Materi 11 (arus listrik, hukum ohm, rangkaian hambatan, energi listrik, daya) [autosaved]

TUGAS FISIKA INDUSTRI

Magdalena Praharani Surya Ningrum (41614010030)

Melia Kontesa (41614010021)

Martina Elizabeth (41614010061)

Teknik Industri

ARUS LISTRIK, HUKUM OHM, RANGKAIAN HAMBATAN, ENERGI LISTRIK, DAYA.

ARUS LISTRIK

Muatan listrik yang mengalir melalui konduktor (penghantar listrik) disebut arus listrik. Serta banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu.

Kuat arus listrik dinyatakan dalam ampere. Sedangkan untuk mengetahui seberapa kuat arus listrik itu mengalir melalui penghantar dapat kita gunakan amperemeter (Amp meter)

HASIL PENGUKURAN KEKUATAN ARUS LISTRIK (AMPERE) DAPAT DINYATAKAN DENGAN RUMUS SEBAGAI BERIKUT :

= jumlah muatan yang melewati konduktor (Coulomb = C)

= jangka waktu (sekon = s)

I = kuat arus listrik (ampere = A)

𝐼=𝑄𝑡

ARUS LISTRIK DI DALAM SUATU RANGKAIAN HANYA DAPAT MENGALIR DI DALAM SUATU

RANGKAIAN TERTUTUP.

Lampu Menyala

Lampu Mati

Arah arus listrik (sesuai konvensi) dari potensial tinggi (kutub + ) ke potensial rendah ( kutub - ).

Arah aliran elektron dari potensial rendah (kutub - ) ke potensial tinggi ( kutub + ).

Potensial tinggi

Potensial rendah

Arus listrikAliran elektrontegangan

(beda potensial)

CONTOH ARUS LISTRIKArus listrik sebesar 2,5A mengalir pada kawat selama 4 menit. Berapa muatan yang mengalir melalui suatu titik pada rangkaian ?

Diket :

I = 2,5A

t = 4 menit = 4

Dit : Q ?

Jawab :

Q =

Q = 2,5A

Q = 600 C

HUKUM OHMadalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm dalam bahasa Inggris disebut dengan “Ohm’s Laws”. Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama Georg Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825. Georg Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827.

Bunyi Hukum Ohm

“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”

SECARA MATEMATIS HUKUM OHM DAPAT DI RUMUSKAN SEBAGAI BERIKUT :

V = beda potensial (Volt)

I = kuat arus (Ampere)

R = hambatan ()

Rumus tersebut dikenal dengan hukum ohm, tetapi banyak fisikawan yang mengatakan bahwa rumus tersebut bukan hukum ohm, tetapi lebih berupa definisi hambatan.

Karna menurut Georg simon ohm (1787-1854) mengatakan bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V sehingga R konstan tidak bergantung pada V, untuk konduktor logam. Tetapi hubungan ini tidak berlaku umun untuk bahan dan alat lain seperti dioda, tabung hampa udara, transistor, dan sebagainya.

Dengan demikian hukum ohm bukan merupakan hukum dasar, tetapi lebih berupa deskripsi mengenai kelas bahan (konduktor logam) tertentu. Bahan atau alat yang tidak mengikuti hukum ohm dikatakan nonohmik.

CONTOH HUKUM OHMSebuah bola lampu senter kecil menarik 300 mA dari baterai 1,5 V. Berapa hambatan bola lampu tersebut ?

Diket :

I = 300 mA

V = 1,5 V

Dit : R ?

Jawab :

R = 5,0

RANGKAIAN HAMBATANHambatan suatu kawat penghantar (konduktor) di pengaruhi oleh :

Jenis kawat penghantar

Panjang kawat penghantar

Besar atau luas kawat pengahantar

Suhu kawat penghantar

Hambatan tersebut dapat dinyatakan dengan rumus :

R = hambatan ()

L = panjang kawat penghantar (m)

A = luas penampang kawat penghantar ()

= konstanta pembanding, disebut hambat jenis (resistivitas), bergantung pada bahan yang digunakan

𝑅=𝜌𝐿𝐴

TABEL, HAMBAT JENIS DAN KOEFISIEN TEMPERATUR (PADA C)

RANGKAIAN HAMBATAN Hambatan di bagi menjadi 2 yaitu ;

ENERGI LISTRIK

Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik / energi yang tersimpan dalam arus listrik dengan satuan amper (A)dan tegangan listrik dengan satuan volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan Watt (W)untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain. Energi yang dihasilkan dapat berasal dari berbagai sumber, seperti air, minyak, batu bara, angin, panas bumi, nuklir, matahari dan lainnya.

BESAR ENERGI LISTRIK DAPAT DITULIS DALAM BENTUK PERSAMAAN BERIKUT.

W = V × I × t

W= besar energi listrik (joule)

V= besar tegangan listrik (volt)

I = besar kuat arus listrik (ampere)

t = selang waktu (sekon)

CONTOH SOAL ENERGI LISTRIK

Lampu yang dipasang di ruang tamu rumah Bapak Budi tegangannya 220 V mengalir arus listrik 2 A selama 5 menit. Tentukan besar energi listrik yang diperlukan lampu untuk menyala dengan baik.

Penyelesaian:

Diketahui:

V= 220 V

I = 2 A

t = 5 menit = 300 s

Ditanyakan:

W = … ?

Jawab:

W = V × I × t

W = 220 × 2 × 300W = 132.000 J = 132 kJ

DAYA

Muatan yang mengalir per detik, , merupakan arus listrik, I. Dengan demikian kita dapatkan :

P = IV

Rumus ini menyatakan daya yang di berikan oleh sebuah sumber seperti baterai. Satuan SI daya listrik untuk semua jenis daya lainnya yaitu watt (1 W = 1J/det)

KECEPATAN PERUBAHAN ENERGI PADA HAMBATAN R DAPAT DITULISKAN DENGAN MENGGUNAKAN HUKUM OHM

P = IV

P = I (IR)

P =

P =

P =

CONTOH DAYASebuah pemanas listrik menarik 15,0 A pada jalur 120 V. Berapa daya yang digunakannya dan berapa biaya per bulan (30 hari) jika pemanas tersebut beroperasi 3 jam setiap hari dan perusahaan listrik menghargai 1500 per kwh ? (anggap arus mengalir tetap pada satu arah)

Diket :

I = 15,0 A

V = 120 V

Dit :

Daya yang di gunakan selama 1 bulan (30 hari)

Jawab :

P = IV

= (15 A) (120 V)

= 1800 W = 1,8 Kwh

Untuk mengoperasikannya selama (3 jam/hari) (30 hari) = 90 jam, akan memakan biaya

(1,8 Kw) (90 jam) (1500) = Rp 243.000,00

THANK FOR YOUR ATTENTION