MATERI FISIKA : RANGKAIAN LISTRIK SEARAH

RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH

 

1. Pengertian Listrik
arus listrik yaitu aturan partikel – partikel bernuatan listrik
Syarat – Syarat Arus Listrik
a. adanya beda potensial antara kedua kutub
b. rangkaian tertutup
Tiga Hal Penting Tentang Arus Listrik
1. arah arus listrik mengikuti p[ergerakan muatan positif
2. arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah
3. arah arus listrik berlawanan dengan electron

2. Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik yaitu banyaknya muatan (+) yang berpindah pada satuan waktu dengan rumus:
I = q/t
Keterangan
I = Kuat arus listrik
Coulumb / ampere
Sekon
Q = banyaknya muatan listrik
T = waktu (sekon)

3. Hukum Ohm
Ditemukan oleh George Simon Ohm yang berbunyi:
“besarnya tegangan (V) pada komponen yang memenuhi hukum ohm sebanding dengan kuat arus listrik asalkan sehu di jaga /tutup” denga rumus:

V = I X R
Keterangan:
V = potensial Listrik (volt)
I = kuat arus listrik (ampere)
R = hambat kawat (ohm)

4. Hambatan Kawat
Hambatan suatu kawat adalah;
1. sebanding dengan hambat jenis kawat
2. sebanding dengan panjang kawat
3. sebanding terbalik dengan luas penampung kawat
dengan rumus:
R = . l
A
R = hambatan kawat (ohm) l = panjang kawat (m)
= hambatan jenis kawat (ohm.m) = luas penampung kawat (m2)
Bagaimana Arus, Tegangan, dan Tahanan / Resistansi pada suatu rangkaian listrik berhubungan? Rangkaian listrik terbentuk ketika jalur konduktif dibuat untuk memperbolehkan elektron bebas untuk bergerak secara berkelanjutan. Pergerakan elektron bebas secara berkelanjutan ini disebut sebagai Arus Listrik. Sedangkan gaya yang menyebabkan elektron mengalir dalam sebuah rangkaian listrik disebut Tegangan.
Elektron bebas yang mengalir melalui konduktor mendapat gesekan-gesekan yang menyebabkan terhambat-nya aliran elektron tersebut, gesekan-gesekan yang menghambat aliran elektron tersebut disebut sebagai Resistansi.
Hubungan antara arus, tegangan, dan resistansi dalam suatu rangkaian listrik ini ditemukan oleh seseorang berkebangsaan Jerman bernama Georg Simon Ohm. Prinsip yang ditemukan oleh Ohm bahwa jumlah arus listrik yang mengalir pada konduktor dalam suatu rangkaian berbanding lurus terhadap tegangan yang melewati-nya, pada temperatur berapapun. Ohm mengekspresikan temuan-nya tentang bagaimana hubungan antara arus, tegangan, dan resistansi dalam sebuah persamaan sederhana.

V = I x R

Dimana “V” merupakan tegangan listrik yang diukur dalam satuan Volt (V), “I” merupakan arus listrik yang diukur dalam satuan Ampere (A), dan “R” merupakan resistansi yang diukur dalam satuan Ohm (Ω). Agar dapat lebih mengerti bagaimana persamaan hukum Ohm bekerja, perhatikan contoh berikut.

Pada ilustrasi gambar rangkaian di atas diketahui bahwa rangkaian memiliki tegangan sebesar 12V dan resistansi beban sebesar 5Ω sedangkan arus listrik-nya tidak diketahui. Untuk mengetahui-nya gunakan persamaan hukum Ohm dengan sedikit modifikasi. Untuk mengetahui arus listrik jika tegangan dan resistansi-nya diketahui adalah.

I = V / R

• I = 12V / 5Ω
• I = 2.4 Ampere
• Jadi arus listrik yang mengalir pada rangkaian di atas adalah 2.4 Ampere.

Hukum Ohm sangat sederhana dan sangat berguna untuk menganalisa suatu rangkaian listrik. Untuk mempermudah menggunakan persamaan Ohm jika kita akan menggunakan persamaan tersebut bukan hanya untuk mencari tegangan, misal kita ingin mengetahui arus listrik atau nilai resistansi yang belum diketahui pada suatu rangkaian listrik, gunakan trik berikut dengan menyusun V, I, dan R dalam bentuk segitiga transposisi seperti diilustrasikan berikut ini.

Untuk mengetahui tegangan (V), pada segitiga persamaan Ohm di atas, “V” diberi warna biru yang berarti nilai yang dicari. Sedangkan arus (I) dan resistansi ® diberi warna hijau yang berarti solusi untuk mencari nilai “V”, karena posisi “I” dan “R” sejajar secara horizontal dalam segitiga tersebut yang memiliki arti I x R, jadi V = I x R.

Pada segitiga kedua digunakan untuk mencari nilai arus (I) ditandai dengan “I” diberi warna biru. Sedangkan tegangan “V” dan resistansi “R” diberi warna hijau yang berarti solusi untuk mencari nilai “I”. Posisi “V” dan “R” berada pada posisi vertikal sehingga memiliki arti V / R, jadi I = V / R.

Pada segitiga ketiga digunakan untuk mencari nilai resistansi ® yang ditandai dengan “R” diberi warna biru. Sedangkan tegangan “V” dan arus “I” diberi warna hijau yang berarti solusi untuk mencari nilai “R” dan posisi “V” dan “I” berada pada posisi vertikal sehingga memiliki arti V / I, jadi R = V / I.

Daya pada rangkaian listrik arus searah.

Power atau daya adalah berapa besar gaya yang dapat dilakukan dalam setiap waktu. Daya secara mekanik yang biasa digunakan di amerika adalah menggunakan horsepower. Daya listrik biasanya diberi satuan watt, dan bisa dihitung dengan persamaan P = IE. Daya listrik dihasilkan oleh tegangan dan arus. Horsepower dan watt adalah dua hal yang berbeda namun menjelaskan hal yang sama dalam menjelaskan persamaan fisika, dengan 1 horsepower setara dengan 747,5 watt. 

Beberapa bentuk persamaan daya atau biasa disebut dengan hukum joule P = IE , namun dengan persamaan tersebut untuk rangkaian DC kita bisa menghasilkan beberapa persamaan lagi apabila disatukan dengan persamaan pada hukum ohm. 

P =IE , hukum joule

E = IR , hukum ohm

 Maka akan diperoleh persamaan sbb;

P = IE, apabila E dimasukkan ke persamaan maka akan menghasilkan P = I  I R, atau akan menjadi P = I²R, 

Dan ketika pada hukum ohm apabila kita hanya mengetahui E dan R saja maka akan didapat persamaan. I = E/R, dan apa bila dimasukkan ke persamaan joule maka akan menjadi P = E/R.xE, atau sama dengan P = E²/R. 

Maka akan didapatkan persamaan hasil gabungan antara persamaan joule dan ohm menjadi P = I²R ; P = IE ; P = E²/R , dan untuk daya dengan satuan watt biasa diberi symbol W

TERIMAKASIH