LISTRIK DINAMIS
Besaran listrik
a. Arus listrik
b. Beda potensial
c. Hambatan listrik
Arus listrik adalah aliran pratikel-partikel listrik bermuatan positif di dalamsuatu penghantar. Arah
aliran arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Arus listrik mengalir dari potensial yang lebih
tinggi ke potensial yang lebih rendah, sedangkan elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial
yang lebih tinggi. Arus listrik hanya mengalir dalam rangkaian tertutup.
Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian yang jalannya mulai dari satu titik, berkeliling dan akhirnya
kembali lagi ke titik tersebut
Pada kasus di bawah ini hambatan masing-masing benda sama
1. benda manakah yang memiliki potensial listrik lebih tinggi pada masing-masing kasus
2. apakah terjadi aliran elektron atau arus listrik pada masing-masing kasus? Kalau ada kemanakah
arahnya
3. jika terjadi aliran elektron, apakah proses ini dapat berlangsung terus? jelaskan
a.. b. _ _
+ + kawat + + _ _ _ _
+ + penghubung + + _ - _
A B C D
c. c. _
+ + + _ _ _ _
+ + + _
E F G H
Kuat arus litrik (I) didefinisikan sebagaibanyaknya muatan listrik positif (Q) yang mengalir melalui
suatu penghantar persatuan waktu (t) atau secara metamatis ditulis :
t
q
I 
Keterangan :
I = kuat arus (A)
q = banyaknya muatan yang mengalir (C)
t = lama / waktu muatan mengalir (S)
Satuan kuat arus dalam SI adalah Coulomb/ sekon (C/s),disebut ampere (A),
1 ampere (A) = 1 Coulomb/ sekon (C/s)
Contoh
1. Dalam waktu 30 menit mengalir muatan sebesar 450 Coulomb. Tentukan kuat arus yang mengalir
2. Hitung jumlah elektron yang mengalir apabila seutas kawat penghantar dialiri arus listrik sebesar 0,5
a selama 10 s. (muatan elektron = 1,6 x 10-19
C)
Hukum Ohm
Simon Ohm menyatakan bahwa “tegangan Vpada suatu hambatan ohmik berbanding lurus
terhadap kuat arus I, asal suhu penghantar tersebut tidak berubah”. Pernyataan tersebut dikenal
dengan hukumohm. Secara umum hukum Ohm dinyatakan dengan rumus :
IRV 
Keterangan : V = beda potensial (Volt)
I = kuat arus {A}
R = tahanan / hambatan {ohm = }
Grafik hubungan antara beda potensial dan kuat arus
V

I
Contoh
1. Sebuah hambatan 36 dihubungkan dengan tegangan 18 volt. Berapakah arus yang mengalir?
2. Dalam bola lampu mengalir arus 100 mA dari sumber tegangan yang berupa batrai 1,5 V
a. berapa hambatan bola tersebut
b. jika tegangannya turun menjadi 1,2 V, berapakah arus yang mengalir?
Hambatan pengantar
Kemiringan grafik menyatakan besar hambatan listrik
I
V
R


 atau R = tan 
Besar hambatan suatu penghantar :
 berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar (L)
 berbanding terbalik dengan luas penampang kawat penghantar (A)
 tergantung pada jenis penghantar (hambatan jenis penghantar) (  )
Secara matematis hubungan tersebut ditulis sebagaiberikut.
A
L
R 
Keterangan
R = hambatan pengantar{ohm =  }
 = Hambatan jenis pengantar ohm m}
L = Panjang pengatar{m}
A = Luas penampang pengantar{m2
}
Contoh
1. Seutas kawat panjangnya 90 m dan diameter kawat 3 mm . jika hambatan jenis kawat 6,28 x 10-8
m. Tentukan hambatan kawat tersebut
2. kawat X dan y memiliki diameter sama, tetapi panjang X dua kali Y. Jika hambatan jenis X adalah
seperempat hambatan jenis Y tentukan perbandingan hambatan X dan Y
3. Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampangnya 1mm2
, serta mempunyai
hanmbatan jenis 10-7
ohm. apabila potensial antara kedua ujung penghantar 80 volt,berapakah kuat
arus yang mengalir melalui kawat tersebut ?
Daya hantar arus listrik suatu zat (konduktivitas)
Adalah kemampuan suatu zat untuk menghantarkan arus listrik.
Berdasarkan konduktivitas zat dapat dibagi menjadi
1. konduktor,zat yang mudah menghantarkan arus listrik, memiliki hambatan jenis kecil (  kecil )
contoh: besi, baja, aluminium, tembaga dll
2. isolator ,sukar menghantarkan arus listrik, hambatan jenis besar (  besar )
contoh: kyu, plastik, karet dan kain
3. semikonduktor,bersifat antara konduktor dan isolator, pada suhu kamar berfungsi sebagai isolator
sedangkan pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor. Contoh: silikon dan germanium
4. superkonduktor,zat yang tidak manghambat arus listrik, hambat jenis = nol (  = 0 )
Tugas I
1. Pada suatu rangkian listrik mengalir arus sebesar 60 mA selama 5 menit. Tentukan jumlah muatan
yang berpindah pada rangkaian tersebut
2. Sebuah penghantar dengan hambatan 0,6 k , dihubungkan dengan tegangan 12 volt. Tentukan kuat
arus yang mengalir
3. Pada ujung-ujung sebuah resistor diberi beda potensial 1,5 volt. Saat diukur kuat arusnya ternyata
sebesar 0,2 A. Jika beda potensial ujung-ujung resistor diubah menjadi 4,5 volt maka berapakah kuat
arus yang terukur?
4. Hubungan antara kuat arus (I) dan tegangan (V) pada ujung – ujung resistor diperlihatkan pada
gambar dibawah. Tentukan: I (mA)
a. besar hambatan resistor yang digunakan 24
b. beda potensial ujung – ujung resistor
jika dilalui arus 48 A 6
3 12 V (volt)
5. Sepotong kawat yang panjangnya 200 m memiliki hambat jenis 0,02 ohm.m dan hambatan 4 ohm.
Tentukan luas penampang kawat tersebut
6. Sebuah penghantar terbuat dari tembaga memiliki panjang 2 m dan luas penampang 1,5 mm2.
Hambatanpenghantar itu sebesar 200 Ω. Jika ada penghantar lain yang panjangnya 6 m dan luas
penampang 3 mm2
maka berapakah hambatan penghantar itu?
7. Kawat Xdan Y terbuat dari logam sejenis tetapi diameter X adalah 3 kali diameter Y. Tentukan hasil
bagi hambatan kawat X dan Y jika pangjang kawat X dua kali Y
RANGKAIAN SERI DAN PARALEL
Hukum I Kirchoff
Dalam rangkaian tidak bercabang, setiap bagian pada rangkaian itu mempunyai kuat arus yang sama
besar.
Pernyataan yang dikemukakan oleh Kirchoff “bahwa ”jumlah arus masuk ke suatu titik percabangan
sama dengan jumlah kuat arusyang keluar dari titik percabangan tersebut”.
I masuk = I keluar
Contoh Soal
Pada gambar berikut arus I
1. Perhatikan gambar di bawah ini
I1 = 2 A
P I4 = 5 A
I2 = 3A
I3 = ? I5 = 12 A
2. Perhatikan gambar C
R2 3A R5
6A
8 I2 R4 I7
R1 B I3 D R7
R3 R6
I6
E
Susunan Hambatan
a. Susunan Seri
Pada hambatan yang disusun seriberlaku ketentuan-ketentuan sebagaiberikut :
1) Hambatan pengganti sama dengan jumlah hambatan tiap-tiap komponen
Rs = R1 + R2 + …+ Rn
2) Kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan sama dengan kuat arus yang melalui hambatan
pengganti
I1 = I2 = I3 = In = I
3) Tegangan pada hambatan penggati sama dengan jumlah tegangan tiap tiap hambatan
V = V1+ V2+ … + Vn
4) Tegangan pada tiap-tiap hambatan sebanding dengan hambatannya (rangkaian pembagi
tegangan)
V1 : V2 : V3 : Vn = R1 : R2 : R3 : Rn...
b. Susunan paralel
Pada hambatan yang disusun paralel berlaku ketentuan-ketentuan berikut :
I
(a)
Susunan rangkaian
hambatan paralel
(b)
Hambatan pengganti dari
rangkaian hambatan paralel
V
R2
a
I1
I2
b
I
V
Rp
a b
R1
I I
I
Tentukan Besar dan arah I3 pada
gambar di samping
R1
V
I
a c
(a)
Susunan rangkaian
hambatan seri
(b)
Hambatan pengganti dari
rangkaian hambatan seri
I
c
V
a
R2 Rs
b
RS = R1 + R2 + …+ Rn
Hitunglah kuat arus yang melalui I2, I3, I6 dan I7
dan kemana arahnya !
