Listrik Dinamis

Ringkasan yahud nan fantastis Listrik Dinamis SMA kelas 10-12 oleh MejaKita.

Kuat Arus Listrik

  • Kuat Arus Listrik
  • Seberapa banyak muatan listrik yang mengalir melalui penampang suatu penghantar / satuan waktu. Rumusnya gini doang!

 

\(I = \frac{Q}{t}\)

  • Dimana:
  • I = kuat arus (Ampere, A)
  • Q = muatan (Coulomb, C)
  • t = waktu (sekon, s)

 

Untuk mencari Q:

\(Q = I \times t\)

Untuk mencari t:

\(t = \frac{Q}{I}\)

DISCLAIMER: 2 rumus terakhir ini JANGAN DIHAFAL! Cukup hafal rumus dasar yang pertama saja, lalu tinggal diputer-puter aja dengan cara perkalian & pembagian!

 

Beda Potensial

  • Potensial Listrik: jumlah muatan yang ada di dalam suatu benda. 
  • Potensial Listrik itu ada karena adanya dua (2) benda listrik yang potensial listriknya berbeda
  • Di suatu sirkuit, arus listrik itu hanya bisa mengalir apabila ada potensial listrik inI! Tahu enggak kenapa? Baca penjelasan berikut!
  • Bayangin aja potensial listrik itu kayak tinggi suatu dataran.
  • Air kalau dibiarin diem aja di lantai datar pasti ya diem aja, ya enggak?
  • Tapi kalau air disuruh ngalir dari tempat tinggi ke tempat rendah (semisal air terjun gitu), pasti ngalir deras kan?
  • Sama kayak potensial listrik di suatu sirkuit! Dimana mana, batere di suatu sirkuit itu ujung yang positif potensial listriknya positif (semisal 12V) lalu yang ujung satu lagi potensialnya biasanya nol (semisal 0V)!
  • Karena adanya perbedaan potensial listrik antara dua terminal batere ini, mengalirlah listrik dari satu ujung sirkuit ke yang lain!
  • Mentuf enggak penjelasan gue? HEHE adanya di MejaKita doang, Pak!
  • Nih rumusnya untuk Potensial Listrik!

\(V = \frac{W}{Q}\)

dimana

V = beda potensial (Voltase, V)

W = usaha atau energi (Energi, J)

Q = muatan listrik (Coulomb, C)

 

Untuk mencari W:

\(W = V \times Q\)

Untuk mencari Q:

\(Q = \frac{W}{V}\)

DISCLAIMER: 2 rumus terakhir ini JANGAN DIHAFAL! Cukup hafal rumus dasar yang pertama saja, lalu tinggal diputer-puter aja dengan cara perkalian & pembagian!

Hukum Ohm

  • Hukum Ohm: gampangannya itu rasio beda potensial antara 2 titik di suatu sirkuit dengan arus listrik yang mengalir melewati 2 titik tersebut, "dengan syarat suhunya konstan atau tetap"

\(R = \frac{V}{I}\)

dimana

R = hambatan listrik (Ohm, ?)

V = beda potensial atau tegangan (Voltase, V)

I = kuat arus listrik (Ampere, A)

Untuk mencari V:

\(V = I \times R\)

Untuk mencari I:

\(I = \frac{V}{R}\)

DISCLAIMER: 2 rumus terakhir ini JANGAN DIHAFAL! Cukup hafal rumus dasar yang pertama saja, lalu tinggal diputer-puter aja dengan cara perkalian & pembagian!

Hukum Kirchoff

Hukum Pertama Kirchoffgampangannya, arus yang masuk ke titik percabangan sama kuatnya dengana arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.

