1. 1
RANGKAIAN ARUS
SEARAH ( DC)
1. Pengertian Arus Listrik
2. Hukum Ohm
3. Hukum Kirchoff I
4. Rangkaian seri dan paralel hambatan listrik
5. Hukum Kirchoff II
6. Energi dan daya listrik
4. 4
HUKUM OHM
V = I R
KETERANGAN:
V = Beda potensial (volt)
I = Arus litrik (ampere)
R = hambatan listrik (ohm)
R = V / I
V
I
R = V / I
Atau
R = tangen
Catatan penting:
R tetap selama hambatan tidak mengalami perubahan suhu
5. 5
BESARAN BESARAN YANG MEMPENGARUHI
HAMBATAN LISTRIK
PENAMPANG KAWAT
r
l
A
R=
l
A
Keterangan:
R = Hambatan Listrik kawat (ohm)
r = Hambatan jenis kawat (ohm.m)
l = Panjang kawat (m)
A = Luas penampang kawat (m2)
7. 7
Tentukan besar dan arah arus listrik I4 ?
I1
I2
I3
I4
I5
=3 ohm
=6 ohm
= 4 ohm
=1 ohm
Berdasarkan hukum Kirchoff I
ΣImasuk = ΣIkeluar
I1 + I2 + I5 = I3 + I4
Jawab:
I4 = 6 ohm arah menjauhi titik cabang
8. 8
RANGKAIAN SERI
Untuk hambatan seri:
I = I1 = I2 = I3
V = V1 + V2 + V3
IRtot = I1R1 + I2R2 +I3R3
Rtot = R1 + R2 + R3
R1 R2 R3
I
I1 I2 I3
V
9. 9
RANGKAIAN PARALEL
UNTUK RANGKAIAN PARALEL :
R1
R2
R3
V
I3
I1
I2 I
V = V1 = V2 = V3
I = I1 + I2 + I3
V
R1 R2 R3
I
1
V1 V2 V3
Rtot
+
= +
Rtot R1 R2 R3
1 1 1
= + +
10. 10
R= 15 W
R= 15 W
R= 15 W R= 15 W
R= 15 W
R= 10 W
HITUNGLAH BERAPA BESARNYA
HAMBATAN PENGGANTI
RANGKAIAN DIATAS
12. 12
HUKUM OHM
PADA RANGKAIAN TERTUTUP
e = I R + I r
R
e, r
I
Keterangan:
e = Gaya gerak listrik/ggl (volt)
r = Hambatan dalam ggl (ohm)
R = Hambatan Luar (ohm)
I = Kuat arus listrik (ampere)
13. 13
HUKUM KIRCHOFF II
Hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam sumber
tegangan dan penurunan tegangan sepanjang
rangkaian tertutup(loop) sama dengan nol
S e + S IR = 0
Contoh:
e1 , r1
e2 , r2
R1
R2
Putaran loop searah jarum jam
I
I
-e1 + e2 - IR1 - IR2 -Ir1-Ir2 = 0
14. 14
Perhatikan rangkaian listrik pada gambar
dibawah ini!
Jawab:
Putaran loop searah jarum jam(loop
ABCDA)
9V, 0,5 ohm
12V, 1,5 ohm
4 ohm
Hitung arus listrik yang
mengalir pada rangkaian tsb.
I
9 – 12 + I(0,5) + I(1,5) + I(4) = 0
-3 + 6I = 0
6I = 3
I = ½ ampere
A
D
C
B
15. 15
LOP I ( EFABE )
SE = S i.R
-E1+ i1R1 + ( i1+i2 )R2 =0
10 = i14 + ( i1+i2 )2
10 = 4i1 + 2i1+ 2i2
10 = 6i1 + 2i2 ( I )
i1 i2
i1+ i2
I II
= 4 W = 2 W 3 W
10 V 12 V
MENENTUKAN KUAT ARUS PADA
RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP)
Penjelasan :
Arus di EFAB = i1, di EDCB = i2 ,di BE = i1+ i2
Di titik cabang B berlaku Si = 0 , arus yang masuk i1& i2,
sedangkan yang keluar ( i1+ i2 ) i1 + i2 – (i1 +i2 ) = 0
Di titik cabang E berlaku Si = 0 . arus yang masuk i1+ i2
sedangkan yang keluar i1 & i2 -i1 - i2 + (i1 +i2 ) = 0
Pada Loop EFABE berlaku SE+ Σ i.R = 0
-E1+ i1.R1 + ( i1+i2 ).R2 =0
Pada Loop DCBED berlaku SE +Σ i.R = 0
- E2+i2.R3 + ( i1 +i2 ).R2 =0
A B C
D
E
F
LOP II ( EDCBE )
SE = S i.R
-E2+i2R3 + ( i1+i2 )R2=0
12 = i23 + ( i1+i2 )2
12 = 3i2 + 2i1+ 2i2
12 = 2i1 + 5i2 ( II )
Dari persamaan (I) dan (II)
(I) X 1 10 = 6i1+ 2i2
(II) X 3 36 = 6i1+ 15i2
-26 =-13i1
i2 = 2 A
Dari persamaan (I)
10 = 6i1+ 2i2 10 =6.I1+2. 2
10 = 6i1 + 4
i1 = 1 A
Arus di EFAB = i1= 1 A
Arus di EDCB = i2 = 2A
Arusdi BE = i1+ i2 = 3
16. 16
MENENTUKAN KUAT ARUS PADA
RANGKAIAN MAJEMUK ( 2 LOOP)
A
B
Hitunglah arus yang ada pada masing-masing
cabang dan beda potensial di AB.