1. Besar hambatan pengganti dapat dihitung dengan persamaan
nRRRRRp
1
...
1111
321

Apabila hanya dua hambatan yang disusun paralel, besar hambatan pengganti dihitung dengan
persamaan
21
21
RR
RxR
Rp


2. Tegangan pada tiap-tiap hambatan sama besar, yaitu sama dengan tegangan pada hambatan
pengganti paralel
V1 = V2 = V3 = Vn = V
3. Kuat arus yang melalui hambatan pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang melalui
tiap-tiap hambatan. I = I1 + I2 + I3 +…+In
4. Kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan sebanding dengan kebalikan hambatannya ( rangkaian
pembagi arus )
I1 : I2 : I3 =
321
1
:
1
:
1
RRR
Contoh
1. buah hambatan, masing-masing R1 = 2 ohm, R2 = 3 ohm, R3 = 4 ohm dan R4 = 3 ohm. Ujung-
ujungnya dihubungkan dengan batrai 60 Volt. Tentukan kuat hambatan pengganti, kuat arus yang
mengalir melalui tiap-tiap hambatan serta tegangan pada tiap hambatan, jika
a. keempat hambatan disusun seri
b. keempat hambatan disusun parallel
2. Tiga buah hambatan R1 = 6 Ω, R2 = 3 Ω dan R3 =2 Ω dirangkai paralel. Kemudian ujung-
ujungnya dihubungkan sumber tegangan sehingga pada R1 dilalui arus 0,5 A. Tentukan:
a. kuat arus yang melalui R2 dan R3
b. beda potensial sumber tegangan
Susunan campuran
1. 3 
2  5  6 
4 
2.
.
3. A 2  2  2  2  C
6  4 
B 2  2  2  2  D
4. 16  1 
12,5 V 8  3 
5  4 
3. Prinsip jembatan wheatstone
Tentukan hambatan total dari rangkaian
hambatan disamping
Jika R1 = 2  , R2 = 6  , R3 = 3  dan V = 12 V tentukan
a. kuat arus yang mengalir pada rangkaian
b. kuat arus dan tegangan pada masing-masing hambatan
Pada rangakaian disamping tentukan hambatan listrik
total antara ujung:
a. A dan B c. A dan D
b. C dan D
Tentukan tegangan dan kuat arus yang melalui reistor 3  , 8  , dan
5 , pada gambar disamping
Rangkaian jembatan Weatstone digunakan untuk menyederhanakan susunan hambatan yang
semula tidak dapat disederhanakan secara seri-paralelmenjadi dapat disederhanakan secara seri-
paralel. Suatu rangkaian hambatan dapat dihitung dengan prinsip jembatan wheatstone jika hasil kali
dua hmbatan yang saling berhadapan sama besar
Perhatikan gambar berikut :
Beberapa variasi bentuk dari jembatan wheatstone
Contoh
2  4 
X 2  Y
2  4
Alat Ukur Listrik
1. Multimeter
 Multimeter adalah alat ukur yang dapat mengukur beberapa jenis besaran listrik diantaranya
adalah tegangan listrik, kuat arus dan hambatan listrik.
 Ketika multimeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik maka pada saat ini multimeter
berfungsi sebagai voltmeter, ketika multimeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik maka
pada saat ini multimeter berfungsi sebagai amperemeter dan ketika multimeter digunakan untuk
mengukur hambatan listrik maka pada saat ini multimeter berfungsi sebagai ohmmeter.
 Multimeter dikenal juga dengan sebutan multitester atau juga AVOmeter ( singkatan dari
Ampere-Volt-Ohm meter).
2. Voltmeter
 Tegangan listrik diukur dengan menggunakan
voltmeter atau dengan menggunakan multimeter
yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi
sebagai voltmeter. Dalam pengukuran, voltmeter
dihubungkan secara paralel terhadap rangkaian
yang akan diukur tegangannya seperti gambar di
samping :
 Agar pengukuran voltmeter akurat maka
diusahakan hambatan voltmeter sangat besar
mendekati tak berhingga.
 Voltmeter memiliki skala tertentu dan memiliki batas ukur maksimum.
Jika tegangan yang diukur melebihi batas ukur voltmeter maka dibutuhkan
suatu hambatan muka (Rm) untuk meningkatkan batas ukur voltmeter
dimana hambatan muka ini di rangkai seri dengan voltmeter
seperti diilustrasikan pada gambar di samping
Cara membaca skala voltmeter
ukurbatasX
maksimunskala
jarumditunjukyangskala
V 
Contoh
R5
R1 R3
R2 R4
Bentuk umum rangkaian
jembatan wheatstone
Apabila R1 dan R4 berhadapan, demikian pula R2 dan R3
juga berhadapan, jika
R1. R4 = R2 . R3
Maka R5 tidak dialiri arus, R5 dinggap tidak ada.
Selanjutnya kita dapat gunakan prinsip seri paralel untuk
menyelesaikan rangkaian dengan bentuk sepertiitu.
Pada gambar di samping, tentukan besar hambatan antara titik
X dan Y
Perhatikan gambar berikut, tentukan besar tegangan baterai yang terbaca pada voltmeter
3. Ampermeter
Pengukuran arus listrik dengan menggunakan amperemeter
 Arus listrik diukur dengan menggunakan amperemeter atau dengan menggunakan multimeter
yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi sebagai amperemeter. Dalam pengukuran,
amperemeter dihubungkan secara seri terhadap rangkaian yang akan diukur kuat arusnya seperti
gambar di bawah :
A
R
 Agar pengukuran amperemeter akurat maka diusahakan hambatan amperemeter sangat kecil
mendekati nol.
 Amperemeter memiliki skala tertentu dan memiliki batas ukur maksimum. Jika kuat arus yang
diukur melebihi batas ukur amperemeter maka dibutuhkan suatu hambatan shunt (Rsh) untuk
meningkatkan batas ukur amperemeter dimana hambatan shunt ini di rangkai paralel dengan
amperemeter seperti diilustrasikan pada gambar di bawah :
Contoh
Perhatikan gambar berikut, besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah…
4. Pengukuran hambatan listrik
a. Pengukuran hambatan listrik dengan menggunakan ohmmeter
Hambatan listrik diukur dengan menggunakan ohmmeter atau dengan menggunakan multimeter
yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi sebagai ohmmeter. Dalam pengukuran ohmmeter
dihubungkan secara seri terhadap hambatan yang akan diukur nilai hambatannya
Susunan Seri-Paralel Sumber Tegangan
Gaya gerak listrik (ggl) dan tegangan jepit
Batrai dalam suatu rangkaian dapat ditampilkan dalam rangkaian sebagai suatu sumber tegangan dengan
ggl  dan hambatan dalam r
Ggl adalah tegangan pada ujung-ujung batrai saat batrai tidak dihubungkan ke beban
Tegangan jepit adalah tegangan pada ujung-ujung batrai saat batrai mencatu arus ke beban
V
r 
a b saklar a b
Batrai
Lampu R
Contoh
Tegangan jepit sebuah batrai 9 v ketika mensuplai arus 4 A dan 8,5 V ketika mensuplai arus 6 A.
