LISTRIK DINAMIS

LISTRIK DINAMIS

Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis adalah muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang keluar. sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujung-ujung hambatan. Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan. pada rangkaian seri tegangan sangat tergantung pada hambatan, tetapi pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. semua itu telah dikemukakan oleh hukum kirchoff yang berbunyi "jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar". berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus × hambatan. Hambatan nilainya selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus. tegangan memiliki satuan volt(V) dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm.


ARUS LISTRIK

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik (I) yang mengalir melalui penghantar didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
(Q) yang mengalir setiap satu satuan waktu (t).


I = Q/t

Secara matematis dapat dituliskan:
I    = arus listrik (A)
Q   = muatan listrik (C)
t    = selang waktu









Contoh cara menghitung arus listrik:

1. 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.

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.
Fisika
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:
I=Q/t
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
I =dQ/dt
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.
Arah arus
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 partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong olehmedan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:
Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.
Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.
Rapat arus
Rapat arus (bahasa Inggris: current density) adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar.]Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m2).
di mana I adalah arus pada penghantar, vektor J adalah rapat arus yang memiliki arah sama dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan dA adalah vektor luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen. Jika arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar terhadap dA 
di mana A adalah luas penampang total dan J adalah rapat arus dalam satuan A/m2.
Kelajuan hanyutan
Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga. Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang menghasilkan aliran arus. Tingkat kelajuan hanyutan (bahasa Inggris: drift speed) dalam penghantar adalah kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10-5 dan 10-4 m/s dibandingkan dengan sekitar 106 m/s pada sebuah penghantar tembaga.

TEGANGAN LISTRIK

Sumber tegangan listrik yaitu peralatan yang dapat menghasilkan beda potensial listrik secara terus menerus. Beda potensial listrik diukur dalam satuan volt (V).  Alat yang digunakan adalah volmeter.
Beda potensial adalah usaha yang digunakan untuk memindahkan satuan  muatan listrik . hubungan antara energi listrik, muatan listrik dan beda potensial dapat dituliskan dalam persamaan:

V= W/ Q

V = Beda potensial listrik dalam volt (V)
W = energi listrik dalam joule (J)
Q = muatan listrik dalam coulomb (C).
Arus listrik hanya akan terjadi dalam penghantar jika antara ujung-ujung penghantar terdapat beda potensial (tegangan listrik). Alat ukur beda potensial listrik adalah volmeter. Dalam rangkaian voltmeter dipasang paralel dengan hambatan (beban).
Contoh, Beda potensial antara ujung penghantaradalah 12 volt, hitunglah besarnya energi listrik jika jumlah muatan yang mengalir sebesar 4 coulomb.

Diketahui:
V = 12 volt
Q = 4 C
W = ?

Jawab:
W = V. Q
W = 12 volt x 4 C
W = 48 joule

Dalam rangkaian tertutup pemasangan voltmeter dan amperemeter dapat dilakukan bersama-sama. Voltmeter dipasang paralel terhadap hambatan dan amperemeter dipasang seri terhadap hambatan. Di laboratorium volmeter dapat dibuat dari rangkaian basic mater dan multiplier, sedangkan ampere meter dapat di buat dari rangkaian basic meter dan shun. Baik shun maupun multiplier memiliki batas ukur. Oleh karena itu dalam pembacaan sekalanya perlu diperhatikan antara batas ukur dan pembacaan pada skala basic meter. Berikut ini cara menggunakan basic meter dan cara pembacaannya.

Dalam rangkaian listrik, volt meter dipasang paralel terhadap alat listrik.
Jika voltmeternya dengan menggunakan kombinasi basic meter dan multiplier, maka pembacaan hasil pengukurannya perlu memperhatikan sekala maksimum dan batas ukurnya.
Batas ukur maksimumnya = 10 volt
Sekala maksimumnya = 30 volt

Pengukuran dengan menggunakan basic mater dan multiplier yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Contoh, Batas ukur multiplier adalah 12 volt, skala maksimum basik meter adalah 120 volt, jika jarum pada saat digunakan menunjukkan angka 40, maka hitunglah besrnya tegangan listrik yang terukur

Diketahui:
Batas ukur : 12 volt
Skala maksimum : 120 volt
Pembacaan skala = 40

Jawab:
Hasil pengukuran  = (12/120) x 40 volt
                           = 0,1 x 40 volt
                           = 4 volt
HUKUM OHM

Hukum Ohm merupakan hukum dasar dalam rangkaian elektronik. Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan, kuat arus dan hambatan listrik dalam rangkaian.

Besarnya tegangan listrik dalam sebuah rangkaian sebanding dengan kuat arus listrik. Pernyataan ini di kenal sebagai hukum Ohm. Hal ini  menyatakan bahwa tegangan listrik dalam rangkaian akan bertambah jika arus yang mengalir dalam rangkaian bertambah. Hubungan tersebut dapat di tuliskan dalam persamaan matematika.

