LISTRIK ARUS SEARAH

A.    PENGERTIAN LISTRIK

Listrik merupakan energi yang dapat disalurkan melalui penghantar berupa kabel, adanya arus listrik dikarenakan muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Dalam kehidupan manusia listrik memiliki peran yang sangat penting. Selain digunakan sebagai penerangan listrik juga digunakan sebagai sumber energi untuk tenaga dan hiburan, contohnya saja pemanfaatan energi listrik dalam bidang tenaga adalah motor listrik. Keberadaan listrik yang sangat penting dan fital akhirnya saat ini listrik dikuasai oleh negara melalui perusahaan yang bernama PLN.

Listrik sendiri dibagi menjadi dua jenis yaitu arus listrik AC dan DC. Dalam artikel singkat ini kita akan membahas mengenai apa yang dimaksud dengan arus listrik AC dan DC beserta contoh pemanfaatan keduanya. Untuk memudahkan pembaca artikel ini akan saya bagi menjadi beberapa bagian, yang pertama saya akan menjelaskan apa yang dimaksud dengan arus listrik AC dan contoh penggunaannya, kemudian yang kedua saya akan membahas pengertian listrik DC dan contoh penggunaannya.

B.     PENGERTIAN ARUS LISTRIK DC

      Arus listrik DC (Direct current) merupakan arus listrik searah. Pada awalnya aliran arus pada listrik DC dikatakan mengalir dari ujung positif menuju ujung negatif. Semakin kesini pengamatan-pengamatan yang dilakukan oleh para ahli menunjukkan bahwa pada arus searah merupakan arus yang alirannya dari negatif (elektron) menuju kutub positif. Nah aliran-aliran ini menyebabkan timbulnya lubang-lubang bermuatan positif yang terlihat mengalir dari positif ke negatif.

Contoh pemanfaatan listrik DC

      Listrik DC (direct current) biasanya digunakan oleh perangkat lektronika. Meskipun ada sebagian beban selain perangkat elektronika yang menggunakan arus DC (contohnya; Motor listrik DC) namun kebanyakan arus DC digunakan untuk keperluan beban elektronika. Beberapa beban elektronika yang menggunakan arus listrik DC diantaranya: Lampu LED (Light Emiting Diode), Komputer, Laptop, TV, Radio, dan masih banyak lagi. Selain itu listrik DC juga sering disimpan dalam suatu baterai, contohnya saja baterai yang digunakan untuk menghidupkan jam dinding, mainan mobil-mobilan dan masih banyak lagi. Intinya kebanyakan perangkat yang menggunakan listrik DC merupakan beban perangkat elektronika.

C.    KUAT ARUS LISTRIK (I)

Aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar. Arah arus listrik (I) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron.

Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik. Jadi kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. Jika dalam waktu t mengalir muatan listrik sebesar Q, maka kuat arus listrik I adalah:

para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

D.    BEDA POTENSIAL ATAU TEGANGAN LISTRIK (V)

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.

Beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup disebut tegangan jepit.

E.     HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK (I) DAN TEGANGAN LISTRIK (V)

Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi:

Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap.

Hambatan dalam rangkaian listrik diberi simbol:

Hasil bagi antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan listrik atau resistansi (R) dengan satuan ohm.

F.     HUBUNGAN ANTARA HAMBATAN KAWAT DENGAN JENIS KAWAT DAN UKURAN KAWAT

Hambatan atau resistansi berguna untuk mengatur besarnya kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian listrik. Dalam radio dan televisi, resistansi berguna untuk menjaga kuat arus dan tegangan pada nilai tertentu dengan tujuan agar komponen-komponen listrik lainnya dapat berfungsi dengan baik.

Untuk berbagai jenis kawat, panjang kawat dan penampang berbeda terdapat hubungan sebagai berikut:

G.    HUKUM I KIRCHOFF

Dalam alirannya, arus listrik juga mengalami cabang-cabang. Ketika arus listrik melalui percabangan tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut arus listriknya besar.

Hukum I Kirchoff berbunyi:

Pada suatu titik cabang, jumlah kuat arus yang masuk sama dengan jumlah kuat arus yang keluar.

Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik.

Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai:

H.    HUKUM II KIRCHOFF

Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada rangkaian tertutup yaitu karena ada rangkaian yang tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel.

Umumnya ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut. Jadi Hukum II Kirchhoff merupakan solusi bagi rangkaian-rangkaian tersebut yang berbunyi:

Jumlah aljabar perubahan tegangan mengelilingi suatu lintasan tertutup ( loop ) dalam suatu rangkaian listrik sama dengan nol.

Hukum Kirchoff II dirumuskan sebagai berikut:

Contoh soal

1.     Arus listrik 3 Ampere mengalir melalui seutas kawat selama 1 menit. Berapa bnyak muatan listrik mengalir melalui kawat ?
2.      Berapa ampere kuat arus yang mengalir pada sebuah kawat 250 ohm jika di beri beda potensial 100 volt ?
3.     Sepotong kawat ujung –ujung nya di hubungkan dengan sumber tegangan arus searah dari 12 volt, sehingga merupakan rangkaian tertutup. Bila kuat arus yang mengalir pada kawat itu 3/4 ampere, hitunglah hambatan listrik kawat itu ?

bahan ajar

Tekanan

a.       Tekana zat padat

Tekanan di definisikan sebagai gaya normal (tegak lurus ) yang bekerja pada suatu bidang di bagi dengan luas bidang tersebut.

