listrik

1. LISTRIK DINAMIS
Listrik mengalir

2. Standar Kompetensi :
Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari.
Kompetensi Dasar :
Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu
rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari.
Indikator :
1. Menjelaskan konsep arus listrik
2. Mejelaskan konsep Hukum Ohm
3. Menjelaskan konsep hambatan pada penghantar
4. Menghitung nilai hambatan pengganti
5. Menhitung nilai kuat arus percabangan
6. Menghitung nilai kuat arus pada rangkaian tertutup
SKL :
Menentukan besaran fisika pada berbagai bentuk rangkaian listrik

3. PETA KONSEP Listrik
Dinamis
Arus
listrik
Hambatan
Jenis
Hukum
Ohm
Hukum I
Kirchoff
Kondukti
vitas
Rangkaian
Hambatan
Seri
Rangkaian
listrik
Paralel

4. 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
Klik
Klik Klik

5. Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir
pada suatu rangkaian
• Mengapa Lampu mati ?
Rangkaian Terbuka
• Mengapa Lampu menyala ?
Rangkaian Tertutup
Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

6. Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah
Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Umpan Balik:
Dua syarat agar arus listrik dapat mengalir adalah....
Aliran arus listrik
Apakah ketika
terjadi aliran
muatan listrik dari B
ke A sampai
muatan di B habis ?
Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan
muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah
memiliki potensial yang bagaimana ?

7. Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan
yang mengalir pada penghantar tiap detik.
I = Kuat arus listrik ( Ampere )
Q = muatan ( Coulomb )
t = waktu ( secon )
t
Q
I 
P
Hitung berapa banyak
muatan positif yang melewati
titik P dalam 10 sekon
Klik warna hijau ( mulai )
Klik warna merah ( berhenti )
Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb
yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon
1 A = 1 C/s

8. Contoh
• Sebuah akumulator pada kutub-kutubnya dihubungkan
pada terminal lampu jika kuat arus yang mengalir pada
lampu 0,5 A dan lampu dinyalakan selama 2 menit
berapakah muatan listrik yang telah melewati lampu ?
Diketahui
I = ……………… A
t = ……………… s
Jawab
Q = ………… x …………….
= ………….x …………….
= …………………………. C

9. Pengukuran Kuat arus listrik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik
Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian
listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

10. Nilai yang terukur =
Cara membaca Amperemeter
skala maksimum
skala yang ditunjuk jarum
skala batas ukur
Nilai yang ditunjuk jarum
Nilai maksimum
34
100
X 1 = 0,34 A
x Batas ukur

11. Benda A
Potensial tinggi
Benda B
Potensial rendah
Konduktor
Arus elektron
Arus listrik
Beda Potensial Listrik
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

12. Contoh
• Sebuah baterai memiliki beda potensial sebesar 1,5 volt
jika baterai digunakan untuk menyalakan lampu maka
sejumlah 50 coulomb muatan listrik yang melewati
lampu. Berapakah besar energi yang dikeluarkan baterai
Diketahui
V = ………………… Jawab
Q = …………………. W = ………….. X ……………..
Ditanya = ………….. X ……………..
W = ? = ………………… J

13. Pengukuran Beda Potensial
• Voltmeter adalah alat
yang digunakan untuk
mengukur beda
potensial listrik
( tegangan )
• Pemasangan voltmeter
dalam rangkaian listrik
disusun secara parallel
seperti gambar.
Klik

14. Cara Membaca Voltmeter
Skala yang ditunjuk jarum
Skala maksimum
Batas ukur
Nilai yang terukur = ….

15. HUKUM OHM
Jml
Baterai
V I
1
2
3
1,2
0,20 2,6
0,40 4,0
0,54
Dari tabel data dapat kita
ketahui jika beda potensial
diperbesar maka kuat arus
listriknya juga turut
membesar.
Hubungan apa yang
didapatkan antara beda
potensial dengan kuat
arus listrik?
Buatlah grafik hubungan
antara beda potensial
dengan kuat arus listrik.

16. Grafik Hubungan
Beda potensail (V) terhadap
kuat arus listrik ( I )
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 )
V I
1,2 0,2
2,6 0,4
4,0 0,54
Data

17. 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

18. Tujuan : Menyelidiki faktor yang mempengaruhi
besar hambatan kawat
1
Variabel manipulasi : panjang kawat
Variabel respon : hambatan kawat
Variabel kontrol : jenis kawat, luas penampang kawat
A
B
IA > IB
RA < RB
lA < lB
Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar
R ~ ℓ
Hambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.

19. Variabel manipulasi : jenis kawat
Variabel respon : Hambatan
Variabel kontrol : panjang, luas penampang kawat
2
IA < IB
RA > RB
rAℓ > rCu
Semakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besar
Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.
R r
~
A B
Tembaga
Alluminium

20. 3
Variabel manipulasi : luas penampang kawat
Variabel respon : hambatan kawat
Variabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat
IA < IB
RA > RB
AA < AB
Semakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecil
Hambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.
R 1
A
~
A B

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

22. Konduktor dan Isolator
kayu
plastik
alluminium
besi
tembaga
Kayu isolator
Plastik isolator
Alluminium konduktor
Besi konduktor
Tembaga konduktor
Klik
Klik
Klik

23. Hukum I Kirchoff
Pada rangkaian tidak bercabang ( seri ) kuat arus listrik
dimana-mana sama
L1 L2
Rangkaian seri
Berapakah kuat arus yang mengalir pada lampu 1 dan lampu 2

24. 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
Apakah ketiga amperemeter menunjukkan angka yang sama ?

