kelistrikan

1. Ilmu pengetahuan alam
kelas 9

2. KELISTRIKAN

3. Arus Listrik
 Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu
titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu.
 Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere
 RUMUS :

4. MUATAN LISTRIK
 Adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya
mengalami gaya pada benda lain yang berdekatan dan juga memiliki
muatan listrik.
 Muatan listrik biasa di simbolkan dengan Q
 Satuan muatan listrik ditetapkan 1 Coulomb (simbol C).
 1 C = 6,24 . 1018 muatan elementer

5. RUMUS MUATAN LISTRIK
t
Q
I 
KETERANGAN :
• I = Kuat arus listrik (Ampere)
• Q = Besar muatan listrik (Coulomb)
• t = Lamanya waktu(detik)
NB : 1 Coulomb = 6,3 x 1018 elektron.

6. Mengukur kuat arus listrik
 Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau
ammeter.
 Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur
kuat arusnya.

7. Medan Listrik
 Ruang disekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi oleh
gaya listrik
Benda uji bermuatan listrik q diletakkan didekat benda bermuatan
listrik Q jika benda uji mendapat gaya, maka tempat dimana benda
uji berada di dalam medan listrik benda bermuatan Q
Q
q
E
Semakin jauh letak benda uji dari benda bermuatan Q maka gaya
pengaruhnya semakin kecil sehingga kuat medan listriknya semakin kecil
Q
q
E

8. TEGANGAN LISTRIK
 Tegangan Listrik dinyatakan dengan notasi V ( Volt ) atau Voltage dan
juga dinyatakan dengan huruf E dari EMF yaitu singkatan Electro Motive
Force
 Tegangan listrik atau Potensial listrik
yaitu energi / tenaga yang menyebabkan muatan – muatan negatip
(elektron – elektron) mengalir dalam suatu penghantar.
Keterangan :
V = Tegangan listrik (V)
W = Energi /tenaga/ kerja listrik ( J )
Q = Muatan listrik ( C )
V =
𝑊
𝑄

9. Arus AC dan DC
Alternating current (AC)
 Arus AC disuplay
sering digunakan untuk
keperluan dirumah kita.
Arus AC serupa dengan
aliran arus DC intensitas
dari aliran berganti secara
teratur.
 Arus AC mempunyai
keuntungan bahwa voltage
dapat bervariasi dengan
voltage transformers.
Kerugiannya adalah bahwa
arus AC tidak bisa
disimpan dan jika
digunakan untuk motor, ini
tidak bisa menggunakan
torsi yang besar pada saat
distart.
 AC voltage (effectif value)

10. Direct current (DC)
 Arus DC seperti pada
aliran searah dan
inflasitas arus, dimana
keduanya tidak bisa
dirubah.
 Arus DC mempunyai
keuntungan bahwa
arusnya bisa disimpan
dan digunakan
 arus DC bisa
menghasilkan torsi
yang besar

11. LISTRIK
STATIS

12. LISTRIK STATIS
LISTRIK STATIS ADALAH ENERGI YANG DIMILIKI OLEH
BENDA BERMUATAN LISTRIK (MUATAN POSITIF ATAU
MUATAN NEGATIF)
Listrik Tidak Mengalir
Sobekan kertas kecil
Penggaris
plastik

13. Cara Pembuatan Listrik Statis
1.Digosok
 Jika kedua benda digosokkan,maka akan menyebabkan
salah satu benda melepaskan elektron dan benda yang lain
akan menerima elektron.
Contoh :
Penggaris yang digosokkan ke kain wol akan menyebabkan
perpindahan elektron dari kain wol ke penggaris plastik.

