Dokumen tersebut membahas tentang konsep-konsep dasar listrik seperti arus listrik, hambatan, hukum Ohm, energi dan daya listrik, serta aturan Kirchhoff dalam analisis rangkaian listrik.

1. 1
Tujuan InstruksionalTujuan Instruksional
Dapat menentukan arus listrik, hambatan listrik, energiDapat menentukan arus listrik, hambatan listrik, energi
listrik, daya listrik serta dapat menggunakan hukum Ohmlistrik, daya listrik serta dapat menggunakan hukum Ohm
dan aturan Kirchhoff pada analisa rangkaian listrik.dan aturan Kirchhoff pada analisa rangkaian listrik.
Pembatasan:Pembatasan:

Arus listrik bersifat steady dimana besar dan arahnya konstanArus listrik bersifat steady dimana besar dan arahnya konstan
(arus DC )(arus DC )

Rangkaian hanya terdiri atas komponen resistorRangkaian hanya terdiri atas komponen resistor
LISTRIK DINAMIKLISTRIK DINAMIK

2. 2
Arus ListrikArus Listrik
Definisi:Definisi: arus listrik adalah jumlah totalarus listrik adalah jumlah total
muatan yang melewati suatu lokasi permuatan yang melewati suatu lokasi per
satuan waktusatuan waktu..
Misalkan jumlah muatanMisalkan jumlah muatan ∆∆Q yang melewatiQ yang melewati
area A dalam selang waktuarea A dalam selang waktu ∆∆t, maka arust, maka arus
merupakan perbandingan antara muatan danmerupakan perbandingan antara muatan dan
waktu tersebut.waktu tersebut.
Satuan SI untuk arus listrik adalahSatuan SI untuk arus listrik adalah ampereampere
(A)(A)..

1 A = 1 C/s ( 1 C muatan yang melewati area1 A = 1 C/s ( 1 C muatan yang melewati area
dalam selang waktu 1 s)dalam selang waktu 1 s)
Arus Konvensional dinyatakan sebagai aliranArus Konvensional dinyatakan sebagai aliran
yang searah dengan pergerakan muatanyang searah dengan pergerakan muatan
positif.positif.
Pada konduktor logam seperti tembaga, arusPada konduktor logam seperti tembaga, arus
listrik merupakan pergerakan dari elektronlistrik merupakan pergerakan dari elektron
(muatan negatif ).(muatan negatif ).
A
+
+
+
+
+
I
t
Q
I
∆
∆
=
- -
- v

3. 3
Hambatan Listrik dan Hukum OhmHambatan Listrik dan Hukum Ohm
Ketika tegangan listrik (Ketika tegangan listrik (bedabeda potensial) diberikan pada ujung-pangkalpotensial) diberikan pada ujung-pangkal
konduktor logam maka didapatkan arus yang sebanding dengan tegangan yangkonduktor logam maka didapatkan arus yang sebanding dengan tegangan yang
diberikan.diberikan.
I Vµ ∆
∆V
I
I
∆V
V
R
I
∆
=
Dengan satuan R : volt/ampere atau ohm (ohm (ΩΩ).).

4. 4
Hukum OhmHukum Ohm
Georg Simon Ohm
(1787-1854)
V IR∆ =
I
∆V
I
∆V
Linier atau Ohmic Material
Non-Linier atau
Non-Ohmic Material
Semiconductors
e.g. diodes
Most metals, ceramics
R konstan dan tidak tergantung
terhadap ∆V

5. 5
Contoh :Contoh :
Sebuah setrika listrik menarik arus 2A ketika dihubungkanSebuah setrika listrik menarik arus 2A ketika dihubungkan
dengan sumber tegangan 220 V. Tentukan hambatan listrikdengan sumber tegangan 220 V. Tentukan hambatan listrik
dari seterika tersebut.dari seterika tersebut.

