BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus arus pada pada listrik listrik dinami dinamiss adalah adalah muatan muatan listrik listrik dibagai dibagai waktu waktu dengan dengan satuan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang keluar. keluar. sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap ujungujungujung hambatan. Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan. pada rangkaian seri tegangan sangat tergantung pada hambatan, tetapi pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. semua itu telah dikemukakan oleh hukum kirchoff yang berbunyi "jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar". berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus × hambatan. hambatan. ambatan nilainya selalu selalu sama sama karena karena tegang tegangan an seband sebanding ing dengan dengan kuat kuat arus. arus. tegang tegangan an memilik memilikii satuan !olt#$ dan kuat arus adalah ampere %$ serta hambatan adalah ohm.
1.2 Rumusan Masalah
&. (. ). +. .
%pa penger pengertia tian n listr listrik ik dinami dinamis' s' %pa %pa penge pengerti rtian an arus arus list listrik rik'' *agaima *agaimana na cara meng mengetah etahui ui tegang tegangan an listrik listrik'' *agaimana *agaimana menuru menurutt hukum hukum ohm ohm tentang tentang listrik dinamis' dinamis' *agaimana *agaimana menuru menurutt hukum hukum irchof irchofff tentang tentang listrik listrik dinamis' dinamis'
1.3 Tujuan
&. (. ). +. .
ntuk mengetahui mengetahui tentang tentang pengert pengertian ian listrik dinamis dinamis ntuk ntuk mengeta mengetahui hui tentan tentang g pengerti pengertian an arus listrik listrik /enget /engetahu ahuii tentan tentang g tegang tegangan an arus arus listri listrik k /engetahui /engetahui pengertian pengertian listrik listrik dinamis dinamis menurut menurut hukum hukum ohm /engetahui /engetahui pengertian pengertian listrik listrik dinamis dinamis menurut menurut hukum hukum kirchoff kirchoff BAB II PEMBAHAAN
1
2.1 Arus L!str!k
%rus %rus
listrik listrik adalah adalah
banyak banyakny nyaa mu muat atan an
listr li strik ik y yang ang
dise diseba babk bkan an
dari dari
pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap listrik tiap satuan waktu. waktu. %rus listrik 0$ yang mengalir mengalir melalui melalui penghantar penghantar didefinisika didefinisikan n sebagai banyaknya muatan listrik 1$ yang mengalir setiap satu satuan waktu t$.
Secara matematis dapat dituliskan3 0
0 7 18t
7 arus listrik %$
1 7 muatan listrik 2$ t
7 selang waktu
2ontoh cara menghitung arus listrik3 4ada suatu penghantar mengalir muatan listrik sebanyak 56 coulomb selama 6, menit. itung besar arus listrik yang mengalir pada penghantar tersebut ' 4enyelesaian3 Diketahui3 1 7 56 2 t 7 6, menit 7 )6 sekon Ditanyakan3 0 7 ........ ' Dijawab3 0 7 18t I = 60 / 30 I = 2 ampere 9adi besar kuat arus listrik yang mengalir pada penghantar ( ampere. %rus listrik dapat diukur dalam satuan 2oulomb 2oulomb88detik atau atau %mpere %mpere.. 2ontoh 2ontoh arus listrik dalam kehidupan kehidupan sehari-hari sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikro%mpere : A$ A$ seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sanga sangatt kuat kuat &-(6 &-(66 6 kilo kilo%m %mpe pere re k%$ k%$ sepe sepert rtii yang yang terja terjadi di pada pada petir petir . Dala Dalam m
2
kebanyakan sirkuit arus searah dapat searah dapat diasumsikan diasumsikan resistansi resistansi terhadap terhadap arus listrik adalah adalah konstan konstan sehing sehingga ga besar besar arus arus yang yang mengal mengalir ir dalam dalam sirkui sirkuitt bergan bergantun tung g pada !oltase !oltase dan dan resistansi sesuai dengan hukum ;hm. ;hm . %rus %rus list listri rik k meru merupa paka kan n satu satu dari dari tuju tujuh h satu satuan an poko pokok k dala dalam m satuan internasional.. Satuan internasional untuk arus listrik adalah %mpere %$. Secara internasional form formal al
satu satuan an %mper mperee
did didefin efinis isik ikan an
seba sebag gai
aru arus
kon konstan stan
yang ang,
bila ila
dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar ( < &6 -= >ewton >ewton88meter di di antara dua pengha penghanta ntarr lurus lurus sejajar sejajar,, dengan dengan luas luas penamp penampang ang yang yang dapat dapat diabaik diabaikan, an, berjarak & meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.