14. 2. Induksi
 Cara ini dilakukan untuk memisahkan muatan listrik di dalam
suatu penghantar dengan cara mendekatkan benda lain yang
bermuatan listrik pada penghantar tersebut.
 Contoh dari Induksi adalah pada cara kerja elektroskop Alat yang
digunakan untuk mengetahui muatan listrik pada benda.
Kepala Elektroskop
konduktor
Daun Elektroskop
Dinding kaca

15. Prinsip kerja elektroskop :
pada saat elektroskop netral
daun elektroskop tertutup
pada saat elektroskop bermuaan
daun elektroskop terbuka

16. Muatan listrik pada elektroskop dengan induksi
Netral Kepala elektroskop
didekati benda
bermuatan positif,
elektron dari daun
bergerak menuju
kepala elektroskop
dan daun
elektroskop
membuka
Kepala elektroskop
disentuh tangan maka
elektron dari bumi
mengalir menuju
elektroskop dan
menetralkan daun
elektroskop maka
daun elektroskop
menutup
Elektroskop
menjadi
bermuatan
negatif
karena
menerima
elektron dari
bumi
Jenis muatan benda terinduksi berlawanan dengan jenis muatan benda yang menginduksi

17. 3.Konduksi
 Cara ini hanya dapat dilakukan pada benda yang terbuat dari
bahan- bahan tertentu. Dalam cara ini, untuk menghasilkan
muatan listrik, kedua benda harus mengalami kontak
langsung (disentuhkan) agar sejumlah elekton mengalir dari
satu benda ke benda yang lainnya.
 Benda yang dapat mengalirkan elektron dengan baik disebut
konduktor.

18. Bentuk-Bentuk Kapasitor

19. Struktur Dasar Kapasitor
 Kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh isolator.
 Jika kapasitor dihubungkan dengan batere, maka kedua pelat
konduktor menjadi bermuatan Q sehingga terjadi beda potensial
antar keping = V
 Muatan kapasitor = Q
 Muatan total kapasitor = 0
 Kapasitansi (C) merupakan besaran kemampuan kapasitor
menyimpan muatan.
 Hubungan antara kapasitansi, muatan dan beda potensial :
C =
𝑸
𝑽

20. Susunan Kapasitor
 SUSUNAN KAPASITOR SERI
 Pada saat susunan kapasitor ini terhubung dengan
batere, maka keping atas C1bermuatan +Q, lalu keping
bawah Q1terinduksi menjadi –Q yang berasal dari
elektron dari keping atas C2, akibatnya keping atas
C2bermuatan +Q.

23. HUKUM COULOMB.
 Bila dua buah muatan listrik dengan harga q1 dan q2, saling
didekatkan, dengan jarak pisah r, maka keduanya akan
saling tarik-menarik atau tolak-menolak menurut hukum
Coulomb adalah:
 “Berbanding lurus dengan besar muatan-muatannya
dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara
kedua muatan”.
(TARIK – MENARIK)
(TOLAK -
MENOLAK)

24. RUMUS HUKUM COLOUMB
Keterangan :
F : Gaya Colulomb ( N )
k : Bilangan konstanta 1/4πε = 9.109 Nm2/C2
q1,q2 : Muatan listrik pada benda 1 dan 2 ( C )
R : Jarak antara dua muatan ( m )
Gaya Coulomb termasuk besaran vektor. Apabila pada sebuah benda
bermuatan dipengaruhi oleh benda bermuatan listrik lebih dari satu, maka
besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada benda itu sama dengan jumlah
vektor dari masing-masing gaya coulomb yang ditimbulkan oleh masing-
masing benda bermuatan tersebut.
F k
q q
r
 1 2
2
.

25. Contoh Soal Hukum Coloumb
 Dua buah benda masing masing bermuatan listrik 3µC dan –2 µC yang
terpisah sejauh 10 cm bila ketetapan coulomb 9.109 N m2/C2 berapakah
besar gaya tarik antara kedua muatan ?
2
2
1.
R
Q
Q
k
F 
2
6
6
2
2
9
)
01
,
0
(
10
.
2
.
10
.
3
/
10
.
9
m
C
C
C
Nm
F



