• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
GAYA GERAK LISTRIK
 

GAYA GERAK LISTRIK

on

  • 11,883 views

tugas presentasi fisika

tugas presentasi fisika

Statistics

Views

Total Views
11,883
Views on SlideShare
11,878
Embed Views
5

Actions

Likes
2
Downloads
236
Comments
0

1 Embed 5

https://twitter.com 5

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    GAYA GERAK LISTRIK GAYA GERAK LISTRIK Presentation Transcript

    • GAYA GERAK LISTRIKKELOMPOK 5
    • Tujuan• Dapat memahami prinsip kerja ggl dan fungsinya dalam suatu rangkaian tertutup.• Dapat mencari arus dan tegangan dalam suatu rangkaian rumit dengan memakai hukum kirchoff tentang titik cabang dan loop.• Memahami penyelesaian rangkaian multisimpal.• Memahami prinsip rangkaian dalam rangkaian Rc dan Rl.
    • Rangkaian Arus SearahSub Materi :• GGL (Gaya Gerak Listrik) dan tegangan terminal• Hukum Kirchoff• Hukum Kirchhoff 1• Hukum Kirchhoff 2• Rangkaian Multisimpal• Rangkaian Rc• Rangkaian Rl
    • GGL dan Tegangan Terminal• Ketika sejumlah arus keluar dari • Gaya gerak listrik ini mendorong baterai,maka tegangan akan elektron dari potensial rendah turun,agar tegangan ini tetap ke potensial tinggi.Catat bahwa ada,maka harus ada sumber ,didalam sumber ggl,aliran energi.Energi yang dikeluarkan muatan mengalir dari daerah inilah yang disebut gaya gerak berpotensial rendah ke daerah listrik(ggl). potensial tinggi.• Sumber ggl ini mengubah energi • Ggl dapat dianalogikan seperti kimia,mekanik dan bentuk berikut. energi lainnya menjadi energi listrik.Contohnya baterai dan generator .• Ggl menjaga tegangan dimasing masing kutubnya konstan.• Ggl disimbolkan dengan Ɛ.
    • • Baterai memiliki hambatan,yang disebut hambatan dalam,dilambangkan dengan r• Perbedaan potensial pada terminal a dan terminal b, disebut tegangan terminal (Vab).• Bila arus I mengalir dari baterai,terjadi penurunan tegangan terminal.tegangan terminal yang diberikan Vab = Ɛ – Ir• Tegangan terminal menurun secara linier terhadap arus. r E a b Tegangan terminal Vab
    • Hukum Kirchoff12 March 1824 – 17 Oct 1887
    • Hukum Kirchhoff• Untuk menangani rangkaian • Maka untuk menangani yang lebih rumit,dimana kita rangkaian ini kita gunakan tidak bisa mengkombinasi kedua hukum Kirchhoff,yaitu rangkaian seri dan pararel hukum pertama kirchhoff atau resistor dengan hukum titik cabang ekivalennya,seperti contoh pada berdasarkan kekekalan muatan gambar.Resistor R1 dan R2 tidak , kita telah menggunakannya bisa kita hubungkan secara untuk menurunkan hukum untuk pararel karena tegangan pada resistor pararel , dan hukum masing – masing resistor kedua Kirchhoff atau hukum tidaklah sama,karena adanya Loop yang didasarkan pada ggl yang diserikan dengan R2 kekekalan energi. .Juga arus yang mengalir pada R1 dan R2 tidaklah sama ,maka + R2 R1 R1 dan R2 tidak dapat dikatakan E - dirangkai secara seri. + - E R3
    • Hukum Kirchhoff 1 Pada setiap titik cabang , jumlah semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabangSecara matematis kita tuliskan : Σ I masuk = Σ I keluar I1 + I2 + I3 = I4 + I5 ,atau I1 + I2 + I3 - I4 - I5 = 0