"!s!ka
%rus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut. i& ? i+ 7 i( ? i) ntuk arus yang konstan, besar arus arus I dalam %mpere dapat diperoleh diperoleh dengan dengan I dalam persamaan3 0718t di mana I mana I adalah adalah arus listrik, Q adalah muatan listrik , dan t adalah adalah waktu time time$. $. Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah 0 7d18dt Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 6 hingga t melalui melalui integrasi3 Sesu Sesuai ai deng dengan an pers persam amaa aan n di atas atas,, arus arus list listri rik k adal adalah ah besaran besaran skalar skalar karena karena baik muatan Q maupun waktu t me t meru rupa paka kan n besar besaran an skal skalar ar.. Dala Dalam m bany banyak ak hal hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah, salah satunya seperti pada diagram di atas. 4anah tersebut bukanlah !ektor dan dan tidak membutuhk membutuhkan an operasi operasi !ektor. !ektor. 4ada diagram diagram di atas ditunjukka ditunjukkan n arus mengalir mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. arena muatan listrik adalah kekal kekal maka maka total arus listrik yang mengalir keluar
haruslah
sama
dengan
arus
listrik
yang
mengalir
ke
3
dalam sehingga i& ? i+ 7 i( ? i). 4ana 4anah h arus arus hany hanyaa menu menunj njuk ukka kan n arah arah alir aliran an sepanjang penghantar sepanjang penghantar , bukan arah dalam ruang ruang..
Arah arus
Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif ?$ ke kutub negati!e -$ baterai kebalikan baterai kebalikan arah untuk gerakan elektronnya elektronnya$$ 4ada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif muatan positif$ atau disebut dengan istilah arus kon! kon!en ensio sional nal.. 4emba 4embawa wa muat muatan an posit positif if terse tersebu butt akan akan berg bergera erak k dari dari kutu kutub b positif baterai positif baterai menuju menuju ke kutub kutub negatif negatif.. 4ada 4ada kenya kenyataan taannya nya,, pembaw pembawaa muatan muatan dalam dalam sebua sebuah h peng pengha hant ntar ar list listrik rik adal adalah ah parti partike kel-p l-par arti tikel kel elektron elektron bermuatan bermuatan negatif negatif yang yang didoro didorong ng oleh oleh medan listrik men listrik mengali galirr berlaw berlawan an arah dengan dengan arus arus kon!ensional. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan kon!ensi berikut ini3 Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, waaupun pada kenyataannya pembawa muatan adaah muatan negatif dan bergerak pada arah berawanan! on!ensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.
Ra#at arus
@apat arus bahasa 0nggris 0nggris33 "urrent "urrent density density$ adalah adalah aliran muatan pada suatu suatu luas luas penamp penampang ang tertent tertentu u di suatu suatu titik titik pengha penghanta ntar. r.ADalam S0 S0,, rapat arus memiliki satuan %mpere per meter persegi %8m($. di mana I mana I adalah adalah arus pada penghantar, penghantar, !ektor 9 adalah rapat arus yang memiliki memiliki arah sama dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan d % adalah !ektor luas luas elemen yang tegak lurus terhad terhadap ap elemen. elemen. 9ika 9ika arus arus listrik listrik seragam seragam sepanj sepanjang ang permuk permukaan aan dan sejajar sejajar dengan d % maka 9 juga seragam dan sejajar terhadap d % di mana mana A adalah adalah luas luas penamp penampang ang total total dan # dan # ada adalah lah rapat rapat arus arus dalam dalam satuan satuan %8m(.