)
0001
,
0
(
10
.
2
.
10
.
3
/
10
.
9 2
6
6
2
2
9
m
C
C
C
Nm
F



2
4
6
6
2
2
9
10
10
.
2
.
10
.
3
/
10
.
9
m
C
C
C
Nm
F 



F = 540 N
Catatan
Ubah satuan – satuan besaran
yang ada kedalan satuan SI
μC = 10 –6 C
cm =10 –2 m

26. Garis – garis gaya listrik
 Medan listrik digambarkan sebagai garis -garis gaya listrik.
Arah garis gaya listrik muatan
positif meninggalkan muatan
Arah garis gaya listrik muatan
negatif menuju muatan

27. Pola garis gaya listrik pada 2 muatan yang berdekatan

28. Generator Van de Graff
 Mesin pembangkit listrik statis yang
sangat besar
Bola Konduktor
Sabuk
karet
logam
Politen
Prisip kerja
Gesekan antara silinder
logam dengan sabuk karet
menghasilkan muatan listrik
negatif pada sabuk karet dan
muatan negatif dialirkan ke
bola konduktor.
Bola konduktor akan
bermuatan negatif yang
sangat besar.
Gesekan antara politen
dengan sabuk karet
menyebabkan sabuk karet
nemjadi bermuatan positif
karena sabuk karet yang
bermuatan positif
dihubungkan dengan bumi
maka elektron dari bumi
menetralkan muatan positif
pada sabuk karet.

29. APLIKASI LISTRIK STATIS
- Penangkal petir
- Listrik statis yang timbul saat menyetrika baju
- Proses dasar printer laser

30. Kilat
Karena rumah
memiliki hambatan
yang besar maka
ketika dilewati
elektron dalam
jumlah yang besar,
rumah tersebut
akan mengalami
kerusakan artinya
rumah tersambar
petir.

31. Prinsip Kerja Penangkal Petir 1 Ketika rumah
terinduksi oleh awan
yang bermuatan
sehinga atap rumah
menjadi bermuatan
positif maka muatan –
muatan negatif awan
mengalir dari awan
kebumi melewati
penamgkal petir,
karena penangkal petir
terbuat dari bahan
konduktor yang baik
maka ketika dilewati
muatan listrik negatif
dari awan tidak
menyebabkan
kerusakan.
Penangkal petir

32. Prinsip Kerja Penangkal Petir 2 Ketika rumah
terinduksi oleh awan
yang bermuatan
sehinga atap rumah
dan penangkal petir
menjadi bermuatan
positif karena
penangkal petir terbuat
dari bahan konduktor
yang ujungnya runcing
maka udara disekitar
penangkal petir akan
terionisasi ion negatif
akan ketarik penangkal
petir dan dialirkan
kebumi sedangkan ion
positif akan ketarik
awan dan menetralkan
awan .
Penangkal petir

33. Kuat medan listrik
Q q
r
E
Benda bemuatan listrik Q didekatkan benda uji bermuatan q berjarak r Besar
kuat medan listrik di titik benda uji adalah gaya listrik yang ditimbulkan benda
bermuatan di bagi muatan uji
q
r
Qq
k
E 2

q
F
E 
2
r
Q
k
E 
E = medan listrik ( N/C )
Q = muatan sumber ( C )
q = muatan uji ( C )
r = jarak dari benda ( m )
F = Gaya ( N )

34. LISTRIK
DINAMIS

35. Menentukan arus listrik dan arus elektron.
Arah elektron
Arah arus listrik
Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial
rendah ke potensial tinggi
Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial
tinggi ke potensial rendah

36. Bunyi hukum ohm :
“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar
atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial /
tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik
dengan hambatannya (R)”.

