL DAN TEGANGAN JEPIT Hubungan GGL dengan tegangan jepit suatu terminal dapat dirumuskan:

VAB = ε1+𝑟

𝑅 VAB = ε – I.r

VAB = tegangan jepit pada terminal AB (V) ε = gaya gerak listrik pada baterai (V) I = kuat arus listrik (A) r = hambatan dalam baterai (Ω) R = hambatan luar (Ω)

GGL DAN TEGANGAN JEPIT Untuk mencari kuat arus listrik melalui GGL dapat dihitung dengan:

I = ε𝑅+𝑟

I = kuat arus listrik (A) ε = gaya gerak listrik pada baterai (V) R = hambatan luar (Ω) r = hambatan dalam baterai (Ω)

Tegangan listrik juga dapat disusun secara seri maupun paralel, dan memiliki ketentuan yang sama.

GGL DAN TEGANGAN JEPIT Rangkaian seri tegangan listrik:

R

ε₁, r₁

ε₂, r₂

ε₃, r₃

I

εs = ε₁ + ε₂ + ε₃

εs = n.ε jika sama

rs = r₁ + r₂ + r₃

rs = n.r jika sama

GGL DAN TEGANGAN JEPIT Rangkaian paralel tegangan listrik:

R

ε₁, r₁

ε₂, r₂

ε₃, r₃

I

εp = ε₁ = ε₂ = ε₃

εp = ε jika sama

1𝑅𝑝

= 1𝑅1

+ 1𝑅2

+ 1𝑅3

rp = 𝑟𝑛

jika sama

I₁

I₂

I₃

ENERGI DAN DAYA LISTRIK Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh arus listrik karena perpindahan muatan listrik.

W = V.I.t

Dapat dihitung:

Daya listrik adalah banyaknya energi listrik yang digunakan dalam satuan waktu.

P = V.I

W = I².R.t P = I².R

W = 𝑉𝑉𝑅

.t P = 𝑉𝑉𝑅

W = V.Q P = 𝑊𝑡 W = energi listrik (J)

Q = muatan listrik (C) V = tegangan listrik (V) I = kuat arus listrik (A) R = hambatan (Ω) t = waktu (s)

ENERGI DAN DAYA LISTRIK Daya dan tegangan listrik biasanya tertulis dalam spesifikasi peralatan listrik.

𝑃𝑠𝑃𝑡

=𝑉𝑠𝑉𝑡

2

Ps = daya sesungguhnya (W) Pt = daya tertulis (W) Vs = tegangan sesungguhnya (V) Vt = tegangan tertulis (V)

Hubungan antara daya dan tegangan listrik dapat dirumuskan:

TEGANGAN DC DAN AC Tegangan listrik terdiri dari dari dua jenis, yaitu DC (direct current) dan AC (alternating current).

Tegangan AC adalah tegangan yang dihasilkan oleh sumber tegangan AC dan arus listrik mengalir bolak-balik secara periodik.

Tegangan DC adalah tegangan yang dihasilkan oleh sumber tegangan DC dan arus listrik mengalir searah.

Tegangan DC biasa digunakan untuk alat-alat listrik kecil dan mudah dibawa, seperti ponsel, jam, dll. Tegangan AC biasa digunakan untuk alat-alat listrik besar, seperti instalasi listrik rumah, dan pembangkit listrik.

TEGANGAN DC DAN AC Instalasi listrik dalam rumah:

kWh METER

SUMBER TEGANGAN AC PLN

PEMUTUS DAYA

PANEL BAGI

PENTANAHAN

•• •• •• ••

TEGANGAN DC DAN AC Urutan transmisi jarak jauh:

PEMBANGKIT LISTRIK 10kV

TRAFO STEP-UP

TRANSIMISI TEGANGAN TINGGI 150kV

TRAFO STEP-DOWN

TRAFO STEP-DOWN

RUMAH 220 V

KOTA 20kV