Tentukan hambatan dalam dan ggl batrai
Susunan seri sumber tegangan
bat
era
i
V
0 50 100
00
0
20
100
bat
era
i
mA
0 100 500
00
0
2
10
R
Tegangan jepit
RIV
ataurIV
ab
ab

 
B
n buah sumber tegangan yang disusun seri dapat diganti dengan sebuah sumber tegaangan pengganti
seri di mana:
– ggl pengganti s sama dengan jumlah ggl tiap-tiap sumber tegangan
...321
1
 

n
i
is
– hambatan dalam pengganti rs sama dengan jumlah hambatan dalam tiap-tiap sumber tegangan
....321
1
 
rrrrr
n
i
is
susunan paralel sumber tegangan
untuk kasus n sumber tegangan identik dengan ggl dan hambatan dalam tiap sumber tegangan adalah
 dan r diperoleh
– ggl pengganti paralel  p
– hambatan dalam pengganti paralel
n
r
rp 
Contoh
1. 4 V, 0,2 
3 
0,1 , 2 V 3 
2  6V, 0,3 
8 V, 0,4  1 
3. Tiga buah batrai masing-masing dengan ggl 2 V dan hambatan dalam 0,4  , kemudian ujung-
ujungnya dihubungkan ke resistor 18,8 . tentukan kuat arus yang ditarik batrai dan tegangan jepit tiap
batrai, jika:
a. ketiga batrai disusun seri
b. ketiga batrai disusun paralel
Hukum II Kirchoff
Hukum II kirchoff menyatakan, “bahwa jumlah aljabarperubahan tegangan mengellingi suatu
rngkaian tertutup (loop) sama dengan nol”. Perhatikan rangkaian berikut :
Penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus llistrik dari sumber tegangan mendapat
hambatan. Oleh karena itu persamaan hukum II Kirchoft dapat ditulis sebagaiberikut
 V = 0 atau  E +  I.R = 0
Dalam menggunakan persamaan hukum II Kirchoft perlu diperhatikan perjanjian-perjanjian berikut :
a. Kuat arus bertanda postif (+) jika searah dengan arah loop yang kita tentukan, dan bertanda
negatif(-) jika berlawanan dengan arah loop yang kita tentukan
b. Apabila saat mengikuti arah loop, kutup positif sumber tegangan dijumpai lebih dahulu dari pada
kutup negatifnya, ggl (E) bertanda positif (+). Sebaliknya jika kutub negatif djumpai lebih dahulu ggl
(E) bernilai negatif (-)
Contoh
A. Rangkaian 1 loop
1. Perhatikan gambar di bawah ini
3 V 5 
5 V 2 V
10 
2. Tentukan kuat arus dan tegangan antara a dan c pada rangkaian dibawah ini
R3
R2
R1
E1
a b
cd
E2
Tentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian di
samping
Tentukan Kuat arus yang melalui hambatan 5  dari
rangkaian di samping
B. Rangkaian 2 loop
1. Perhatikan gambar rangkaian berikut ini !
 41R  62R
VE 81  VE 22  VE 103 
AD
2. Perhatikan rangkaian listrik berikut ini.
Jika R1 = 30 ,R2 = 40 ,R3 = 60 ,E1 = E2 = 12 V, tentukan kuat arus yang melalui tiap-tiap
hambatan
Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian
listrik tertutup. Besarnya energi listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Keterangan: W = Energi listrik (Joule)
V = tegangan (Volt)
I = Kuat arus listrik (Ampere)
t = selang waktu ( sekon)
DAYA LISTRIK
Daya listrik merupakan energi listrik persatuan waktu. Energi listrik yang diberikan oleh baterai V
adalah W = V I t, sehingga daya listrik, P, yang diberikan oleh baterai V adalah:
Dalam SI, satuan daya adalah watt (W).
1 Watt = 1 J s-1
atau 1 J = 1 W s
Alat ukur energi listrik di rumah – rumah dinamakan KWh - Meter.
1 KWh = 1 KW x 1 jam = 1000 W x 3600 s = 3,6 x 106
J
Daya disipasi adalah daya yang hilang dalam bentuk panas
Contoh
1.
6 V 0,9 
8 
24 V 0,1 
2. Hitunglah energi listrik pada kasusu-kasus berikut ini
R2
d
b
a
20 V
12 V
E1 5
5
10
R1
R3
c
Tentukan kuat arus pada
masing-masing hambatan pada
rangkaian di samping
R1
E2
R3
R2
E1
W = V I t
W = I2 R t
W = t
R
V 2
P =
t
W
=
t
VIt
P = V I
P = I2 R
P =
R
V 2
Pada rangkaian di samping, tentukan energi listrik selama 2, 5
menit pada:
a. batrai 6 V
b. batrai 24 V
c. resistor 8 
a. sebuah CD player portabel menarik arus 250 mA ketika dioperasikan oleh batrai 6 V selama 1 jam
b. Elemen pemanas dengan hambatan 400 menarik arus 2,5 A selama 30 menit
c. Elemen pemanas dengan hambatan 20 ohm dan tegangan 220 V dijalankan selama 15 menit
d. Lampu pijar 60 W dinyalakan selama 25 menit
4. Di rumah Badu , pesawat TV dinyalakan rata-rata 6 jam sehari. Pesawat TV tersebut dihubungkan
pada tegangan 220 V dan memerlukan arus 2,5 A. Harga energi listrik tiap kWh adalah Rp. 200,00.
Berapakah harga energi listrik yang harus digunakan pesawat TV perbulan?
Data elemen listrik
Di dalam suatu rangkaian elemen listrik ditampilkan sebagaisuatu hambatan listrik R. Tapi data yang
tertera pada elemen listrik selalu berbentuk tegangan V volt dan daya P watt. Daridata ini dapat
ditentukan besar hambatan elemen tersebut, yaitu:
P
V
R
2

Contoh
1. Dua buah lampu listrik masing-masing dengan spesifikasi 120 V 60 W dan 120 V 140 W disusun seri
dan dihubungkan ke sumber tegangan 120 V.Tentukan:
a. Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
b. Daya disipasi pada lampu 120 V dan 60 W
c. Daya disipasi pada lampu 120 V dan 60 W
Tegangan dan daya pada lampu listrik dapat bervariasi, tapi dalam persoalan rangkakian listrik hambatan
listrik dianggap konstan ( R1 = R2 ), sehingga berlaku persamaan
1
2
1
2
2
2
P
V
P
V

Contoh
Pada sebuah lampu pijar tertulis data 200 V 100 W. Tentukan daya disipasi pada lampu jika diberi
tegangan:
a. 240 V b. 150 V
Arus Listrik AC & DC
Arus DC adalah arus listrik yang arahnya selalu mengalir dalam satu arah. Arah kuat arus DC selalu
keluar dari kutub positif sumber tegangan DC (atau dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial
rendah).
Arus AC adalah arus listrik yang arahnya senantiasa berbalik arah secara periodik.
 Penerapan Listrik DC
Listrik DC dapat dihasilkan oleh adanya reaksi kimia seperti pada elemen basah
( misalnya aki) ataupun elemen kering (baterai). Listrik DC juga dapat dihasilkan oleh dinamo DC.
Salah satu keuntungan DC adalah sumber arusnya seperti aki dan baterai mudah di bawa kemana-
mana. Karena sifat listrik DC yang hamya mengalir dalam satu arah, maka hanya listrik DC yang
dapat digunakan untuk mengisi muatan aki. Demikian juga untuk pekerjaan melapisi logam dengan
logam lain secara kimia (misalnya melapisi piala dengan emas) hanya dapat dilakukan oleh listrik
DC.
 Penerapan Listrik AC
Listrik AC lebih banyak memberi keuntungan daripada listrik DC sehingga saat ini energi listrik
hampir semua dibangkitkan dan digunakan dalam bentuk AC. Peralatan listrik di rumah (kulkas,
pemanas air listrik, pemanas nasi, microwave, pendingin ruangan dan lampu) menggunakan listrik
AC yang disuplai oleh PLN ke rumah. Bahkan ketika energi DC diperlukan , seperti pada televisi,
DVD, tape dan radio, suplai listriknya tetaplah AC yang kemudian diubah menjadi DC oleh converter
atau rectifier yang terdapat di dalam peralatan itu sendiri.