4
$elajuan han%utan
Saat Saat sebuah sebuah pengha penghanta ntarr tidak tidak dilalu dilaluii arus arus listrik listrik,, elektro elektron-el n-elekt ektron ron di dalamn dalamnya ya berger bergerak ak secara secara acak tanpa tanpa perpindahan perpindahan bersih bersih ke arah mana pun juga. Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar deng dengan an arah arah berl berlaw awan anan an deng dengan an me meda dan n
listr li strik ik ya yang ng meng mengha hasil silka kan n
alira aliran n
arus. Bingkat Bingkat kelajuan hanyutan bahasa bahasa 0nggris 0nggris33 drift speed $ dalam dalam pengh penghanta antar r adalah kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara &6 - dan &6 +
m8s dibandingkan dengan sekitar &6 5 m8s pada sebuah penghantar sebuah penghantar tembaga tembaga..
2.2 TE&AN&AN LITRI$
Sumber tegangan listrik yaitu peralatan yang dapat menghasilkan beda potensial listrik secara terus menerus. *eda potensial listrik diukur dalam satuan !olt #$. %lat yang digunakan digunakan adalah !olmeter. *eda potensial adalah usaha yang yang digunakan untuk untuk memindahkan satuan muatan listrik . hubungan antara energi listrik, muatan listrik dan beda potensial dapat dituliskan dalam persamaan3
#7 C8 1
# 7 *eda potensial listrik dalam !olt #$ C 7 energi listrik dalam joule 9$ 1 7 muatan listrik dalam coulomb 2$. %rus listrik hanya akan terjadi dalam penghantar jika antara ujung-ujung penghantar terdapat beda potensial tegangan listrik$. %lat %lat ukur beda potensial listrik adalah !olmeter. Dalam rangkaian !oltmeter dipasang paralel dengan hambatan beban$. 2ontoh, *eda potensial antara ujung penghantaradalah &( !olt, hitunglah besarnya energi listrik jika jumlah muatan yang mengalir sebesar + coulomb. Diketahui3
5
# 7 &( !olt 17+2 C7'
9awab3 C 7 #. 1 C 7 &( !olt < + 2 C 7 + joule
Dalam Dalam rangk rangkai aian an tertu tertutu tup p pemasa pemasang ngan an !olt !oltme meter ter dan dan ampe amperem remet eter er dapat dapat dilaku dilakukan kan bersam bersama-sa a-sama. ma. #oltmeter ltmeter dipasan dipasang g paralel paralel terhada terhadap p hambat hambatan an dan amperemeter dipasang seri terhadap hambatan. Di laboratorium !olmeter dapat dibuat dari rangkaian basic mater dan multiplier, sedangkan ampere meter dapat di buat dari rangkaian basic meter dan shun. *aik shun maupun multiplier memiliki batas ukur. ;leh karena itu dalam pembacaan sekalanya perlu diperhatikan antara batas ukur dan pembacaan pada skala basic meter. *erikut ini cara menggunakan basic meter dan cara pembacaannya.
Dalam rangkaian listrik, !olt meter dipasang paralel terhadap alat listrik. 9ika !oltmeternya dengan menggunakan kombinasi basic meter dan multiplier, maka pembacaan hasil pengukurannya perlu memperhatikan sekala maksimum dan batas ukurnya. *atas ukur maksimumnya 7 &6 !olt Sekala maksimumnya 7 )6 !olt
4enguk 4engukura uran n dengan dengan menggu menggunak nakan an basic basic mater mater dan multip multiplier lier yang yang memili memiliki ki spesifikasi sebagai berikut3 2ontoh, *atas ukur multiplier adalah &( !olt, skala maksimum basik meter adalah &(6 !olt, jika jarum pada saat digunakan menunjukkan angka +6, maka hitunglah besrnya tegangan listrik yang terukur Diketahui3
6
*atas ukur 3 &( !olt Skala maksimum 3 &(6 !olt 4embacaan skala 7 +6
9awab3 asil pengukuran 7 &(8&(6$ < +6 !olt 7 6,& < +6 !olt 7 + !olt
2.3 HU$UM 'HM
ukum ;hm merupakan hukum dasar dalam rangkaian elektronik. ukum ;hm menjela menjelaskan skan hubung hubungan an antara antara tegang tegangan, an, kuat kuat arus arus dan hambat hambatan an listrik listrik dalam dalam rangkaian.
