LISTRIK DINAMIS

1. LISTRIK DINAMIS Drs. Agus Purnomo aguspurnomosite.blogspot.com

2. Listrik mengalir LISTRIK DINAMIS

3. Arus & teganganListrik • ArusListrik  banyaknya muatanlistrikyang mengalirmelalui kabel atau penghantar listrik lainnyatiap satuan waktu. Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.

4. Klik Menentukan arus listrik dan arus elektron. Arah arus listrik Arah elektron Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi

5. Klik Klik Klik Arus listrik analok dengan arus air Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah Arus listrik Apakah ketika terjadi aliran muatan listrik dari B ke A sampai muatan di B habis ? Konduktor A B Arus elektron Ketika benda A dan B memiliki jumlah dan jenis muatan muatan yang sama maka kedua benda dapat dikatakan telah memiliki potensial yang bagaimana ? Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial Kesimpulan Dua syarat apa yang harus dipenuhi agar arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian ?

6. Secaramatematisdinyatakansebagai: dQ= jumlahmuatanlistrik ( Coulomb ) dt = perubahanwaktu( detik ) I= Kuataruslistrik (Coulomb / detikatau Ampere)

7. n adalahpartikelpersatuan volume dan e muatantiappartikel dQ= n.e.V.A.dt Rapatarus(J) didefinisikansebagaikuataruspersatuanluas

8. Muatan Elektron muatan 1 elektron = -1,6021 x 10 10-19 Coulomb 1 Coulomb = -6,24 x 10 1018 18 elektron

9. SyaratTerjadinyaArusListrik Elektrondapatmengalirpadasuatu rangkaianjikaadabedapotensial. Tapijikarangkaiannyaterbukaelektron tetaptidakmengalirwalaupunadabeda potensial. Jadiaruslistrikdapatmengalirbila: • Rangkaianlistrikharustertutup • Harusadabedapotensialdidalamrangkaian.

10. Aruslistrikdidalamsuaturangkaianhanyadapatmengalirdidalamsuaturangkaiantertutup.Aruslistrikdidalamsuaturangkaianhanyadapatmengalirdidalamsuaturangkaiantertutup. Diagram Rangkaian

11. Beda potensialadalahdorongan yang menyebabkanelektron-elektronitumengalirdarisatutempatketempat lain. Arahaliranelektrondaripotensialrendah (kutub-) kepotensialtinggi(kutub+). Araharuslistrik (sesuaikonvensi) daripotensialtinggi (kutub+ ) kepotensialrendah ( kutub- ). Potensial tinggi Arus listrik Aliran elektron tegangan (beda potensial) Potensial rendah

12. Mengapa ada Arus Arus? • karenakarenaadaadamuatanmuatanyang yang bergerakbergerak • karenakarenaadaadakecepatankecepatanpadapadamuatanmuatan • karenakarenaadaadapercepatanpercepatanyang yang dialamidialamimuatanmuatan • karenakarenaadaadagayagaya(F=ma) • karenakarenaadaadamedanmedanlistriklistrik • bedabedapotensialpotensial(E=V/d) • bedabedamuatanmuatan • pemisahanpemisahanmuatanmuatanpositifpositifdengandenganmuatanmuatannegatifnegatif • Karena Karenaada ada kerja yang memisahkan muatan

13. Aliranmuatanlistrikdalamsuaturangkaiandapatdianalogikan (diumpakan) sepertialiran air.

14. Mana yang berbahaya, potensialatauarus? • Potensiallistrik (tegangan) adalahbesaran yang menyatakandoronganterhadapelektron-elektron agar dapatmengalir • Bumimemilikipotensiallistrik nol. • Beda potensialadalahbedanilaipotensialantaraduatitikberbedadalamsuaturangkaian • Jadiwalaupunantaraduatitikdidalamsuaturangkaianadapotensiallistrik, aruslistrikbelumtentumengalir. • Listriktidakmengalirbilapotensialkeduatitiksamadanlistrikbarumengalirbiladikeduatitikterdapatbedapotensial. • Jadi yang berbahayaadalaharuslistrik, bukanpotensiallistrik.

15. Jenis Arus LISTRIK • Arussearah(Direct Current/DC) • Arusyangmengalirdengannilaikonstan • Arusbolak-balik(AlternatingCurrent/AC) • Nilainyaberubah-ubahsecaraperiodik

16. Listrik arus searah atau DC (Direct Current) • Pada umumnya ini terjadi dalam sebuah konduktorseperti kabel, namun bisa juga terjadi dalam semikonduktor, isolator, atau juga vakum seperti halnya pancaranelektron atau pancaran ion. Dalam listrik arus searah, muatan listrik mengalir ke satu arah, berbeda dengan listrikarusbolak-balik (AC). • Istilah lama yang digunakan sebelum listrik arus searah adalah Arus galvanis.

17. Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di jaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik. Arus DC misalnya : Battery dan Accu

18. Arus bolak-balikatauac(alternating current) Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

19. Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audi yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.

20. Arus AC digunakan di rumah-rumahdan pabrik-pabrik, biasanyamenggunakan voltage 110 voltatau 220 volt

21. mengapa arus AC bisa menyengat sedangkan arus DC tidak?" seperti yang kita tahu bahwa arus AC (alternating current) itu arusnyaberubah ubah menurut fungsi waktu. Ketika kita menyentuhkabel yang beraruskan arus AC.Arusitu tentu akan melewati tubuh kitadan menjadikan diri kita sebagai hambatan, kondisi itu akan terjadiketika posisi tubuh kita sedang terGround. Nah karena arus yang berubah-ubah inilah yang membuat kita merasa tersengat. Hal ini dapat terjadikarena jantung kita mendapat suatu getaran yang lebih besardibandingkan getaran jantung itu sendiri, sehinggakita merasa tersengat.

22. Klik Klik Klik Klik Klik Beda Potensial Listrik Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah Definisi Beda potensial listrik Konduktor Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan Arus elektron A B Arus listrik Benda C Potensial rendah Benda D Potensial tinggi Konduktor V = Beda Potensial ( Volt ) W = Energi ( Joule ) Q = Muatan ( Coulomb ) Arus elektron D C Arus listrik 1 Volt = 1J/C Benda C Potensial rendah Benda D Potensial tinggi Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule. Konduktor Arus elektron F E Arus listrik

23. Tegangan ( voltage ). • Satuan tegangan listrik : volt. • Satu volt : tenaga listrik yang dibutuhkanuntuk menghasilkan intensitas listriksebesar 1 Ampere melalui sebuah konduktor (penghantar) yang memilikitahanan sebesar 1 Ohm. • Voltage rendah : arus listrik dengantegangan listrik kurang dari 1000 volt.

24. Cara mengukurkuararus • Alatinihanyadapatdigunakanuntukmengukurkuatarus DC saja. Kuatarus DC biasanyakecil. Karenaitualatinihanyamencantumkanangkapengukuransampai 500 mA. • Mengukurkuatarus DC dilakukandengancarasambunganseridenganalatpemakai, misalnyalampupijar. Saklarpenunjukdiarahkanpada DC mAdenganmemperhatikanbatasukur. Dipilihmisalnyaangka 25. • Disinikitamengukurdalamkeadaanhubunganterbuka. Karenaituputuskanhubungan. • Tempelkancolokmerahpadakutubpositip (+) dancolokhitam (-) padakutubnegatip (-). • Baca skala, jarummenunjukpadaangkaberapa. itulahhasilpengukurannya.

25. Mengukur kuat arus listrik • Alatuntukmengukurkuataruslistrikadalahamperemeteratau ammeter. • Amperemeterdisusunseridengankomponen yang akandiukurkuatarusnya.

26. 1 0 A -5 0 10 20 30 40 50 Klik Klik Klik Klik -10 0 20 40 60 80 100 5 A A A 1 A 100 m A Pengukuran Kuat arus listrik Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik Pemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri( tidak bercabang )

27. Klik Klik Klik 34 X 1 = 0,34 A 100 1 0 A -5 0 10 20 30 40 50 -10 0 20 40 60 80 100 5 A A 1 A 100 m A Cara membaca Amperemeter skala maksimum skala yang ditunjuk jarum skala batas ukur Nilai yang ditunjuk jarum x Batas ukur Nilai yang terukur = Nilai maksimum

28. Saklar dan Sekering Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus aliran arus listrik. Diagram Rangkaian

29. Sekering adalah alat untuk membatasi kuat arus listrik maksimum yang mengalir. ground arus sekering netral penjepit isolator

30. SumberTegangan • Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung – ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial. • Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda potensial disebut sumber tegangan atau sumber arus listrik. • Beberapa macam sumber tegangan antara lain :

31. Elemen Primer ( Sumbertegangan yang tidakdapat “diisiulang) 1. Elemen Volta, terdiridarikomponen : - + Batangtembaga Lempengseng Larutan asam sulfat encer Prinsip Kerja