V ~ I atau

V = R I (Hukum Ohm)

R adalah konstanta yang disebut hambatan penghantar, satuannya adalah ohm (W)
Contoh, Arus listrik sebesar 2 A mengalir dalam rangkaian yang memiliki hambatan sebesar 2 ohm, hitunglah besarnya beda potensial antara ujung-ujung hambatan tersebut.

Diketahui:
I = 2 A
R = 2 ohm
V = ?
Jawab:
V = I x R
V = 2 A x 2 ohm
V = 4 volt


Jika dalam hambatan R mengalir arus listrik I, maka antara ujung-ujung hambatan timbul beda potensial V.     
V = IR
Jika diantara ujung-ujung hambatan R terdapat beda potensial V, maka dalam hambatan pasti mengalir arus listrik I
I = V/R
Jika arus listrik I mengalir dalam suatu penghantar dan antara ujung-ujung penghantar muncul beda potensial V, maka dalam penghantar tersebut terdapat hambatan. 
R = V/I

Sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik
http://smpn2brebes.sch.id/materi/Arus%20Listrik%20Dalam%20R
ngkaian/index.html
http://www.crayonpedia.org/mw/Listrik_Dinamis_9.1
http://www.e-dukasi.net/index.php?mod=script&cmd=Bahan%20Belajar/Materi%20Pokok/view&id=507&uniq=all


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

HUKUM KEMAGNETAN: SOAL DAN PEMBAHASAN

Gambar
1.  Sebuah kawat yang panjangnya 10 cm berada tegak lurus di dalam medan magnetik. Jika rapat fluks magnetiknya 0,2 tesla dan kuat arus yang mengalir di dalam kawat itu 45 A, gaya yang dialami kawat itu adalah... A. 10,5 x 10 −4  N B. 2,55 x 10 −2  N C. 7,50 x 10 −1  N D. 0,90 N E. 2,25 N Pembahasan D1:   l = 10 cm = 0,1 m         i = 45 A        B = 0,2 T D2 :F =....? D3:  F = Bil        F = 0,2 x 45 x 0,1        F = 0,90 N 2 . Dua kawat sejajar  l  dan  m  masing-masing panjangnya 2 m dan terpisah pada jarak 2 cm. Pada kawat  m  yang kuat arusnya 1,5 A mengalami gaya magnetik dari kuat arus kawat  l  sebesar 6 . 10 -5  N ( µ 0  = 4π . 10 -7  Wb/A.m). kuat arus pada kawat  l  adalah... A. 1,2 A B. 1,5 A C. 2,0 A D. 2,...
Baca selengkapnya

RELATIVITAS: SOAL DAN PEMBAHASAN

Gambar
RELATIVITAS: SOAL DAN PEMBAHASAN 1.   Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju vA = vB = ¾ c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah… A. 9/16 c B. 8/9 c C. 24/25 c D. 4/3 c E. 3/2 c                 PEMBAHASAN 2.   Suatu peristiwa terjadi selama 3 s menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa itu terjadi dalam selang waktu… A. 5,0 s B. 4,8 s C. 3,0 s D. 1,8 s E. 1,2 s Pembahasan Diketahui : t= 3 sekon v = 0,8 c Ditanya : Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam (t m ) Jawab : Rumus dilatasi waktu :            Keterangan :  t m ...
Baca selengkapnya

TERMODINAMIKA: SOAL DAN PEMBAHASAN

Gambar
TERMODINAMIKA: SOAL DAN PEMBAHASAN 1.      Pada percobaan Joule, beban bermassa 5 kg mengalami perpindahan kedudukan sebesar 2 m. Jika massa air sebesar 0,2 kg, perubahan suhu air akibat kalor hasil gesekan sudu-sudu dan air adalah... A. 1°C B. 10°C C. 100°C D. 0,1°C E. 0,12°C Diketahui: Massa beban (M) = 5 kg Perubahan kedudukan benda, s atau Δh = 2 m Massa air, (m) = 0,2 kg Kalor jenis air, (c) = 4.200 J/kg.K Percepatan gravitasi, g = 10 m/s² Ditanya: Perubahan suhu air (ΔT)? Jawab: Perubahan energi potensial gravitasi tepat sama dengan energi kalor pada air. ΔEP = Q M.g.Δh = m.c.ΔT Ingat, M adalah massa beban yang digantung, sedangkan m adalah massa air dengan kincir di dalamnya. (5).(10).(2) = (0,2)(4.200)(ΔT) 100 = 840.(ΔT) ΔT = 100/840 ΔT = 0,12°C (Jawaban: E) 2.      Suatu gas dimampatkan secara isobarik pada tekanan 2 MPa dari 0,5 m³ menjadi 0,4 m³. Usaha yang dilakukan pada gas adalah... a. 10 kJ b. 20 kJ c. 100 kJ d. 200 kJ e....
Baca selengkapnya