    • a Contoh soal 1A 6A Hitunglah i dan 5Ω 2Ω i 3Ω vab pada cabang rangkaian ini 12V 1A 4Ωb Berilah titik titik cabang dengan Penyelesaian nama x, y, z, dan arus yang mengalir adalah i1, i2, i3 a 1A 6A 5Ω 2Ω i 3Ω z y x 12V i2 i1 1A 4Ω b i3
    • • vzb = 12 V = i3 4 atau i3 = 12/4 = 3 A• MENGHITUNG ARUS i – Pada node z : menurut HAK : i2 –i3 – 1 = 0 atau i2 = i3 + 1 =3+1=4A – Pada node y : menurut HAK : -i2 + i1 + 6 = 0 atau i1 = i2 – 6 = 4 – 6 = -2 A – Pada node x : menurut HAK : 1 – i1 – i = 0 atau i = 1 – i1 = 1 – (-2) = 3 A a 1A 5Ω 6A 2Ω i 3ΩJadi arus i = 3 A z y x 12V i2 i1 1A 4Ω b i3• MENGHITUNG TEGANGAN vab : Menurut pembagi tegangan : vab = vax + vxy + vyz + vzb = i.3 + i1.2 + i2.5 + 12 = (-3).3 + (-2).2 + 4.5 + 12 = 19 VJadi tegangan vab = 19 V
    • Hukum Kirchhoff 2 Pada setiap rangkaian tertutup , jumlah aljabar dari beda potensialnya harus sama dengan nol• Jika kita melintasi suatu titik (simpal) rangkaian ,beda potensial akan bertambah atau berkurang jika kita melewati resistor atau baterai,namun jika simpal tersebut telah dilewati sepenuhnya dan kita sampai kembali ke titik awal lintasan , perubahan potensialnya akan sama dengan nol.• Secara matematis hukum II Kirchhoff , dirumuskan : ΣV=0
    • a R1 + - b• Tentukan arah arus , jika belum diketahui baterai mana yang r1 - + + R2 - g c memiliki ggl lebih besar. + + - - d• Tinggi rendahnya potensial pada + sisi resistor ditandai dengan tanda - plus dan minus. f + - e R3• Mulai dari titik a dengan menerapkan hukum kirchhof 1,kita peroleh : dengan demikian untuk arus I diperoleh : a b c d e f g a -IR1 -IR2Keseimbangan energi diperoleh = -E2 -Ir2 -IR3 +E1 +Ir1 Ɛ1 adalah laju dimana baterai 1 menimbulkan energi ke dalam rangkaian Ɛ2I adalah laju dimana energi listrik diubah menjadi energi kimia di baterai 2 I2R1 adalah panas joule dihasilkan dalam resistor 1
    • Contoh soal• Elemen – elemen pada rangkaian memiliki nilai nilai Ɛ1 = 12 V, Ɛ2 = 4 v,r1 = r2 = 1 Ω , R1 = R2 = 5 Ω,dan R3 = 4 Ω.Tentukan potensial dari titik a hingga g , dengan mengansumsikan potensial pada f adalah nol. 5 1 b + -c d+ - e 4 - - 5 I 4 + 12 + a - +g f 1
    • • Pertama kita cari arus dalam rangkaian dengan persamaan sebelumnya.Kita dapat :Kini kita dapat mencari tegangan dari a hingga g,Potensial pada titik g = 12 VPotensial pada titik a = 12 V – (0,5A.1 Ω) = 11,5 VPotensial titik b = 11,5 V – (0,5 A. 5 Ω) = 9 V 5 1Potensial titik c = 9 V – 2,5 V = 6,5 V b + -c d+ - ePotensial di titik d = 6,5 V – 4 V = 2,5 VPotensial di titik e = 2,5 V – ( 0,5A . 1 Ω) = 2V 4 - -Potensial dititik f = 2V – (0,5A. 4 Ω) = 0 I 5 4 + 12 + a - +g f 1
    • Rangkaian multi simpal• Rangkaian yang terdiri lebih dari satu simpal(loop) dinamakan rangkaian multi simpal. 42 V 3 a b - + 3 h c g 4 6V+ 6 4 - f e d 6 Tentukan arus pada setiap bagian rangkaian !!!
    • • Pilih suatu arah dalam setiap cabang rangkaian ,dan beri nama arus – arus tersebut dalam suatu diagram rangkaian. 42 V 3 a b - + I 3 I I-I2 I-I1 h c g 4 6V+ 6 I1 4 I2 - I1-12 f e d 6• Kita terapkan hukum loop kirchoff pada loop terluar abcdefga. Kita sederhanakan (1) dengan membagi dengan 2Ω