38. Grafik Hubungan
Beda potensail (V) terhadap
kuat arus listrik ( I )
V I
1,2 0,2
2,6 0,4
4,0 0,54
0,1
I( A)
V(volt)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
V I
~
V I R
=
V
I
R
= Beda potensial ( volt )
= Kuat arus listrik ( A )
= Hambatan ( Ω )
Data

39. Grafik Hubungan Hambatan (R)
terhadap kuat arus listrik ( I )
0,25
I( A)
R(Ω)
0,50 0,75 1,0 1,5
10
20
30
40
50
Data
R 10 20 30 40
I 1,0 0,5 0,3 0,25
Jika V dibuat tetap = 10 V
I1 =
V
R
I1 =
10
10
I1 = 1,0 A
I2 =
V
R
I2 =
10
20
I2 = 0,5 A
I3 =
V
R
I3 =
10
30
I3 = 0,3 A
I4 =
V
R
I4 =
10
40
I4 = 0,25 A
R
V
=
I

40. 2. Hambatan
Hambatan suatu penghantar sebanding dengan
panjang penghan-tar dan berbanding terbalik dengan
luas penampangnya.
l
R
A


Keterangan:
R = hambatan peghantar ( )
 = hambatan jenis (m)
l = panjang penghantar (m)
A = luas penampang (m2)

41. • Hambatan jenis ( ) suatu penghantar bertam-bah besar secara
linear karena kenaikan suhu.
• Hambatan penghantar (R) juga merupakan fungsi linear dari suhu.
0 (1 )
t t
  
   0 (1 )
t
R R t

  
Keterangan:
 = hambatan jenis (m)
R = hambatan penhantar (m)
 = koefsien suhu (/°C)
t = kenaikan suhu (/°C)

42. 3. Rangkaian Hambatan
a. Rangkaian Seri
Hambatan satu dengan
hambatan lainnya disu-
sun secara berurutan.
Besar hambatan pengganti dihitung dengan
menggunakan rumus,
n
s R
R
R
R
R 



 ...
3
2
1

43. b. Rangkaian Paralel
• Hambatan satu dengan
hambatan lainnya disusun
secara berdampingan.
Besar hambatan pengganti dihitung dengan
menggunakan rumus,
• Tiap hambatan bertemu pada satu titik
percabangan.
1 2 3
1 1 1 1 1
...
p n
R R R R R
    

44. Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada
kawat adalah :
1. Panjang kawat ( l )
2. Luas penampang kawat ( A )
3. Hambatan jenis kawat (  )
A
ρ
R


R = Hambatan (Ω )
l = Panjang kawat ( m )
A  Luas penampang kawat ( m2 )
 = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

45. TEGANGAN
 Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah
perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan
dinyatakan dalam satuan volt.
 Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang
mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.
Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik
dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

46. Benda A
Potensial tinggi
Benda B
Potensial rendah
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Beda Potensial Listrik (Tegangan )
Energi yang diperlukan untuk
memindah muatan listrik tiap
satuan muatan
Benda C
Potensial rendah
Benda D
Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektron
Q
W
V 
Definisi Beda potensial listrik
V = Beda Potensial ( Volt )
W = Energi ( Joule )
Q = Muatan ( Coulomb )
1 Volt = 1J/C
Satu volt didefinisikan
untuk memindah muatan
listrik sebesar 1 Coulumb
memerlukan energi
sebesar 1 Joule.
Benda C
Potensial rendah
Benda D
Potensial tinggi
Konduktor
Arus listrik
Arus elektron

47. Tegangan

48. Hukum I Kirchhoff
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama
L1 L2
Rangkaian seri

49. Pada rangkaian bercabang (Paralel)
Jumlah kuat arus listrik yang masuk pada
titik cabang sama dengan jumlah kuat arus
yang keluar dari titik cabang
L1
L2
Rangkaian Paralel
Σ Imasuk = Σ Ikeluar

50. TAHANAN
 Tahanan adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk
menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara
kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya. Tahanan yang
lebih besar mengakibatkan berkurangnya aliran listrik. Arus listrik yang
mengalir melalui kawat pijar di dalam lampu dan kawat-kawat penghantar
listrik lainnya juga mengalami hambatan/tahanan, yang besarnya
tergantung dari:
 Sifat-sifat logam yang dipakai
- Panjangnya kawat.
- Besarnya penampang kawat
 RUMUS :