Ada tiga keuntungan utama sistem AC dibandingkan dengan DC.
1. tegangan AC dapat diperbesar atau diperkecil secara efisien oleh sebuah trafo. Ini memungkinkan
energi listrik pada tegangan tinggi untuk memenuhi syarat ekonomi dan mendistribusikan daya
listrik sesuai yang dikehendaki.
2. motor AC berharga lebih murah dan lebih sederhana konstruksinya.
3. switchgear, misalnya saklar, pemutus daya untuk sistem AC lebih sederhana.
Tugas
Jika V2 > V1, maka P2 > P1 sebaliknya
4. Tentukan besar dan arah kuat arus yang tidak diketahui pada rangkaian di bawah ini
a. b.
15 A 10 A 15 A
10 A
I = ...? 8 A I = ...?
8A
5. Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B
a. b. 5, 6 
24 
6, 8  5, 6  2,2 
A 4  B
5  10 
12  A B
1, 8  10  10 
10 
6. Perhatikan gambar berikut ini. Tentukan Tegangan dan kuat arus pada tiap-tiap
10
20V10
0,8
30
7. Dua hambatan yang dipasang seri dihubungkan pada baterai seperti gambar. Berapakah beda
potensial titik A dan B?
8. Besar kuat arus dalam rangkaian loop di bawah ini adalah :
6 V, 1  4 
2  12 V, 1 
9. Berapa kuat arus yang melalui resistor 4,0 Ω dalam rangkaian di bawah ini?
18 V
16 V 4,0 Ω
12 Ω
8,0 Ω
10. Empat buah batrai masing-masing dengan ggl 1,5 V dan hambatan dalam 0,1 ohm disusun seri,
kemudian ditutup dengan sebuah hambatan 0,6 ohm. Tentukan
a. kuat arus yang mengalir melalui hambatan
b. tegangan jepit tiap batrai
11. Sebuah pemanas listrik 2 kW didesain untuk digunakan pada catu daya 250 V
a. Tentukan arus yang akan ditarik oleh pemanas
b. Berapa hambatan pemanas tersebut?
12. Sebuah lampu pijar 220 V 60 W diberi catu daya 110 V. Tentukan daya listrik yang digunakan lampu
tersebut?
13. Sebuah alat listrik menarik arus 12 A ketika dihubungkan ke suplay tegangan 220 V. Jika dijalankan
8 jam seharidan harga listrik Rp 100,00 per kWh. Hitung tarif listrik yang harus dibayarkan perbulan
3Ω
8Ω
A
B
6V
SOAL LATIHAN LISTRIK
1. Dalam penghantar kawat mengalir arus listrik 2,5 A.
Banyak muatan yang mengalir dalam kawat selama 5
menit adalah...
a. 750 C c. 450 C e.250 C
b. 600 C e. 250 C
2. Hambatan kawat akan menjadi besar jika
menggunakan kawat:
1. lebih panjang
2. massa jenis lebih besar
3. hambatan jenisnya lebih besar
4. luas penampang lebih besar
pernyataan yang benar adalah...
a. 1, 2 dan 3 b. 1, 3 dan 3 c. 1 dan 3
d. 2 dan 4 e. 1 ,2, 3 dan 4
3. Suatu percobaan menghasilkan grafik hubungan
tegangan (V) terhadap arus (I) seperti di bawah ini
v
6
0,4 A
4. Suatu penghantar diberi beda potensial 10 Vdan arus
yang mengalir 5 mA. Agar arus mengalir 20 mA,
tegangannya sebesar...
a. 15 V c. 25 V e. 40 V
b. 20 V d. 35 V
5. Suatu kawat mempunyai hambatan R. kawat lain
yang panjangnya sama dengan kawat pertama, tetapi
diameternya 2 kali diameter kawat pertma,
mempunyai hambatan...
a. ¼ R c. 2R e. 5R
b. ½ R d. 4R
6. Dua buah kawat P dan Q terbuat dari bahan yang
sama. kawat P panjangnya dua kali panjang Q. Jika
luas penampang kawat P dua kali luas penampang Q..
a. hambatan kawat P setengh kali hmbatan kawat Q
b. hambatan kawat P dua kali hambatan kawat Q
c. hambatan kawat P empat kali hambatan kawat Q
d. hambatan kawat P lima kali hambatan kawat Q
e. hambatan kawat P sama dngn hambatan kawat Q
7. Tiga buah resistor masing-masing 2  , 3  , 4 ,
ketiganya disusun paralel lalu dihubungkan dengan
sumber tegangan 12 Volt. Nilai tegangan pada
resistor 3  adalah... Volt
a. 12 c. 4 e. 0,3
b. 6 d. 3
8. Lima buah resistor disusun seperti gambar di bawah
ini
R
P ½ R ½ R R R
Hambatan pengganti antara P dan Q adalah....
a. R c. 2 R e. 3 R
b. 3/2 R d. 5/2 R
9. Dari rangkaian di samping, besar kuat arus yang
melalui hambatan 6 Ω
A. 3,10 A D. 1,03 A
B. 3,01 A E. 0,33 A
C. 0,03A
10.
Pada gambar rangkaian di atas, kuat arus yang
melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing-
masing adalah …
A. 0,8 A dan 3,2 V
B. 0,6 A dan 2,76 V
C. 0,6 A dan 3,3 V
D. 0,4 A dan 1,84 V
E. 0,2 A dan 0,92 V
11. Jika pada gambar rangkaian listrik di samping ini
besar nya E1 = 4 volt, E2 = 2 volt, R1 = 10 Ω dan R2
= 20 Ω, maka VB - VD adalah …
A. –4 volt D. 2 volt
B. –3 volt E. 4 volt
C. –2 volt
12. Dari rangkaian listrik di bawah ini, besarnya kuat arus
yang melewati hambatan 10 Ω adalah …
A. 0,25 A , menuju A
B. 0,25 A , menuju B
C. 0,40 A , menuju A
D. 0,40 A , menuju B
E. 4,00 A , menuju A
13. Sebuah lampu pijar bertuliskan 80 watt, 220 Volt
dipasang pada suatu sumber tegangan 110 volt . Daya
lampu pijar itu menjadi ....
A. 80 watt D. 20 watt
B. 60 watt E. 10 watt
C. 40 watt
14. Perhatikan rangkaian listrik pada diagram ini. Energi
yang dibebaskan setiap sekon pada hambatan 16 Ω
ialah ....
16Ω 1Ω
5 Ω 4 Ω
15. Setrika listrik mempunyai daya 200 W. Bila setrika
dipakai 1 jam tiap hari selama 30 hari, maka energi
listrik yang digunakan sebesar ....
A. 6 kWh D. 6.000 kWh
B. 360 kWh E. 9.000 kWh
C . 130 kWh
Bila tegangan 7,5 volt,
kuat arus adalah...
a. 0,6 A d. 0,3 A
b. 0,5 A e. 0,2 A
c. 0,4 A
8Ω 3Ω12,5 V
A. 1 w
B. 2 w
C. 3 w
D. 4 w
E. 5 w
16. Perhatikan rangkaian berikut ! Besar hambatan
antara A dan B adalah ….
A. 2,4 Ω D. 12,4 Ω
B. 4,8 Ω E. 24,0 Ω
C. 6,2 Ω
4 2
3A
B
8
66
6
3
17. Empat buah lampu mempunyai tegangan dan daya
sama besar, dipasang sepertipada gambar di bawah
ini. Pernyataan yang benar adalah ….
A
B
C
D
E
A. Lampu A paling terang, B, C, dan D sama terang
B. Lampu B paling terang, C, dan D paling redup
C. Lampu A paling terang, C, dan D sama terang
D. Lampu A dan B sama terang, D paling redup
E. Lampu C dan D sama terang, B paling redup
18. Sebuah transformatorstepdown denganefisiensi80%
mengubah tegangan 1000volt menjadi 220 volt.
Transformatortersebut digunakan untukmenyalakan
lampu 220 watt.Besararus pada bagian primeradalah...
