Dokumen tersebut membahas tentang rangkaian arus searah, termasuk besaran-besaran dasar seperti kuat arus, beda potensial, dan hambatan listrik. Juga dibahas hukum-hukum dasar seperti hukum Ohm dan hukum Kirchhoff serta contoh soal penerapannya.
2. A. BESARAN PADA ARUS SEARAH
Kuat arus listrik merupakan banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap
satuan waktu.
Arah arus litrik searah dengan arah gerak muatan positif(proton) dan
berlawanan arah dengan dengan arah gerak muatan negatif (electron)
Beda Potensial merupakan besarnya energy listrik yang akan menggerakkan
muatan listrik.
Hambatan listrik merupakan penstabilan aliran arus listrik untuk
memperlambat arus yang mengalir pada rangkaian.
3. Hambatan listrik juga dipengaruhi oleh perubahan suhu yaitu :
πΉπ = πΉπ(π + πΆ βπ»)
Dimana
πΉπ : hambatan resistor akhir π΄ , πΉπ : hambatan resistor awal (π΄)
πΆ : koefisien hambatan suhu(/β ππππ /π²), βπ» : perubahan suhu(/β ππππ /π²))
Hukum Ohm
β Hukum Ohm membahas besarnya arus listrik yang mengalir akibat dorongan dari
sumber tegangan. Besar arus listrik berbanding lurus dengan besar sumber tegangan
dan berbanding terbalik dengan Hambatanβ.
Ilustrasi hukum ohm
4. Rangkaian Listrik Arus Searah sederhana
Arah arus litrik searah dengan arah gerak muatan positif(proton) dan
berlawanan arah dengan dengan arah gerak muatan negatif (electron)
5. Contoh soal
1. Terdapat rangkaian listrik, memilki hambatan 4 ohm dirangkai dengan sumber tegangan 16
Volt. Tentukanbesar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut?
Dik : R= 4 Ohm dan V = 16 Volt
Dit : I ?
Jawab : I = V / R
π° =
π½
πΉ
=
ππ
π
= π π¨
6. 2. Sebuah lampu dialiri arus 0,5 A oleh sebuah baterai dengan beda potensial 6 V. Tentukanlah
hambatan lampu tersebut dan jumlah muatan listrik yang mengalir pada waktu 2 menit
Dik : I = 0,5 A dan V = 6 Volt dan t=2menit=120 detik
Dit : R dan q untuk waktu 120 detik
Jawab
A) V= I .R
πΉ =
π½
π°
=
π
π,π
= ππ π¨
B). π =
π
π
π = π° . π = π, π . πππ = ππ πͺ
7. 3. Sebuah kumparan kawat mempunyai hambatan 2 ohm bersuhu ππβ kemudian memanas
dan memilki hambatan 6 ohm bersuhu πππβ . Tentukan nilai koefisien suhu hambatannya?
Dik : πΉπ = π πΆππ, πΉπ = π πππ π ππ βπ» = 100β20=80Β°C
Dit :πΆ ?
JAWAB :
πΉπ = πΉπ(π + πΆ βπ»)
π = π (π + πΆ ππ)
π = π + πππ πΆ
π β π = πππ πΆ
πΆ =
π
πππ
= π, πππββπ
8. Latihan Soal
1. Terdapat rangkaian listrik, memilki hambatan 4,5 ohm dirangkai dengan sumber tegangan
15 Volt. Tentukan besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tersebut?
2. Sebuah lampu dialiri arus 2,5 A oleh sebuah baterai dengan beda potensial 12 V.
Tentukanlah hambatan lampu tersebut dan jumlah muatan listrik yang mengalir pada waktu 3
menit?
3. Sebuah kumparan kawat mempunyai hambatan 100 ohm bersuhu πππβ kemudian
memanas dan memilki hambatan 400 ohm bersuhu πππβ . Tentukan nilai koefisien suhu
hambatannya?
9. Jenis Hambatan Arus Listrik Searah
1. Rangkaian Seri
Prinsipnya pada rangkaian seri ini hambatan listriknya disusun sejajar atau tidak bercabang.
Kuncinya, I (kuat arus) sama dan V (tegangan) dijumlah
Kuat Arus Sama
π° = π°π = π°π = π°π
Tegangan Beda
π½ = π½π + π½π + π½π
(π―πππππππ π·ππππππππ πΊπππ)
πΉπΊ = πΉπ + πΉπ + πΉπ
10. Jenis Hambatan Arus Listrik Searah
2. Rangkaian Paralel
Prinsipnya pada rangkaian paralel ini hambatan listriknya disusun bercabang.