25. Contoh
1. Perhatikan rangkaian di bawah
dan tentukan nilai I1, I2, I3 ?
10A
I = 40 A
Q S
25A
I1
I2
I3
Jawab
P
I = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 10 A + I1 + 25 A
40 A = 35 A + I1
I1 = 40 A - 35 A
I1 = 5 A
Pada titik cabang P
Pada titik cabang Q
10 A + I1 = I2
10 A + 5 A = I2
15 A = I2
Pada titik cabang S
I2 + 25 A = I3
15 A + 25 A = I3
40 A = I3
Klik

26. 1. Tentukanlah kuat arus I1 sampai dengan I6 ?
50 mA I1 I2 I3
30mA
I4
I5
15 mA
I6 23mA
3. Perhatikan rangkaian di bawah dan
tentukan nilai I1 sampai I7 ?
12 A I1
I2
I7
I3
I4
I5
I6
Jika I1 = I2
I3 : I4 = 1 : 2
dan I5 = 2 I6
2.
I = 20 A I2
I1
I4
I3
Jika I1 : I2 = 1 : 4
dan I1 : I2 = 1 : 3
Tentukan I1 sampai I4 ?

27. Susunan seri pada Hambatan
a b c d
R1 R2 R3
Vab Vbc Vcd
Vad = Vab + Vbc + Vcd
Rs
a d
I Rs = I R1 I R2 I R3
+
+
Vad
Rs = R1 R2 R3
+
+

28. Susunan Paralel pada Hambatan
a b
R1
R2
R3
I = I1 + I2 + I3
Rp
a
RP R1 R2 R3
+
+
Vab
RP R1 R2 R3
+
+
b
I
I1
I2
I3
I
Vab
Vab Vab
Vab
=
=
1 1 1 1

29. Contoh
• Tentukan hambatan pengganti pada rangkaian di bawah
2 Ω 4 Ω 3 Ω
2 Ω
3 Ω 5 Ω 4 Ω
1
Rs = R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7
Rs =2+4+3+2+4+5+3
Rs =23 Ω
2
4 Ω 3 Ω
3 Ω
6 Ω
R2
1
RP R1
+
=
1 1
RP 6 3
+
=
1 1 1
RP 6 6
+
=
1 1 2
RP 6
=
1 3
=
RP 2 Ω
4 Ω 3 Ω
RP: 2 Ω
Rs = R1+RP+R2
Rs = 4+2+3
Rs = 9 Ω

30. Perhatikan gambar di bawah
Tentukan
a.Kuat arus total
b.Kuat arus I1 dan I2
c.Tegangan ab dan tegangan bc
R2
1
RP R1
+
=
1 1
RP 6 3
+
=
1 1 1
RP 6
=
1 3
=
RP 2 Ω
Rs = R3 + Rp
Rs = 4 + 2
Rs = 6Ω
a
R
V
I
I 18 volt
6Ω
I 3 A
6Ω
3Ω
a
b c
4Ω
I2
I1
I
V = 18 volt
R1
R2
R3
I1 : I2 =
R1 R2
:
1 1
I1 : I2 =
6 3
:
1 1
x6
I1 : I2 = 1 : 2
I1 =
3
1 x I
I1 =
3
1 x 3
I1 = 1 A
I2 =
3
2 x I
I2 = 2 A
I2 = x 3
3
2
b
c
Vab = I R3
Vab = 3 x 4
Vab = 12 V
Vbc = I1 R1
Vbc = 1 x 6
Vbc = 6 V
atau
Vbc = I2 R2
Vbc = 2 x 3
Vbc = 6 V

31. Latihan
3Ω
2 Ω
4Ω
5Ω
4Ω
1Ω
I2
I1
12 V
I
b
a
Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus total
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab
Tentukan
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus tiap hambatan
c. Tegangan tiap hambatan
2Ω 2Ω 4Ω
4Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω
2Ω
a
b c
d e
V = 12 V
f
1
2

32. GAYA GERAK LISTRIK (E)
• Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-
ujung sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan
arus listrik atau dalam rangkaian terbuka.
V
Pengukura ggl

33. TEGANGAN JEPIT (V)
• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung –
ujung sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik
atau dalam rangkaian tertutup .
V
Pengukura Tegangan Jepit

34. Susunan Seri GGL
E
r
E E
r r
Etotal = n E
rtotal = n r
E = ggl ( volt)
r = hambatan dalam ( Ω )
n = jumlah baterai
Susunan Paralel GGL
E
r
E
E
r
r
Etotal = E
rtotal =
r
n

35. Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup
Untuk sebuah ggl
Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian
I = Kuat arus ( A )
E = ggl ( volt )
R = hambatan luar ( Ω )
r = hambatan dalam ( Ω )
Vpq = tegangan jepit ( volt )
E , r
p q
R
I
Tegangan jepit
r
R
E
I


Vpq = I R
E = Vpq + I r
Hubungan ggl dengan tegangan jepit

36. LATIHAN
Tiga buah elemen yang
dirangkai seri masing –
masing memiliki GGL 4 V
dan hambatan dalam 0,2 Ω,
dirangkai dengan hambatan
luar seperti gambar
Tentukan :
a. Hambatan luar
b. Kuat arus total ( I )
c. Kuat arus I1 dan I2
d. Tegangan Vab, Vbc
e. Tegangan jepit
E
r
E E
r r
3 Ω
6 Ω
4 Ω
a
b c
V = 4 V
r = 0,2 Ω
I
I1
I2