ΣImasuk = ΣIkeluar

Hukum Kedua Kirchoffgampangannya, total perubahan potensial yang mengitari suatu lintasan terututup di suatu rangkaian HARUS sama dengan nol (0)

ΣE = Σ(I x R)

dimana

E = ggl sumber arus(Volt, V)

I = kuat arus (Ampere, A)

R = hambatan (Ohm, Ω)

 

 

Rangkaian Hambatan Listrik

1. Rangkaian Hambatan SeriRangkaian yang disusun secara berurutan.

(a) Total Hambatan di Rangkaian Seri

\(R_t = R_1 + R_2 + R_3....+ R_n\)

(b) Total Arus Listrik di Rangkaian Seri

\(I_t = I_1 = I_2 = I_3....= I_n\)

(c) Total Tegangan di Rangkaian Seri

\(V_t = V_1 + V_2 + V_3....+ V_n\)

 

2. Rangkaian Hambatan ParalelRangkaian yang disusun secara berdampingan atau sejajar.

(a) Total Hambatan di Rangkaian Paralel

\(\frac {1}{R_t} = \frac {1}{R_1} + \frac {1}{R_2} + \frac {1}{R_3} .... +\frac {1}{Rn}\)

atau

\(R_t = (\frac {1}{R_1} + \frac {1}{R_2} + \frac {1}{R_3} .... +\frac {1}{Rn})^-1\)

(b) Total Arus Listrik di Rangkaian Paralel

\(I_t = I_1 + I_2 + I_3....+ I_n\)

(c) Total Tegangan di Rangkaian Paralel

\(V_t = V_1 = V_2 = V_3....= V_n\)

Alat Ukur Listrik

1. Amperemeter

  • Alat pengukur arus listrik. 
  • Harus selalu dipasang secara seri oleh resistor
  • Kalo enggak dipasang secara seri, arusnya enggak bisa keukur!
  • Kelipatan Batas Ukur Amperemeter:

n = Imaksimal baru  /  Imaks lama

  • Besar Hambatan Cabang (Paralel / Shunt) :

\(R_{s_h} = \frac {R_A}{n-1}\)

 

2. Voltmeter

  • Alat pengukur beda potensial listrik atau tegangan listrik
  • Harus selalu dipasang paralel seri oleh resistor
  • Kalo enggak dipasang secara paralel, beda potensialnya enggak bisa keukur!
  • Kelipatan Batas Ukur Voltmeter:

n = Vmaksimal baru  /  Vmaks lama

  • Besar Hambatan Cabang (Paralel / Shunt) :

\(R_{d} = (n-1) \times R_v\)

 

 

Simbol untuk Amperemeter dan Voltmeter 

Energi Listrik & Daya

Energi Listrik:

  • Unitnya Joule (J)
  • Dihasilkan dari sumber tegangan yang terpasang

\(W = V \times I \times t = I^2 \times R \times t = \frac {V^2 \times t}{R}\)

 

Daya Listrik:

  • Unitnya Watt (W)
  • Jumlah energi listrik per satuan waktu

\(P = \frac {W}{t} = I \times V = I^2 \times R = \frac {V^2}{R}\)

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal 1 (UN 2002)

Empat buah resistor masing-masing R1 = 3 ohm, R2 = 6 ohm, R3 = R4 = 12 ohm dirangkai paralel. Besar hambatan penggantinya adalah...

Pembahasan:

Rumus: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4

1/Rtotal = 8/12 = 2/3

Rtotal = 3/2 ohm

 

Contoh Soal 2 (UN 2003)

Solder listrik 50 watt, 220 volt dipasang pada jaringan listrik bertegangan 110 volt. Daya listrik yang digunakan solder adalah...

Pembahasan:

Rumus: P2 = (V2/V1)2 x P1

P2 = (110/220)2 x (50)

P2 = (1/4) x (50) = 12,5 watt

 

Contoh Soal 3 (UMPTN 2001)

Sebuah kawat penghantar yang dihubungkan dengan baterai 6V mengalir arus listrik sebesar 0,5A. Jika kawat dipotong menjadi dua bagian sama panjang dan dihubungkan paralel satu sama lain ke baterai maka arus yang mengalir sekarang adalah...

Pembahasan:

Pada saat kawat dipotong menjadi dua bagian, R2 = 1/2 R1

Ketika kedua hambatan tersebut dihubungkan paralel,

1/Rtotal = 2/R1 + 2/R1 = 4/R1

Rtotal = R1/4

Menurut persamaan V = iR2, maka antara arus dan hambatan berbanding balik menjadi:

ibaru/ilama = Rlama/Rbaru

ibaru/0,5 = 4

ibaru = 2A