Jawab .
i3 = i1 + i2
Lop I SE = S i.R
V= i1R1+i3R2
1,5 = 0,75i1 + (i1 + i2 ).1
1,5 = 1,75i1 + i2 (I)
Lop II SE = S i.R
0 = i2R3 + i2R4 - i3R2
0 = 1,5i2 + 1,5i2 - (i1 + i2 ).1
0 = - i1 + 2i2 (II)
i1 i2
i3
R1
R2
R3
R4
(I) X 2
3 = 3,5i1 + 2i2
0 = - i1 + 2i2
3 = 4,5 i1
i1 = 0,67 A
(II) i2 = 0,5 i1
= 0,5.0,67 = 0,33 A
i3 = i1 + i2 = 0,67+ 0,33
i3 = 1 A
VAB = i3 . R2 = 1.1 = 1 V
I
I
17. 17
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
W = q V
KARENA q = I t , maka :
W = ( I t ) V = V I t
Keterangan :
W = Energi listrik (Joule)
q = muatan listrik (Coulomb)
V = Beda potensial listrik (volt)
I = Arus listrik ( Ampere)
T = Waktu (sekon)
ENERGI LISTRIK
18. 18
Karena V = I R , maka :
W = V I t = (I R) I t
W = I2 R t
atau W = V I t = V ( V/R) t
W = V2 t / R
Keterangan :
R = hambatan listrik (ohm)
19. 19
DAYA LISTRIK
P = W / t
P = V I t / t
P = V I
P = I2 R
P = V2 / R
Keterangan :
P = Daya (watt)
1 watt = 1 Joule/ sekon
kWh = kilowatt-hour
1 kWh = (1000 watt)x(3600sekon)
1 kWh = 3.6 x 106 watt.sekon/Joule
20. 20
Sebuah hambatan sebesar 360 Ω
dihubungkan dengan sumber tegangan 120 V
dalam waktu 3 menit. Berapakah energi yang
diserap oleh hambatan tersebut ?
Jawab :
W = V2 t / R = (120)2 x (3x60) / 360
W = 7,2 KJ
21. 21
Lampu listrik pada beda potensial 120 V
memerlukan arus listrik sebesar 1 A. Biaya
energi listrik per kWh adalah Rp. 150,-,
berapakah biaya yang harus dibayarkan
selama sebulan Jika setiap hari lampu
tersebut menyala selama 8 jam? ( 1 bulan =
30 hari )
Jawab :
Energi yang diserap oleh lampu selama sebulan :
W = V I t = 120 x 1 x (8x30)=28.800 wh = 28,8 kWh
Biaya yang harus dibayarkan :
28,8 x Rp. 150,- = Rp. 4.320,-
22. 22
MENGHITUNG TEGANGAN YANG TERTERA PADA ALAT
LISTRIK DAN MAMPU MENGHITUNG ENERGI DAN DAYA
YANG TERPAKAI PADA ALAT LISTRIK
Berapa besar hambatan lampu, dan
berapa daya dari lampu
Lampu ini memerlukan beda
potensial 6 Volt dan arus 0,3 A.
Bagaimana jika diberi beda potensial
lebih kecil misalnya 5 Volt ? Atau arus
lebih kecil misalnya 0,2 A ?
Lampu menyala tidak terang .
Bagaimana jika beda potensial dan
arusnya diperbesar ?
Lampu akan putus.
R = V/I = 6/0,3 = 20 W
P = V.i = 6 . 0,3 = 1,8 W
Berapa besar hambatan lampu, dan
berapa arus yang diperlukan lampu
V2
P =
R
V2 2402
R = = = 960 W
P 60
i = V/R = 240/960 = 0,25 A
23. 23
Sebuah lampu pijar 60 watt-120 volt dipasang
pada 240 volt. Tentukanlah :
a. Arus listrik yang mengalir pada lampu
b. Daya lampu sekarang
Jawab :
a. Hambatan lampu
R = V2/ P = (120)2 / 60 = 240 Ω
I = V / R = 240 / 240 = 1 ampere
b. P = I2 R = (1)2 240 = 240 watt