6. 6
Hambat jenis (Resistivity)Hambat jenis (Resistivity)
Pergerakan elektron dalam konduktor mengalami hambatan olehPergerakan elektron dalam konduktor mengalami hambatan oleh
adanya tumbukan dengan atom-atom di dalamnya.adanya tumbukan dengan atom-atom di dalamnya.
Nilai hambatan ini akan sebanding dengan panjangNilai hambatan ini akan sebanding dengan panjang ll dandan
berbanding terbalik dengan luas penampangberbanding terbalik dengan luas penampang AA dari konduktor.dari konduktor.
l
R
A
ρ=

7. 7
Konstanta kesebandinganKonstanta kesebandingan ρρ disebut hambat jenis bahan (disebut hambat jenis bahan (resistivity)resistivity)
dengan satuandengan satuan ΩΩm.m.
Konduktor mempunyai hambat jenis rendah dan InsulatorKonduktor mempunyai hambat jenis rendah dan Insulator
mempunyai hambat jenis tinggi.mempunyai hambat jenis tinggi.
Nilai hambat jenis tergantung lingkungan misalnya temperatur.Nilai hambat jenis tergantung lingkungan misalnya temperatur.
• α disebut temperature coefficient of resistivity.
Sehingga untuk konduktor dengan luas penampang tetap berlaku :Sehingga untuk konduktor dengan luas penampang tetap berlaku :
( )1o oT Tρ ρ α = + − 
( )1o oR R T Tα = + − 

8. 8
Material Resistivity (10-8
Ωm) Material Resistivity (10-8
Ωm)
Silver 1.61 Bismuth 106.8
Copper 1.70 Plutonium 141.4
Gold 2.20 Graphite 1375
Aluminum 2.65 Germanium 4.6x107
Pure
Silicon
3.5 Diamond 2.7x109
Calcium 3.91 Deionized
water
1.8x1013
Sodium 4.75 Iodine 1.3x1015
Tungsten 5.3 Phosphorus 1x1017
Brass 7.0 Quartz 1x1021
Uranium 30.0 Alumina 1x1022
Mercury 98.4 Sulfur 2x1023
Resistivity of various materials

9. 9
Energi dan Daya ListrikEnergi dan Daya Listrik
Dengan adanya tumbukan pada proses pergerakan elektron dalamDengan adanya tumbukan pada proses pergerakan elektron dalam
konduktor maka energi listrik dapat berubah menjadi energi termalkonduktor maka energi listrik dapat berubah menjadi energi termal
yang selanjutnya menghasilkan kalor. Contoh pemanas, setelika,yang selanjutnya menghasilkan kalor. Contoh pemanas, setelika,
toaster, lampu pijar.toaster, lampu pijar.
Laju perubahan energi ini disebut Daya P dengan satuan wattLaju perubahan energi ini disebut Daya P dengan satuan watt
(joule/s)(joule/s)
Dari hukum Ohm :Dari hukum Ohm :
E Q
P V I V
t t
∆ ∆
= = ∆ = ∆
∆ ∆
( )
2
2 V
P I V I R
R
∆
= ∆ = =

10. 10
Contoh :Contoh :
Sebuah pemanas listrik beroperasi 3 jam sehari selamaSebuah pemanas listrik beroperasi 3 jam sehari selama
30 hari. Jika harga pemakaian listrik per kWh Rp. 300,30 hari. Jika harga pemakaian listrik per kWh Rp. 300,
berapakah biaya yang harus dikelurkan jika pemanasberapakah biaya yang harus dikelurkan jika pemanas
beroperasi pada tegangan 120V dan menarik arus 15A.beroperasi pada tegangan 120V dan menarik arus 15A.
Solusi
Biaya = Rp.300 x 162 = Rp. 48.600
tVItPE ∆=∆=∆
= 15 (A) 120 (V) 3 (h) 30
= 162.000 Wh
= 162 kWh

11. 11
 Syarat terjadinya arus dalam rangkaian :
- Ada sumber tegangan ( Baterai, Generator, Accu, PLN)
- Rangkaian tertutup ( Close loop circuit )
I
V = IR
Vbat
+ - V = IR = Vbat
Rangkaian Arus SearahRangkaian Arus Searah
Hindari terjadinya hubung singkat ( R = 0 ohm )
Gunakan pembatas arus / sekering untuk pengaman rangkaian