A.2,750 A B. 2,000 A C. 1,250 A
D. 1,000 A E. 0,275 A
19. Perhatikan diagram rangkaian listrik berikut ini.
12 V Itotal = 50 mA
40 Ω 120 Ω 20 Ω
6 V
R
30 Ω
Besar hambatan R adalah ....
a.40 Ω b.36 Ω c.30 Ω
d.25 Ω e.20 Ω
20. Perhatikan diagram rangkaian listrik berikut ini.
Beda potensialantara titik B dan C adalah ....
a.3,6 V
b.2,4 V
c.2,0 V
d.1,6 V
e.1,2 V

Listrik dinamis

  • 1.
    LISTRIK DINAMIS Besaran listrik a.Arus listrik b. Beda potensial c. Hambatan listrik Arus listrik adalah aliran pratikel-partikel listrik bermuatan positif di dalamsuatu penghantar. Arah aliran arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Arus listrik mengalir dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah, sedangkan elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Arus listrik hanya mengalir dalam rangkaian tertutup. Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian yang jalannya mulai dari satu titik, berkeliling dan akhirnya kembali lagi ke titik tersebut Pada kasus di bawah ini hambatan masing-masing benda sama 1. benda manakah yang memiliki potensial listrik lebih tinggi pada masing-masing kasus 2. apakah terjadi aliran elektron atau arus listrik pada masing-masing kasus? Kalau ada kemanakah arahnya 3. jika terjadi aliran elektron, apakah proses ini dapat berlangsung terus? jelaskan a.. b. _ _ + + kawat + + _ _ _ _ + + penghubung + + _ - _ A B C D c. c. _ + + + _ _ _ _ + + + _ E F G H Kuat arus litrik (I) didefinisikan sebagaibanyaknya muatan listrik positif (Q) yang mengalir melalui suatu penghantar persatuan waktu (t) atau secara metamatis ditulis : t q I  Keterangan : I = kuat arus (A) q = banyaknya muatan yang mengalir (C) t = lama / waktu muatan mengalir (S) Satuan kuat arus dalam SI adalah Coulomb/ sekon (C/s),disebut ampere (A), 1 ampere (A) = 1 Coulomb/ sekon (C/s) Contoh 1. Dalam waktu 30 menit mengalir muatan sebesar 450 Coulomb. Tentukan kuat arus yang mengalir 2. Hitung jumlah elektron yang mengalir apabila seutas kawat penghantar dialiri arus listrik sebesar 0,5 a selama 10 s. (muatan elektron = 1,6 x 10-19 C) Hukum Ohm Simon Ohm menyatakan bahwa “tegangan Vpada suatu hambatan ohmik berbanding lurus terhadap kuat arus I, asal suhu penghantar tersebut tidak berubah”. Pernyataan tersebut dikenal dengan hukumohm. Secara umum hukum Ohm dinyatakan dengan rumus : IRV  Keterangan : V = beda potensial (Volt) I = kuat arus {A} R = tahanan / hambatan {ohm = } Grafik hubungan antara beda potensial dan kuat arus V  I Contoh 1. Sebuah hambatan 36 dihubungkan dengan tegangan 18 volt. Berapakah arus yang mengalir? 2. Dalam bola lampu mengalir arus 100 mA dari sumber tegangan yang berupa batrai 1,5 V a. berapa hambatan bola tersebut b. jika tegangannya turun menjadi 1,2 V, berapakah arus yang mengalir? Hambatan pengantar Kemiringan grafik menyatakan besar hambatan listrik I V R    atau R = tan 
  • 2.
    Besar hambatan suatupenghantar :  berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar (L)  berbanding terbalik dengan luas penampang kawat penghantar (A)  tergantung pada jenis penghantar (hambatan jenis penghantar) (  ) Secara matematis hubungan tersebut ditulis sebagaiberikut. A L R  Keterangan R = hambatan pengantar{ohm =  }  = Hambatan jenis pengantar ohm m} L = Panjang pengatar{m} A = Luas penampang pengantar{m2 } Contoh 1. Seutas kawat panjangnya 90 m dan diameter kawat 3 mm . jika hambatan jenis kawat 6,28 x 10-8 m. Tentukan hambatan kawat tersebut 2. kawat X dan y memiliki diameter sama, tetapi panjang X dua kali Y. Jika hambatan jenis X adalah seperempat hambatan jenis Y tentukan perbandingan hambatan X dan Y 3. Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan luas penampangnya 1mm2 , serta mempunyai hanmbatan jenis 10-7 ohm. apabila potensial antara kedua ujung penghantar 80 volt,berapakah kuat arus yang mengalir melalui kawat tersebut ? Daya hantar arus listrik suatu zat (konduktivitas) Adalah kemampuan suatu zat untuk menghantarkan arus listrik. Berdasarkan konduktivitas zat dapat dibagi menjadi 1. konduktor,zat yang mudah menghantarkan arus listrik, memiliki hambatan jenis kecil (  kecil ) contoh: besi, baja, aluminium, tembaga dll 2. isolator ,sukar menghantarkan arus listrik, hambatan jenis besar (  besar ) contoh: kyu, plastik, karet dan kain 3. semikonduktor,bersifat antara konduktor dan isolator, pada suhu kamar berfungsi sebagai isolator sedangkan pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor. Contoh: silikon dan germanium 4. superkonduktor,zat yang tidak manghambat arus listrik, hambat jenis = nol (  = 0 ) Tugas I 1. Pada suatu rangkian listrik mengalir arus sebesar 60 mA selama 5 menit. Tentukan jumlah muatan yang berpindah pada rangkaian tersebut 2. Sebuah penghantar dengan hambatan 0,6 k , dihubungkan dengan tegangan 12 volt. Tentukan kuat arus yang mengalir 3. Pada ujung-ujung sebuah resistor diberi beda potensial 1,5 volt. Saat diukur kuat arusnya ternyata sebesar 0,2 A. Jika beda potensial ujung-ujung resistor diubah menjadi 4,5 volt maka berapakah kuat arus yang terukur? 4. Hubungan antara kuat arus (I) dan tegangan (V) pada ujung – ujung resistor diperlihatkan pada gambar dibawah. Tentukan: I (mA) a. besar hambatan resistor yang digunakan 24 b. beda potensial ujung – ujung resistor jika dilalui arus 48 A 6 3 12 V (volt) 5. Sepotong kawat yang panjangnya 200 m memiliki hambat jenis 0,02 ohm.m dan hambatan 4 ohm. Tentukan luas penampang kawat tersebut 6. Sebuah penghantar terbuat dari tembaga memiliki panjang 2 m dan luas penampang 1,5 mm2. Hambatanpenghantar itu sebesar 200 Ω. Jika ada penghantar lain yang panjangnya 6 m dan luas penampang 3 mm2 maka berapakah hambatan penghantar itu? 7. Kawat Xdan Y terbuat dari logam sejenis tetapi diameter X adalah 3 kali diameter Y. Tentukan hasil bagi hambatan kawat X dan Y jika pangjang kawat X dua kali Y RANGKAIAN SERI DAN PARALEL
  • 3.
    Hukum I Kirchoff Dalamrangkaian tidak bercabang, setiap bagian pada rangkaian itu mempunyai kuat arus yang sama besar. Pernyataan yang dikemukakan oleh Kirchoff “bahwa ”jumlah arus masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arusyang keluar dari titik percabangan tersebut”. I masuk = I keluar Contoh Soal Pada gambar berikut arus I 1. Perhatikan gambar di bawah ini I1 = 2 A P I4 = 5 A I2 = 3A I3 = ? I5 = 12 A 2. Perhatikan gambar C R2 3A R5 6A 8 I2 R4 I7 R1 B I3 D R7 R3 R6 I6 E Susunan Hambatan a. Susunan Seri Pada hambatan yang disusun seriberlaku ketentuan-ketentuan sebagaiberikut : 1) Hambatan pengganti sama dengan jumlah hambatan tiap-tiap komponen Rs = R1 + R2 + …+ Rn 2) Kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan sama dengan kuat arus yang melalui hambatan pengganti I1 = I2 = I3 = In = I 3) Tegangan pada hambatan penggati sama dengan jumlah tegangan tiap tiap hambatan V = V1+ V2+ … + Vn 4) Tegangan pada tiap-tiap hambatan sebanding dengan hambatannya (rangkaian pembagi tegangan) V1 : V2 : V3 : Vn = R1 : R2 : R3 : Rn... b. Susunan paralel Pada hambatan yang disusun paralel berlaku ketentuan-ketentuan berikut : I (a) Susunan rangkaian hambatan paralel (b) Hambatan pengganti dari rangkaian hambatan paralel V R2 a I1 I2 b I V Rp a b R1 I I I Tentukan Besar dan arah I3 pada gambar di samping R1 V I a c (a) Susunan rangkaian hambatan seri (b) Hambatan pengganti dari rangkaian hambatan seri I c V a R2 Rs b RS = R1 + R2 + …+ Rn Hitunglah kuat arus yang melalui I2, I3, I6 dan I7 dan kemana arahnya !