Kuncinya, V(tegangan) sama dan I (kuat arus) dijumlah
Tegangan Sama
π½ = π½π = π½π = π½π
Kuat Arus Beda
I= π°π + π°π + π°π
(π―πππππππ π·ππππππππ π·ππππππ)
π
πΉπ·
=
π
πΉπ
+
π
πΉπ
+
π
πΉπ
12. Contoh Soal
1. Sebuah rangkaian listrik disusun seri dengan πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ akan dilalui
arus 5 A, Carilah Vtotal dan Hambatan Penggantinya?
Dik : πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ, I = 5A
Dit : Vtotal dan Hambatan Penggantinya?
Jwb :
π½ = π½π + π½π
π½ = π° . πΉπ + π° . πΉπ
π½ = π . π + π . π
π½πππππ = ππ + ππ = ππ π½πππ
πΉπΊ = πΉπ + πΉπ
πΉπΊ = π + π = π
13. 2. Sebuah rangkaian listrik disusun paralel dengan πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ akan
diberikan tegangan sebesar 30 Volt, Carilah I total dan Hambatan Penggantinya?
Dik :πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ, V = 30 Volt
Dit : I total dan Hambatan Penggantinya?
Jwb :
I= π°π + π°π
I=
π½
πΉπ
+
π½
πΉπ
I=
ππ
π
+
ππ
π
= 15 + 5 = 20 A
π
πΉπ·
=
π
πΉπ
+
π
πΉπ
π
πΉπ·
=
π
π
+
π
π
π
πΉπ·
=
π+π
π
=
π
π
πΉπ· = 6/4 = 1,5 ohm
14. Contoh Soal Rangkaian gabungan dan menghitung daya dan energy listrik
1. Perhatikan gambar dibawah ini :
Carilah :
a. Hambatan Pengganti Paralel dan
Seri nya
b. Kuat arus masing-masing resistor
c. Daya yang diserap oleh R1
d. Energi yang diserap rangkaian
selama 5 menit
a. Hambatan Pengganti Paralel dan Seri nya
π
πΉπ·
=
π
πΉπ
+
π
πΉπ
+
π
πΉπ
π
πΉπ·
=
π
ππ
+
π
ππ
+
π
ππ
π
πΉπ·
=
π + π + π
ππ
π
πΉπ·
=
π
ππ
πΉπ· = 10 ohm
πΉπππππ = πΉπ + πΉπ· = ππ + ππ = ππ πππ
15. b. Carilah terlebih dahulu I total rangkaian
ππ‘ππ‘ππ = πΌπ‘ππ‘ππ . π π‘ππ‘ππ
24 = πΌπ‘ππ‘ππ . 20
πΌπ‘ππ‘ππ = 24/20 = 1,2 A
πΌπ‘ππ‘ππ= πΌ1 = πΌ2+πΌ3+πΌ4= 1,2 A
πΌ2 βΆ πΌ3 βΆ πΌ4 =
π
πΉπ
:
π
πΉπ
:
π
πΉπ
=
π
ππ
:
π
ππ
:
π
ππ
(
dikalikan 60)
πΌ2 βΆ πΌ3 βΆ πΌ4 = 3 : 2 : 1
πΌ2 =
π
π
. 1,2 = 0,6 A
πΌ3 =
π
π
. 1,2 = 0,4 A
πΌ4 =
π
π
. 1,2 = 0,2 A
C. Daya yang diserap oleh R1
Karena R1 itu seri maka rumus yang
paling cocok kita pakai adalah:
π = πΌ2. R1
π = 1,22
. 10
π = 1,44 . 10
π = 14,4 πππ‘π‘
D. Energi yang diserap oleh rangkaian
selama 5 menit
W = πΌ2
. π . π‘
W = 1,22 . 20 . 300
W = 1, 44 . 6000
W = 8 640 π½ππ’ππ
16. Latihan soal
1. Sebuah rangkaian listrik disusun seri dengan πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ akan dilalui arus 10 A,
Carilah V total dan Hambatan Penggantinya?
2. Sebuah rangkaian listrik disusun paralel dengan πΉπ = π πππ π ππ πΉπ = π πππ akan diberikan tegangan
sebesar 30 Volt, Carilah I total dan Hambatan Penggantinya?
3. Perhatikan gambar dibawah ini :
Carilah :
a. Hambatan Pengganti Paralel dan Seri nya
b. Kuat arus masing-masing resistor
17. Hukum I Kirchoff
Pada rangkaian listrik yang bercabang, jumlah kuat arus yang masuk pada suatu
titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu.
18. Hukum II Kirchhoff
Hukum II Kirchhoff tentang tegangan menyatakan bahwa jumlah aljabar
perubahan tegangan yang mengelilingi suatu rangkaian tertutup (loop)
sama dengan nol. Ξ£V = 0.
ΣΡ + ΣIR = 0
19. HUKUM II KIRCHOFF 1 LOOP
π + π . π
π1 β π2 + i ( π 1 + π 2)