32. 2. ElemenKering ( batubaterai ) Beda potensial = 1,5 V Prinsip Kerja

33. Elemen Sekunder( dapat “diisi” kembali )  Akkumulator (aki ) Bagian –bagian dari aki Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Pada saat akku diisi ulang terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia Prinsip Kerja

34. Mengukur Beda Potensial( tegangan listrik ) • Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter • Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya. Diagram Komponen

35. Mengukur arus listrik dan beda potensial voltmeter ammeter Diagram Rangkaian

36. Klik Klik V Pengukuran Beda Potensial 50 V -5 0 10 20 30 40 50 -10 0 20 40 60 80 100 10 V • Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan ) • Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar. V 1 V 100 m V

37. Klik -5 0 10 20 30 40 50 -10 0 20 40 60 80 100 v 1 0 V 5 V 1 V 100 m V Cara Membaca Voltmeter Skala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur Nilai yang terukur = ….

38. ALAT UKURAMPERMETER/GALVANOMETER Dipakai untuk mengukur kuat arus. Mempunyai hambatan yang sangat kecil. Dipasang seri dengan alat yang akan diukur. Untuk mengukur kuat arus yang sangat besar (melebihi batas ukurnya) dipasang tahanan SHUNT paralel dengan Amperemeter (alat Amperemeter dengan tahanan Shunt disebut AMMETER) • untuk mengukur arus yang kuat arusnya n x i Ampere harus dipasang Shunt sebesar :

39. ALAT UKUR VOLTMETER Dipakai untuk mengukur beda potensial. Mempunyai tahanan dalam yang sangat besar. Dipasang paralel dengan alat (kawat) yang hendak diukur potensialnya. Untuk mengukur beda potensial yang melebihi batas ukurnya, dipasang tahanan depan seri dengan Voltmeter. Untuk mengukur beda potensial n x batas ukur maksimumnya, harus dipasang tahanan depan (RV): Rv = ( n - 1 ) Rd

40. CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER Sebuah galvanometer denganhambatan 5 ohm dilengkapi shunt, agar dapatdiguna- kanuntukmengukurkuatarussebesar 50 A. pada 100 millivoltjarummenunjukkanskala maksimum. Berapabesarhambatan shunt tersebut ?

41. JAWABAN CONTOH SOALAMPERMETER/GALVANOMETER Rv i Rshunt

42. CONTOH SOALVOLTMETER Sebuah voltmeter yang mempunyaihambatan 1000 ohm dipergunakanuntukmengukurpo- tensialsampai 120 volt. Jikadayaukur volt- meter= = 6 volt. Berapabesarhambatan Multiplier agar pengukurandapatdilakukan ?

43. JAWABAN CONTOH SOALVOLTMETER Rv Rdepan

44. osiloskop Alatuntukmenunjukkanbentukpulsategangan v v Tegangansearah Teganganboakbalik

45. V=besartegangan (volt) Volt/div=tmbol volt/div padaosiloskop Frekuensitegangan: f=frekuensi (hertz) t=total waktu (s) Time/div=tombol time/div padaosiloskop

46. Hambatanlistrik Besarnya hambatan dari suatu konduktor dinyatakan dalam : Grafik hambat jenis lawan temperatur untuk suatu konduktor memenuhi hubungan : R(t) = R0 ( 1 + .t )  = koef suhu hambat jenis

47. Hambatan Kawat Penghantar Tahukah anda apakah kawat penghantar itu? Kawat penghantar adalah kawat yang biasa kita gunakan untuk menghantarkan listrik yang biasa kita sebut kabel Mana yang lebih baik, tembaga, besi atau perak sebagai kawat penghantar? Yang paling baik sebagai kawat penghantar adalah perak karena memiliki hambatan paling kecil.

48. Mengapa Tembaga? Mengapa kabel sebagai kawat penghantar listrik terbuat dari tembaga? Tembaga banyak diginakan sebagai kawat penghantar karena memiliki hambatan yang sangat kecil dan harganya murah daripada perak atau emas. Apakah jadinya jika kabel listrik terbuat dari emas atau perak?

49. Hambatan kawat penghantar Apa sajakah yang mempengaruhi besarnya hambatan suatu kawat penghantar? Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km? Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami. Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya

50. Panjang kawat dan Hambatannya Bila kita naik mobil, manakah yang lebih banyak hambatannya, berjalan sejauh 1 Km atau 10 Km? Tentu saja yang 10 Km, Semakin panjang perjalanan kita maka makin besar hambatan yang kita alami. Begitu juga dengan pejalanan listrik, semakin panjang kawat penghantar yang dilaluinya makin besar hambatan yang ia alami. Jadi, semakin panjang kawat penghantar semakin besar hambatannya