  • 4.
    1. Besar hambatanpengganti dapat dihitung dengan persamaan nRRRRRp 1 ... 1111 321  Apabila hanya dua hambatan yang disusun paralel, besar hambatan pengganti dihitung dengan persamaan 21 21 RR RxR Rp   2. Tegangan pada tiap-tiap hambatan sama besar, yaitu sama dengan tegangan pada hambatan pengganti paralel V1 = V2 = V3 = Vn = V 3. Kuat arus yang melalui hambatan pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan. I = I1 + I2 + I3 +…+In 4. Kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan sebanding dengan kebalikan hambatannya ( rangkaian pembagi arus ) I1 : I2 : I3 = 321 1 : 1 : 1 RRR Contoh 1. buah hambatan, masing-masing R1 = 2 ohm, R2 = 3 ohm, R3 = 4 ohm dan R4 = 3 ohm. Ujung- ujungnya dihubungkan dengan batrai 60 Volt. Tentukan kuat hambatan pengganti, kuat arus yang mengalir melalui tiap-tiap hambatan serta tegangan pada tiap hambatan, jika a. keempat hambatan disusun seri b. keempat hambatan disusun parallel 2. Tiga buah hambatan R1 = 6 Ω, R2 = 3 Ω dan R3 =2 Ω dirangkai paralel. Kemudian ujung- ujungnya dihubungkan sumber tegangan sehingga pada R1 dilalui arus 0,5 A. Tentukan: a. kuat arus yang melalui R2 dan R3 b. beda potensial sumber tegangan Susunan campuran 1. 3  2  5  6  4  2. . 3. A 2  2  2  2  C 6  4  B 2  2  2  2  D 4. 16  1  12,5 V 8  3  5  4  3. Prinsip jembatan wheatstone Tentukan hambatan total dari rangkaian hambatan disamping Jika R1 = 2  , R2 = 6  , R3 = 3  dan V = 12 V tentukan a. kuat arus yang mengalir pada rangkaian b. kuat arus dan tegangan pada masing-masing hambatan Pada rangakaian disamping tentukan hambatan listrik total antara ujung: a. A dan B c. A dan D b. C dan D Tentukan tegangan dan kuat arus yang melalui reistor 3  , 8  , dan 5 , pada gambar disamping
  • 5.
    Rangkaian jembatan Weatstonedigunakan untuk menyederhanakan susunan hambatan yang semula tidak dapat disederhanakan secara seri-paralelmenjadi dapat disederhanakan secara seri- paralel. Suatu rangkaian hambatan dapat dihitung dengan prinsip jembatan wheatstone jika hasil kali dua hmbatan yang saling berhadapan sama besar Perhatikan gambar berikut : Beberapa variasi bentuk dari jembatan wheatstone Contoh 2  4  X 2  Y 2  4 Alat Ukur Listrik 1. Multimeter  Multimeter adalah alat ukur yang dapat mengukur beberapa jenis besaran listrik diantaranya adalah tegangan listrik, kuat arus dan hambatan listrik.  Ketika multimeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik maka pada saat ini multimeter berfungsi sebagai voltmeter, ketika multimeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik maka pada saat ini multimeter berfungsi sebagai amperemeter dan ketika multimeter digunakan untuk mengukur hambatan listrik maka pada saat ini multimeter berfungsi sebagai ohmmeter.  Multimeter dikenal juga dengan sebutan multitester atau juga AVOmeter ( singkatan dari Ampere-Volt-Ohm meter). 2. Voltmeter  Tegangan listrik diukur dengan menggunakan voltmeter atau dengan menggunakan multimeter yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi sebagai voltmeter. Dalam pengukuran, voltmeter dihubungkan secara paralel terhadap rangkaian yang akan diukur tegangannya seperti gambar di samping :  Agar pengukuran voltmeter akurat maka diusahakan hambatan voltmeter sangat besar mendekati tak berhingga.  Voltmeter memiliki skala tertentu dan memiliki batas ukur maksimum. Jika tegangan yang diukur melebihi batas ukur voltmeter maka dibutuhkan suatu hambatan muka (Rm) untuk meningkatkan batas ukur voltmeter dimana hambatan muka ini di rangkai seri dengan voltmeter seperti diilustrasikan pada gambar di samping Cara membaca skala voltmeter ukurbatasX maksimunskala jarumditunjukyangskala V  Contoh R5 R1 R3 R2 R4 Bentuk umum rangkaian jembatan wheatstone Apabila R1 dan R4 berhadapan, demikian pula R2 dan R3 juga berhadapan, jika R1. R4 = R2 . R3 Maka R5 tidak dialiri arus, R5 dinggap tidak ada. Selanjutnya kita dapat gunakan prinsip seri paralel untuk menyelesaikan rangkaian dengan bentuk sepertiitu. Pada gambar di samping, tentukan besar hambatan antara titik X dan Y
  • 6.
    Perhatikan gambar berikut,tentukan besar tegangan baterai yang terbaca pada voltmeter 3. Ampermeter Pengukuran arus listrik dengan menggunakan amperemeter  Arus listrik diukur dengan menggunakan amperemeter atau dengan menggunakan multimeter yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi sebagai amperemeter. Dalam pengukuran, amperemeter dihubungkan secara seri terhadap rangkaian yang akan diukur kuat arusnya seperti gambar di bawah : A R  Agar pengukuran amperemeter akurat maka diusahakan hambatan amperemeter sangat kecil mendekati nol.  Amperemeter memiliki skala tertentu dan memiliki batas ukur maksimum. Jika kuat arus yang diukur melebihi batas ukur amperemeter maka dibutuhkan suatu hambatan shunt (Rsh) untuk meningkatkan batas ukur amperemeter dimana hambatan shunt ini di rangkai paralel dengan amperemeter seperti diilustrasikan pada gambar di bawah : Contoh Perhatikan gambar berikut, besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian adalah… 4. Pengukuran hambatan listrik a. Pengukuran hambatan listrik dengan menggunakan ohmmeter Hambatan listrik diukur dengan menggunakan ohmmeter atau dengan menggunakan multimeter yang terlebih dahulu telah di set ke fungsi sebagai ohmmeter. Dalam pengukuran ohmmeter dihubungkan secara seri terhadap hambatan yang akan diukur nilai hambatannya Susunan Seri-Paralel Sumber Tegangan Gaya gerak listrik (ggl) dan tegangan jepit Batrai dalam suatu rangkaian dapat ditampilkan dalam rangkaian sebagai suatu sumber tegangan dengan ggl  dan hambatan dalam r Ggl adalah tegangan pada ujung-ujung batrai saat batrai tidak dihubungkan ke beban Tegangan jepit adalah tegangan pada ujung-ujung batrai saat batrai mencatu arus ke beban V r  a b saklar a b Batrai Lampu R Contoh Tegangan jepit sebuah batrai 9 v ketika mensuplai arus 4 A dan 8,5 V ketika mensuplai arus 6 A. Tentukan hambatan dalam dan ggl batrai Susunan seri sumber tegangan bat era i V 0 50 100 00 0 20 100 bat era i mA 0 100 500 00 0 2 10 R Tegangan jepit RIV ataurIV ab ab    B
  • 7.