12. 12
 Baterai
• Mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
• Baterai membangkitkan gaya gerak listrik / EMF (E) dan
mempunyai hambatan dalam (r).
• Hambatan dalam makin lama membesar seiring dengan lama
pemakaian sehingga dikatakan baterai habis.
• Tegangan terminal VAB dirumuskan sebagai berikut :

r
R
A
B C
D
E IrIRE
IRIrEVAB
+=
=−=

13. 13
 Resistor dalam Rangkaian Seri
• Arus : I = I1
= I2
• Tegangan : V = V1
+ V2
I Rt = I R1 + I R2
• Resistor : Rt = R1 + R2
• Untuk kombinasi seri berlaku :
• Rangkaian berprilaku sebagai pembagi
tegangan (voltage divider)
1 2 3 ...eqR R R R= + + +
R1
A
B C
D
V
R2

14. 14
 Resistor dalam Rangkaian Paralel
• Tegangan : V = V1
= V2
• Arus : I = I1
+ I2
V / Rt = V1 / R1 + V2 / R2
• Resistor : 1/Rt = 1/R1 + 1/R2
• Untuk kombinasi Paralel berlaku :
• Rangkaian berperilaku sebagai pembagi
tegangan (current divider)
1 2 3
1 1 1 1
...
eqR R R R
= + + +
R1
A
B C
D
V R2

15. 15
Contoh Soal:
• V = 18 volt
• R1 = 2Ω ; R2 = 6Ω ; R3= 12Ω
• Hitung:
• Hambatan ekivalen pada
rangkaian tersebut
• Arus yang melalui masing-
masing hambatan
• Beda tegangan di C dan di D
(VCD = VC – VD)
R2
A
B C
D
V R3
R1
Jawab: Rek = 6Ω ; I1 = 3A, I2 = 2A , I3 = 1A ; VCD = 12 V

16. 16
Aturan Kirchhoff’sAturan Kirchhoff’s
Prosedur analisa rangkaian yang komplek dapat diselesaikan denganProsedur analisa rangkaian yang komplek dapat diselesaikan dengan
aturan Kirchhoff ( aturan arus dan tegangan )aturan Kirchhoff ( aturan arus dan tegangan )
Aturan Arus ( Jucntion )Aturan Arus ( Jucntion )
Jumlah arus yang masuk node ( titik persambungan) sama denganJumlah arus yang masuk node ( titik persambungan) sama dengan
jumlah arus yang meninggalkannya.jumlah arus yang meninggalkannya.
I a
I b
I c
I d
I a , I b , I c , a n d I d c a n e a c h b e e i t h e r a p o s i t i v e
o r n e g a t i v e n u m b e r .
I a + I b = I c + I d

17. 17
Aturan Kirchhoff’sAturan Kirchhoff’s
Aturan Tegangan ( loop )Aturan Tegangan ( loop )
Jumlah perubahan potensialJumlah perubahan potensial
mengelilingi lintasan tertutup padamengelilingi lintasan tertutup pada
suatu rangkaian harus nol.suatu rangkaian harus nol.
A, B, C dan D merupakan titik-titikA, B, C dan D merupakan titik-titik
cabangcabang
VVABAB ++ VVBCBC ++ VVCDCD ++ VVDADA = 0= 0
R2
A
B C
D
ε
R3
R1 I1
I2
I3
0332211 =+−+− RIRIRIε

18. 18
Contoh soal:Contoh soal:
R1 R3
R2
12V 8V
Diketahui R1=R2=R3=2 Ω. Jika I1
adalah arus yang mengalir pada
R1, I2 arus yang mengalir pada R2
dan I3 arus yang mengalir pada
R3, maka besar masing-masing
arus tersebut secara berturut-
turut adalah:
A. 8/3 A; 10/3 A; 2/3 A
B. 10/3 A; 2/3 A; 8/3 A
C. 2/3 A; 8/3 A; 10/3 A
D. 10/3 A; 8/3 A; 2/3 A
E. 2/3 A; 10/3 A; 8/3 A