*esarnya tegangan listrik dalam sebuah rangkaian sebanding dengan kuat arus listrik. listrik. 4ernyataan ini di kenal sebagai hukum ;hm. al ini menyatakan menyatakan bahwa tegangan listrik dalam rangkaian akan bertambah jika arus yang mengalir dalam rangka rangkaian ian bertam bertambah bah.. ubung ubungan an terseb tersebut ut dapat dapat di tulisk tuliskan an dalam dalam persam persamaan aan matematika.
# E 0 atau
# 7 @ 0 ukum ;hm$
@ adalah konstanta yang disebut hambatan penghantar, satuannya adalah ohm C$ 2ont 2ontoh oh,, %rus %rus listr listrik ik sebesa sebesarr ( % meng mengali alirr dalam dalam rang rangka kaian ian yang yang memi memilik likii hambatan sebesar ( ohm, hitunglah besarnya beda potensial antara ujung-ujung hambatan tersebut.
Diketahui3
7
07(% @ 7 ( ohm #7' 9awab3 # 7 0 < @ # 7 ( % < ( ohm # 7 + !olt
9ika dalam hambatan @ mengalir arus listrik 0, maka antara ujung-ujung hambatan timbul beda potensial #. # 7 0@ 9ika diantara ujung-ujung hambatan @ terdapat beda potensial #, maka dalam hambatan pasti mengalir arus listrik 0 0 7 #8@ 9ika 9ika arus arus listrik listrik 0 mengal mengalir ir dalam dalam suatu suatu pengha penghanta ntarr dan antara antara ujungujung-uju ujung ng penghantar muncul beda potensial #, maka dalam penghantar tersebut terdapat hambatan.
@ 7 #80
2.( HU$UM $IR)H'"" 2.(.1 Hukum $!r*h+,, I
Dalam alirannya, arus listrik juga mengalami cabang-cabang. etika arus listrik melalui percabangan tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang ca bang tersebut. terse but. *ila hambatan pada cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut arus listriknya besar. ukum 0 irchoff berbunyi3
8
#umah kuat arus istrik yang masuk ke suatu titik simpu sama dengan $umah kuat arus istrik yang keuar dari titik simpu tersebut! ukum 0 irchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik. ukum 0 irchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai3
2.(.2 Hukum $!r*h+,, II
4ema 4emakai kaian an uku ukum m 00 irch irchho hoff ff pada pada rang rangkai kaian an tertu tertutu tup p yaitu yaitu kare karena na ada ada rangkaian rangkaian yang tidak dapat disederhanak disederhanakan an menggunaka menggunakan n kombinasi kombinasi seri dan paralel. mumnya ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut. 9adi ukum 00 irchhoff merupakan solusi bagi rangkaian-rangkaian tersebut yang berbunyi3 %i daam sebuah rangkaian tertutup, $umah a$abar gaya gerak istrik & F & F ' dengan penurunan tegangan &I(' sama dengan no! ukum irchoff 00 dirumuskan sebagai berikut3
9
2.- $UAT ARU LITRI$
%liran %liran listrik listrik ditimb ditimbulk ulkan an oleh oleh muatan muatan listrik listrik yang yang berger bergerak ak di dalam dalam suatu suatu penghantar. %rah arus listrik 0$ yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron. /uatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut s ebagai kuat arus listrik. 9adi 9 adi kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. 9ika dalam waktu t mengalir muatan listrik sebesar Q, maka kuat arus listrik 0 adalah3
para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. 9adi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.