    n buah sumbertegangan yang disusun seri dapat diganti dengan sebuah sumber tegaangan pengganti seri di mana: – ggl pengganti s sama dengan jumlah ggl tiap-tiap sumber tegangan ...321 1    n i is – hambatan dalam pengganti rs sama dengan jumlah hambatan dalam tiap-tiap sumber tegangan ....321 1   rrrrr n i is susunan paralel sumber tegangan untuk kasus n sumber tegangan identik dengan ggl dan hambatan dalam tiap sumber tegangan adalah  dan r diperoleh – ggl pengganti paralel  p – hambatan dalam pengganti paralel n r rp  Contoh 1. 4 V, 0,2  3  0,1 , 2 V 3  2  6V, 0,3  8 V, 0,4  1  3. Tiga buah batrai masing-masing dengan ggl 2 V dan hambatan dalam 0,4  , kemudian ujung- ujungnya dihubungkan ke resistor 18,8 . tentukan kuat arus yang ditarik batrai dan tegangan jepit tiap batrai, jika: a. ketiga batrai disusun seri b. ketiga batrai disusun paralel Hukum II Kirchoff Hukum II kirchoff menyatakan, “bahwa jumlah aljabarperubahan tegangan mengellingi suatu rngkaian tertutup (loop) sama dengan nol”. Perhatikan rangkaian berikut : Penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus llistrik dari sumber tegangan mendapat hambatan. Oleh karena itu persamaan hukum II Kirchoft dapat ditulis sebagaiberikut  V = 0 atau  E +  I.R = 0 Dalam menggunakan persamaan hukum II Kirchoft perlu diperhatikan perjanjian-perjanjian berikut : a. Kuat arus bertanda postif (+) jika searah dengan arah loop yang kita tentukan, dan bertanda negatif(-) jika berlawanan dengan arah loop yang kita tentukan b. Apabila saat mengikuti arah loop, kutup positif sumber tegangan dijumpai lebih dahulu dari pada kutup negatifnya, ggl (E) bertanda positif (+). Sebaliknya jika kutub negatif djumpai lebih dahulu ggl (E) bernilai negatif (-) Contoh A. Rangkaian 1 loop 1. Perhatikan gambar di bawah ini 3 V 5  5 V 2 V 10  2. Tentukan kuat arus dan tegangan antara a dan c pada rangkaian dibawah ini R3 R2 R1 E1 a b cd E2 Tentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian di samping Tentukan Kuat arus yang melalui hambatan 5  dari rangkaian di samping
  • 8.
    B. Rangkaian 2loop 1. Perhatikan gambar rangkaian berikut ini !  41R  62R VE 81  VE 22  VE 103  AD 2. Perhatikan rangkaian listrik berikut ini. Jika R1 = 30 ,R2 = 40 ,R3 = 60 ,E1 = E2 = 12 V, tentukan kuat arus yang melalui tiap-tiap hambatan Energi Listrik Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup. Besarnya energi listrik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: Keterangan: W = Energi listrik (Joule) V = tegangan (Volt) I = Kuat arus listrik (Ampere) t = selang waktu ( sekon) DAYA LISTRIK Daya listrik merupakan energi listrik persatuan waktu. Energi listrik yang diberikan oleh baterai V adalah W = V I t, sehingga daya listrik, P, yang diberikan oleh baterai V adalah: Dalam SI, satuan daya adalah watt (W). 1 Watt = 1 J s-1 atau 1 J = 1 W s Alat ukur energi listrik di rumah – rumah dinamakan KWh - Meter. 1 KWh = 1 KW x 1 jam = 1000 W x 3600 s = 3,6 x 106 J Daya disipasi adalah daya yang hilang dalam bentuk panas Contoh 1. 6 V 0,9  8  24 V 0,1  2. Hitunglah energi listrik pada kasusu-kasus berikut ini R2 d b a 20 V 12 V E1 5 5 10 R1 R3 c Tentukan kuat arus pada masing-masing hambatan pada rangkaian di samping R1 E2 R3 R2 E1 W = V I t W = I2 R t W = t R V 2 P = t W = t VIt P = V I P = I2 R P = R V 2 Pada rangkaian di samping, tentukan energi listrik selama 2, 5 menit pada: a. batrai 6 V b. batrai 24 V c. resistor 8 
  • 9.
    a. sebuah CDplayer portabel menarik arus 250 mA ketika dioperasikan oleh batrai 6 V selama 1 jam b. Elemen pemanas dengan hambatan 400 menarik arus 2,5 A selama 30 menit c. Elemen pemanas dengan hambatan 20 ohm dan tegangan 220 V dijalankan selama 15 menit d. Lampu pijar 60 W dinyalakan selama 25 menit 4. Di rumah Badu , pesawat TV dinyalakan rata-rata 6 jam sehari. Pesawat TV tersebut dihubungkan pada tegangan 220 V dan memerlukan arus 2,5 A. Harga energi listrik tiap kWh adalah Rp. 200,00. Berapakah harga energi listrik yang harus digunakan pesawat TV perbulan? Data elemen listrik Di dalam suatu rangkaian elemen listrik ditampilkan sebagaisuatu hambatan listrik R. Tapi data yang tertera pada elemen listrik selalu berbentuk tegangan V volt dan daya P watt. Daridata ini dapat ditentukan besar hambatan elemen tersebut, yaitu: P V R 2  Contoh 1. Dua buah lampu listrik masing-masing dengan spesifikasi 120 V 60 W dan 120 V 140 W disusun seri dan dihubungkan ke sumber tegangan 120 V.Tentukan: a. Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian b. Daya disipasi pada lampu 120 V dan 60 W c. Daya disipasi pada lampu 120 V dan 60 W Tegangan dan daya pada lampu listrik dapat bervariasi, tapi dalam persoalan rangkakian listrik hambatan listrik dianggap konstan ( R1 = R2 ), sehingga berlaku persamaan 1 2 1 2 2 2 P V P V  Contoh Pada sebuah lampu pijar tertulis data 200 V 100 W. Tentukan daya disipasi pada lampu jika diberi tegangan: a. 240 V b. 150 V Arus Listrik AC & DC Arus DC adalah arus listrik yang arahnya selalu mengalir dalam satu arah. Arah kuat arus DC selalu keluar dari kutub positif sumber tegangan DC (atau dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah). Arus AC adalah arus listrik yang arahnya senantiasa berbalik arah secara periodik.  Penerapan Listrik DC Listrik DC dapat dihasilkan oleh adanya reaksi kimia seperti pada elemen basah ( misalnya aki) ataupun elemen kering (baterai). Listrik DC juga dapat dihasilkan oleh dinamo DC. Salah satu keuntungan DC adalah sumber arusnya seperti aki dan baterai mudah di bawa kemana- mana. Karena sifat listrik DC yang hamya mengalir dalam satu arah, maka hanya listrik DC yang dapat digunakan untuk mengisi muatan aki. Demikian juga untuk pekerjaan melapisi logam dengan logam lain secara kimia (misalnya melapisi piala dengan emas) hanya dapat dilakukan oleh listrik DC.  Penerapan Listrik AC Listrik AC lebih banyak memberi keuntungan daripada listrik DC sehingga saat ini energi listrik hampir semua dibangkitkan dan digunakan dalam bentuk AC. Peralatan listrik di rumah (kulkas, pemanas air listrik, pemanas nasi, microwave, pendingin ruangan dan lampu) menggunakan listrik AC yang disuplai oleh PLN ke rumah. Bahkan ketika energi DC diperlukan , seperti pada televisi, DVD, tape dan radio, suplai listriknya tetaplah AC yang kemudian diubah menjadi DC oleh converter atau rectifier yang terdapat di dalam peralatan itu sendiri. Ada tiga keuntungan utama sistem AC dibandingkan dengan DC. 1. tegangan AC dapat diperbesar atau diperkecil secara efisien oleh sebuah trafo. Ini memungkinkan energi listrik pada tegangan tinggi untuk memenuhi syarat ekonomi dan mendistribusikan daya listrik sesuai yang dikehendaki. 2. motor AC berharga lebih murah dan lebih sederhana konstruksinya. 3. switchgear, misalnya saklar, pemutus daya untuk sistem AC lebih sederhana. Tugas Jika V2 > V1, maka P2 > P1 sebaliknya
  • 10.