Rumus tekanan                      

Satuan tekanan adalah pascal ( Pa ) untuk memberi penghargaan kepada Blaise pascal,

                                    1 Pa = 1 N m^-2

Dalam bahasa sehari – hari kata “ tekanan dan gaya “ memiliki arti yang agak sama. Dalam fisika ( khususnya hidrostatika dan hidroninamika ) kata – kata ini menjelaskan besaran yang berbeda dengan karakteristik yang berbeda. Tekanan tidak memiliki arah tertentu, sehingga tekanan termasuk besaran skalar . berbeda dengan tekanan, sebuah gaya adalah vektor,  yang berarti memiliki arah tertentu dan ingat bahwa tekan adalah gaya per satuan luas.

b.      Aplikasi tekanan pada kehidupan sehari – hari

Untuk meluncur di atas kolam es beku, pemain luncur es menggunakan sepatu luncur. Sepatu luncur memiliki pisau pada bagian bawahnya. Guna pisau ini adalah memberi tekanan yang besar pada lantai es beku, hingga es tepat di bawah pisau mencair, tetapi di kiri dan kanan nya tidak. Cairan di bawah es berfungsi sebagai pelumas, sedangkan es beku di kiri dan kanan pisau tetap mencengkram pisau, sehingga pemain beserta sepatu nya dapat meluncur.

Berbeda dengan pemain luncur es, pemain ski justru harus menggunakan sepatu ski yang luas bidang nya cukup besar. Ini di maksudkan agar tekanan yang di berikan pemain ski yang berdiri kecil sehingga tidak membuat salju mencair dan pemain ski dapat meluncur di atas salju.

c.       Tekanan pada zat cair

Tekanan zat cair bergantung pada kedalaman zat cair yaitu makin dalam, tekanan zat cair makin besar. Hal ini menjadi alasan kenapa saat membuat tanggul atau bendungan tembok bagian bawah dibuat lebih tebal daripada bagian atasnya. Tekanan yang ditimbulkan zat cair juga ditentukan oleh massa jenis zat cair. Semakin besar massa jenis zat cair, makin besar tekanan di dalam zat cair tersebut. Sehingga tekanan yang ditimbulkan oleh air akan lebih besar dibandingkan tekanan yang yang ditimbulkan oleh minyak atau alkohol.

penurunan rumus tekanan pada zat cair ( hidrostatis )

                     

                                         

Bayangkan luas penanpang persegi panjang ( luas yang di arsir ), p x l yang terletak pada kedalaman h di bawah permukaan zat cair ( massa jenis = ρ ) seperti tampak pada gambar diatas. Volume zat cair di dalam balok = p x l x h  sehingga massa jenis zat cair di dalam balok adalah

m  = ρ x v

                = ρ x p x l x h

Berat zat cair di dalam balok,

F   = m x g

                     = ρ x p x l x h x g

Tekanan zat cair di sembarang titik pada luas bidang yang diarsir adalah

Jadi , tekanan hidrostatis zat cair ( P_h ) dengan massa jenis ρ pada kedalaman h di rumuskan dengan :

P_h = ρ x g x h

Lembar kerja siswa ( LKS )

Tekanan hidrostatis

Nama kelompok                :

Nama siswa                       :

Kelas                                  :

A.    Tujuan percobaan

Setelah melakukan percobaan Siswa dapat mengetahui bahwa adanya tekanan pada zat cair

B.     Alat dan bahan :

1.      Wadah plastik                 2 buah

2.      Paku besar                       1 buah

3.      Plester                             1 buah

4.      Air                                   secukupnya

C.    Langkah percobaan

1.      Pada salah satu wadah buatlah tiga lubang yang berbeda ketinggiannya tetapi terletak pada satu garis vertikal, dan pada wadah yang lain buatlah lubang dengan ketinggian yang sama, yang membentuk garis horizontal dengan menggunakan paku besar.

2.      Tutup lubang tersebut menggunakan plester.

3.       Isilah kaleng tersebut dengan air sampai air hampir penuh.

4.      Tariklah plester secara cepat.

5.      Amatilah lintasan air

D.    Diskusi

1.      Pada wadah yang lubangnya horizontal apa yang terjadi pada lintasannya.?

Jawab : ................................................................................................

2.      Pada wadah yang lubangnya vertikal apa yang terjadi pada lintasannya.?

Jawab : ................................................................................................

3.      Buatlah kesimpulan tentang percobaan tersebut !

Jawab : ................................................................................................ 

Nama               : Cahyadi ariansah

Kelas               : A pagi

NIM                : 321200071

       A.    Tujuan

·         Siswa dapat mengetahui konsep tegangan

·         Siswa dapat mengukur beda potensial atau tegangan

·         Siswa mengetahui hubungan antara kuat arus dan tegangan  

       B.     Dasar teori

BEDA POTENSIAL ATAU TEGANGAN LISTRIK (V)

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.

Beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup disebut tegangan jepit. Seperti yang di tunjukan gambar di bawah ini :

A.     RANGKAIAN TERBUKA

B.     RANGKAIAN TERBUKA

Hukum ohm. Gambar di atas menunjukan eksperimen untuk mengukur hambatan listrik R dari sebuah konduktor. Sebuah amperemeter (A) yang dipasang seri dengan R digunakan untuk mengukur kuat arus I dan sebuah voltmeter (V) yang di pasang paralel dengan R digunakan untuk mengukur beda potensial (tegangan) V.

V = R.I 

Persamaan di atas di kenal sebagai hukum ohm

HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK (I) DAN TEGANGAN LISTRIK (V) Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi:

Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap. Hasil bagi antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan listrik atau resistansi (R) dengan satuan ohm. Seperti yang d tunjukan oleh grafik di bawah ini.