2. BEDA P'TENIAL ATAU TE&AN&AN LITRI$ /0
Berjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub kutub negati negatiff ke kutub kutub positif positif,, diseba disebabka bkan n oleh oleh adanya adanya beda beda potens potensial ial antara antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif. *eda potensial antara kutub positif dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup disebut tegangan jepit.
10
2. HUBUN&AN ANTARA $UAT ARU LITRI$ /I DAN TE&AN&AN LITRI$ /0
ubungan antara # dan 0 pertama kali ditemukan oleh seorang guru Gisika berasal dari 9erman yang bernama Heorge Simon ;hm. Dan lebih dikenal sebagai hukum ;hm yang berbunyi3 )esar kuat arus istrik
daam suatu penghantar berbanding angsung
deng dengan an beda beda pote potens nsia ia &*' &*' anta antara ra u$un u$ung+u g+u$u $ung ng peng pengha hant ntar ar asa asaka kan n suhu suhu penghantar tetap. tetap. asil bagi antara beda potensial #$ dengan kuat arus 0$ dinamakan hambatan listrik atau resistansi @$ dengan satuan ohm.
2. HUBUN&AN ANTARA HAMBATAN $A4AT DEN&AN 5ENI $A4AT DAN U$URAN $A4AT
ambatan atau resistansi berguna untuk mengatur besarnya kuat arus listrik yang mengal mengalir ir melalu melaluii suatu suatu rangka rangkaian ian listrik listrik.. Dalam Dalam radio radio dan tele!i tele!isi, si, resistan resistansi si berguna untuk menjaga kuat arus dan tegangan pada nilai tertentu dengan tujuan agar komponen-komponen listrik lainnya dapat berfungsi dengan baik. ntuk ntuk berbag berbagai ai jenis jenis kawat, kawat, panjang panjang kawat kawat dan penamp penampang ang berbed berbedaa terdapa terdapatt hubungan sebagai berikut3
11
2.6 ENER&I LITRI$
arena I 7 0 . t, dimana 0 adalah kuat arus listrik dan t waktu, maka besar usaha yang dilakukan adalah3 C7#.0.t arena # 7 0 . @, maka besar usaha C yang sama dengan energi listrik adalah
2.17 DA8A LITRI$
*esar Daya listrik 4$ pada suatu alat listrik adalah merupakan besar energi listrik C$ yang muncul tiap satuan waktu t$, kita tuliskan.
12
BAB III PENUTUP
3.1 $es!m#ulan
a. %rus searah atau direct current D2$ adalah aliran elektro d a r i s u a t u t i t i k y a n g e n e r g i p ot ot en en si si al a l ny n y a t i ng ng gi gi k e t it it ik ik l a in in y an an g energi potensialnya lebih rendah. b. %rus %r us s e ar a h du l u di an gg a p s eb ag a i a r us po s i ti f ya ng me n ga l i r da r i uj ung un g pos it if su mber mb er arus arus listr listrik ik ke ujung ujung negatif negatifnya nya..
3.2 aran
Setelah pembuatan makalah ini selesai, penulis memberikan saran agar meni mening ngka katk tkan an sumb sumber er daya daya alam alam agar agar meni mening ngka katk tkan an kine kinerja rja siste sistema mati tika ka elektronika yang berkaitan dengan sistem digitan dan analog, maupun rangkaianrangkaiannya.
13
DA"TAR PUTA$A
http//www!eektronika-23!"om/a"+dan+d http//www!eektronika-23!"om/a"+dan+d"/ "/ http//sapoean!wordpress!"om/istrik+ http//sapoean!wordpress!"om/istrik+ arus+searah+d"/ http//kakeko!wordpress!"om/200./http//kakeko!wordpress!"om/200./--/20/kon -/20/konsep+dasar+ sep+dasar+ eektronika+pada+arus+searah+d"/ http//id!wikipedia!org/w http//id!wikipedia!org/wiki/Arussearahhttp// iki/Arussearahhttp// www!miung!"om/20-3/0/pengertian+arus+istrik+a"+dan+ d"!htmhttp//mohshoehafifistrik-!bogspot!"om/
14