    • • Dengan cara yang sama , pada simpal (abchga) memberikan Sederhanakan dengan membagi 2Ω• Untuk simpal ketiga kita pilih simpal kiri bawah (efghe) memberikan Sederhanakan dengan membagi 2Ω• Untuk mendapat I1 ,eliminasi persamaan 1 dan 2 dengan mengalikan 3 Kita jumlahkan pada suku (1) dan mengalikan dengan 2 pada suku ke (2),kita dapatyang persamaan : dihasilkan 42 V 3 a b - + I 3 I I-I2 I-I1 h c g + 4 6 V 6 I1 4 I2 - I1-12 f e d 6
    • • Kita subtitusikan 5I2 = 2I – 3A dari persamaan (3) ke dalam persamaan (4),kita peroleh• Lalu dari persamaan (3),kita dapat : 0V 42 V 42 33 30 V• Dan dari persamaan (1) kita dapatkan : aa bb -- + + Titik B: 42 V – (3Ω.4A) = 30AV 4I I 4A 3 3 C : 30 V Titik I-I2 3A 1I-I1 A Titik D : 30 V – (3A.4h = 18 V Ω) 30 V gg c c Titik E : 18 V 4 6V+ 4A 12 V 4 6V+ 6 6 I1 44 Titik f : 18 V A (6 Ω.1 A) =I1-12V3A Titik g I2– 1 - - 12 = 2A Titik H :30 V – (6 Ω.1A) = 24 V f f e dd Titik A :V V 12 12 66 – (4A.3 Ω) = 0 V 18 V 18 V
    • Rangkaian Rc• Rangkaian yang terdiri DALAM KAPASITOR PELEPASAN MUATAN dari resistor dan kapasitor disebut rangkaian Rc.• Terdapat dua proses yang terjadi pada kapasitor dalam berlaku : RC, yaitu menurut hukum Kirchoof rangkaian pengisian resistor ketika muatan penuh adalah : Arus awal muatan dan pengosongan muatan. karena V= Q/C, maka : Q/C pindah ruas , R Q dan t (kalikan Pisahkahkan variabel kali silang didapat : dengan dt / Q) , maka kedua sisi Dengan mengintegralkan kita peroleh : , A = konstanta integrasi sembarang Karena sifat lnx = A → X = ea ,maka atau konstanta C diperoleh dari kondisi awal bahwa Q=Q0 pada t = 0, sehingga : C Dimana τ ,yang disebut konstanta waktu , adalah waktu yang dibutuhkan muatan untuk berkurang menjadi 1/e dari nilai awalnya R τ = RC
    • • Gambar menunjukkan pelepasan muatan yang adadi dalam kapasitor yang berkurang setiap saat secaraeksponensial (maksudnya turun menurutkurva fungsi eksponen) hingga akhirnya pada t takhingga (sangat lama) tidak ada muatan lagi dalamkapasitor. Jika persamaan (5) kita turunkan terhadapwaktu, maka akan kita peroleh :
    • Contoh Soal• Sebuah baterai 10 volt digunakan untuk mengisi kapasitor dalam suatu rangkaian RC, dengan C = 2μF dan R = 100 Ω, hitunglah : a. Konstanta waktu dari rangkaian RC b. Arus mula-mula c. Besarnya muatan akhir yang terisi pada kapasitor Diket : E = 10 V C = 2 µf R = 100 Ω Dit : τ , I0 , Q ? Jawab :
    • Pengisian muatan ke dalam kapasitorKita juga bisa mengisi kapasitorkita anggap kosongKapasitor pada saat awal (t = 0) dengan cara dengan Vc merupakan bedamenghubungkan kapasitor pada sebuah sumberdari muatan listrik, maka arus listrik pada awalnya potensial pada kapasitor, karenategangan (baterai) dalam Q/C, maka : /hukumseperti pada gambar ,Karenamenurut dt sebagaimana V = waktu tertentu , maka : maka I = +dQ Cgambar berikut : :Kirchoff berlaku Karena sifat lnx = A → X = ea ,maka Dimana B adalah konstanta integrasi sembarang E jika kita kalikan dengan C pada : jika kita