    4. Tentukan besardan arah kuat arus yang tidak diketahui pada rangkaian di bawah ini a. b. 15 A 10 A 15 A 10 A I = ...? 8 A I = ...? 8A 5. Tentukan hambatan pengganti antara titik A dan B a. b. 5, 6  24  6, 8  5, 6  2,2  A 4  B 5  10  12  A B 1, 8  10  10  10  6. Perhatikan gambar berikut ini. Tentukan Tegangan dan kuat arus pada tiap-tiap 10 20V10 0,8 30 7. Dua hambatan yang dipasang seri dihubungkan pada baterai seperti gambar. Berapakah beda potensial titik A dan B? 8. Besar kuat arus dalam rangkaian loop di bawah ini adalah : 6 V, 1  4  2  12 V, 1  9. Berapa kuat arus yang melalui resistor 4,0 Ω dalam rangkaian di bawah ini? 18 V 16 V 4,0 Ω 12 Ω 8,0 Ω 10. Empat buah batrai masing-masing dengan ggl 1,5 V dan hambatan dalam 0,1 ohm disusun seri, kemudian ditutup dengan sebuah hambatan 0,6 ohm. Tentukan a. kuat arus yang mengalir melalui hambatan b. tegangan jepit tiap batrai 11. Sebuah pemanas listrik 2 kW didesain untuk digunakan pada catu daya 250 V a. Tentukan arus yang akan ditarik oleh pemanas b. Berapa hambatan pemanas tersebut? 12. Sebuah lampu pijar 220 V 60 W diberi catu daya 110 V. Tentukan daya listrik yang digunakan lampu tersebut? 13. Sebuah alat listrik menarik arus 12 A ketika dihubungkan ke suplay tegangan 220 V. Jika dijalankan 8 jam seharidan harga listrik Rp 100,00 per kWh. Hitung tarif listrik yang harus dibayarkan perbulan 3Ω 8Ω A B 6V
  • 11.
    SOAL LATIHAN LISTRIK 1.Dalam penghantar kawat mengalir arus listrik 2,5 A. Banyak muatan yang mengalir dalam kawat selama 5 menit adalah... a. 750 C c. 450 C e.250 C b. 600 C e. 250 C 2. Hambatan kawat akan menjadi besar jika menggunakan kawat: 1. lebih panjang 2. massa jenis lebih besar 3. hambatan jenisnya lebih besar 4. luas penampang lebih besar pernyataan yang benar adalah... a. 1, 2 dan 3 b. 1, 3 dan 3 c. 1 dan 3 d. 2 dan 4 e. 1 ,2, 3 dan 4 3. Suatu percobaan menghasilkan grafik hubungan tegangan (V) terhadap arus (I) seperti di bawah ini v 6 0,4 A 4. Suatu penghantar diberi beda potensial 10 Vdan arus yang mengalir 5 mA. Agar arus mengalir 20 mA, tegangannya sebesar... a. 15 V c. 25 V e. 40 V b. 20 V d. 35 V 5. Suatu kawat mempunyai hambatan R. kawat lain yang panjangnya sama dengan kawat pertama, tetapi diameternya 2 kali diameter kawat pertma, mempunyai hambatan... a. ¼ R c. 2R e. 5R b. ½ R d. 4R 6. Dua buah kawat P dan Q terbuat dari bahan yang sama. kawat P panjangnya dua kali panjang Q. Jika luas penampang kawat P dua kali luas penampang Q.. a. hambatan kawat P setengh kali hmbatan kawat Q b. hambatan kawat P dua kali hambatan kawat Q c. hambatan kawat P empat kali hambatan kawat Q d. hambatan kawat P lima kali hambatan kawat Q e. hambatan kawat P sama dngn hambatan kawat Q 7. Tiga buah resistor masing-masing 2  , 3  , 4 , ketiganya disusun paralel lalu dihubungkan dengan sumber tegangan 12 Volt. Nilai tegangan pada resistor 3  adalah... Volt a. 12 c. 4 e. 0,3 b. 6 d. 3 8. Lima buah resistor disusun seperti gambar di bawah ini R P ½ R ½ R R R Hambatan pengganti antara P dan Q adalah.... a. R c. 2 R e. 3 R b. 3/2 R d. 5/2 R 9. Dari rangkaian di samping, besar kuat arus yang melalui hambatan 6 Ω A. 3,10 A D. 1,03 A B. 3,01 A E. 0,33 A C. 0,03A 10. Pada gambar rangkaian di atas, kuat arus yang melalui R dan tegangan ujung-ujung R masing- masing adalah … A. 0,8 A dan 3,2 V B. 0,6 A dan 2,76 V C. 0,6 A dan 3,3 V D. 0,4 A dan 1,84 V E. 0,2 A dan 0,92 V 11. Jika pada gambar rangkaian listrik di samping ini besar nya E1 = 4 volt, E2 = 2 volt, R1 = 10 Ω dan R2 = 20 Ω, maka VB - VD adalah … A. –4 volt D. 2 volt B. –3 volt E. 4 volt C. –2 volt 12. Dari rangkaian listrik di bawah ini, besarnya kuat arus yang melewati hambatan 10 Ω adalah … A. 0,25 A , menuju A B. 0,25 A , menuju B C. 0,40 A , menuju A D. 0,40 A , menuju B E. 4,00 A , menuju A 13. Sebuah lampu pijar bertuliskan 80 watt, 220 Volt dipasang pada suatu sumber tegangan 110 volt . Daya lampu pijar itu menjadi .... A. 80 watt D. 20 watt B. 60 watt E. 10 watt C. 40 watt 14. Perhatikan rangkaian listrik pada diagram ini. Energi yang dibebaskan setiap sekon pada hambatan 16 Ω ialah .... 16Ω 1Ω 5 Ω 4 Ω 15. Setrika listrik mempunyai daya 200 W. Bila setrika dipakai 1 jam tiap hari selama 30 hari, maka energi listrik yang digunakan sebesar .... A. 6 kWh D. 6.000 kWh B. 360 kWh E. 9.000 kWh C . 130 kWh Bila tegangan 7,5 volt, kuat arus adalah... a. 0,6 A d. 0,3 A b. 0,5 A e. 0,2 A c. 0,4 A 8Ω 3Ω12,5 V A. 1 w B. 2 w C. 3 w D. 4 w E. 5 w
  • 12.
    16. Perhatikan rangkaianberikut ! Besar hambatan antara A dan B adalah …. A. 2,4 Ω D. 12,4 Ω B. 4,8 Ω E. 24,0 Ω C. 6,2 Ω 4 2 3A B 8 66 6 3 17. Empat buah lampu mempunyai tegangan dan daya sama besar, dipasang sepertipada gambar di bawah ini. Pernyataan yang benar adalah …. A B C D E A. Lampu A paling terang, B, C, dan D sama terang B. Lampu B paling terang, C, dan D paling redup C. Lampu A paling terang, C, dan D sama terang D. Lampu A dan B sama terang, D paling redup E. Lampu C dan D sama terang, B paling redup 18. Sebuah transformatorstepdown denganefisiensi80% mengubah tegangan 1000volt menjadi 220 volt. Transformatortersebut digunakan untukmenyalakan lampu 220 watt.Besararus pada bagian primeradalah... A.2,750 A B. 2,000 A C. 1,250 A D. 1,000 A E. 0,275 A 19. Perhatikan diagram rangkaian listrik berikut ini. 12 V Itotal = 50 mA 40 Ω 120 Ω 20 Ω 6 V R 30 Ω Besar hambatan R adalah .... a.40 Ω b.36 Ω c.30 Ω d.25 Ω e.20 Ω 20. Perhatikan diagram rangkaian listrik berikut ini. Beda potensialantara titik B dan C adalah .... a.3,6 V b.2,4 V c.2,0 V d.1,6 V e.1,2 V