sebut saja e-B sebagai A maka R masing-masing ruas ,maka : Pisahkan variabel Q dan t dengan mengalikan tiap sisi dengan dt/RC dan membaginyasederhanakan: persamaan ini bisa kita dengan CE – Q dengan mengingat bahwa t = 0, muatan Q haruslah 0, sehingga : Dengan mensubtitusikan A = CE jika kita integrasi kedua ruas : ke pers. 6 ,kita peroleh untuk muatan : Nilai CE ini adalah tidak lain muatan maksimum diperoleh dengan Arus (akhir) dari kapasitor, yang kita sebut saja sebagai Qmax : mendiferensialkan persamaan ini
    • atauGambar diatas menunjukkan bahwa pada t = 0muatan pada kapasitor adalah kosong dankemudian terus menerus bertambah hingga menuju + -suatu nilai Cmaksimum tertentu. Pada saat tersebut kapasitor Sakan memiliki polarisasi muatan yang berlawanan +dengan baterai E. E -Dalam gambar disamping berikut terlihat bahwa setelahterisi muatan, kapasitor memiliki arah polarisasi R(positif-negatif) yang berlawanan dengan baterai
    • Contoh Soal• Sebuah rangkaian RC dengan R = 1 MΩ dan C = 2 μF seperti pada gambar di bawah. Jika saklar dihubungkan, hitunglah : a. Arus awal (sebelum terjadi penurunan secara transien) b. Konstanta waktu τ c. Hitung arus setelah 2 detik kemudian d. Muatan yang terkumpul pada kapasitor saat kapasitor penuh
    • PEMBAHASAN• Diket : R = 1 MΩ = 10 X 106 Ω E = 12 V C = 2 µf = 2 x 10-6 F e = 2,1718281828 t = 2s• Dit : I0 , τ , I , Q ?• Jawab :
    • USAHA YANG DILAKUKAN MEMUATI KAPASITOR• Pada suatu saat tertentu, plat atas +q, bawah –q• Beda potensialnya adalah ΔV = q / C• Usaha yang dilakukan untuk membawa dq yang lain adalah dW = dq ΔV
    • • Sehingga usaha yang dilakukan untuk menggerakkan dq adalah Energi total untuk memuati sampai q = Q :
    • Rangkaian RL Pengisian muatan induktor• Rangkaian yang berisi tahanan dan induktor disebut rangkaian RL. S R• Sesaat setelah saklar ditutup , terdapat arus I adalam rangkaian dan potensial jatuh IR pada b Dengan menggunakan kaidah kirchoff makatahanan. I Laju perubahan awal arus ialah : + + E0 - L L dI/dt - Laju perubahan arus , ketika arus meningkat adalah : Nilai akhir arus I diperoleh dengan membuat dI / dt = 0 Dari pers. (a) ,kita peroleh :
    • Contoh soal• Kumparan dengan induktansi diri 8 H dan tahanan 14 Ω ditempatkan pada terminal 12 V yang tahanan dalamnya dapat diabaikan.(a)Berapakah arus akhirnya (b)Berapakah arusnya setelah 0,5 s ? (a) Arus akhir sama dengan (b) Konstanta waktu untuk rangkaian ini adalah Arus setelah 0,5 detik adalah
    • Pengosongan muatan• Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan maka makin lama proses pengosongannya.• Arus I diberikan oleh : Dengan τ = L/R merupakan konstanta waktu.
    • Contoh Soal• Arus dalam suatu kumparan dengan induktansi diri 2mH sama dengan 4,0 A pada saat t=0 , ketika kumparan tersebut terhubung singkat melalui tahanan.Tahanan menyeluruh kumparan ditambah tahanan sama dengan 12,0 Ω. Carilah arusnya setelah (a) 0,5 mdet,dan (b)10 mdet.Diket : L = 2 mH R = 12 Ω I0 = 4 A t = 0,5 mdet dan 10 mdetDitanya : I ?Jawab :a.
    • b.
    • SEKIAN DAN TERIMA KASIHKELOMPOK 5