LISTRIK DINAMIS

LISTRIK DINAMIS

1.      Pengertian Arus Listrik

Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang melewati kawat penghantar tiap satuan waktu. Arah arus listrik searah dengan arah gerak muatan positip dan banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penghantar setiap satu satuan waktu, biasa disebut kuat arus dapat ditulis dengan persamaan :

Q = Jumlah muatan (Coulomb)

t = Lamanya muatan mengalir (detik)

I = Kuat arus listrik (ampere)

V = Tegangan arus listrik (volt)

R = Hambatan arus listrik (Ω atau ohm)

2.      Hukum Ohm

Perhatikan rangkaian berikut :

Dalam rangkaian tertutup, arus yang mengalir ditimbulkan oleh sumber tegangan. Semakin besar sumber tegangan, semakin besar kuat arus listrik yang mengalir. Hubungan tegangan arus listrik dan kuat arus listrik tersebut pertama kali diselidiki oleh seorang ahli fisika dari jerman George Simon Ohm (1787 – 1854) dan dirumuskan sebagai hukum Ohm, yaitu; Besar kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar tersebut.

            Secara matematis ditulis sebagai berikut :

           

Tetapan k kemudian dinyatakan sebagai hambatan pemnghantar (resistor =R), sehingga persamaannya menjadi :

3.      Susunan Hambatan Listrik

4.      Hambatan Suatu Penghantar

Besar kecilnya hambatan suatu penghantar bergantung antara lain pada panjang kawat penghantar, luas penampang penghantar, dan jenis kawat penghantar yang dipakai. Jika ditulis dalam persamaan yaitu :

keterangan :

R = hambatan (ohm = Ω)

ρ = hambatan jenis kawat penghantar (ohm.m)

l = panjang penghantar (m)

A = luas penampang penghantar (m²)

Perubahan suhu juga akan mempengaruhi besarnya suatu hambatan.

keterangan :

Rt = Hambatan pada suhu ke-t (ohm)

Ro = Hambatan pada suhu awal (ohm)

α = koefisien muai panjang kawat

Δt = pertambahan suhu

5.      Hukum Kirchoff

Seorang ahli fisika Gustav Kichoff (1824 – 1887) mengemukakan aturan yang

berkaitan dengan cara menghitung kuat arus, beda potensial dua titik dalam rangkaian listrik. Aturan yang dikemukakan kirchoff tersebut dikenal dengan hukum Kirchoff.

a.      Hukum I Kirchoff

Hukum I Kirchoff, yang menyatakan;

Dalam suatu rangkaian bercabang, jumlah kuat arus yang masuk titik cabang

sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik cabang tersebut.

Secara matematis Hukum Kirchoff dapat ditulis :

b.      Hukum II Kirchoff

Gambar di atas adalah rangkaian tertutup yang disusun oleh beberapa sumber tegangan dan hambatan listrik. Pada rangkaian tersebut dapat kita buat satu loop. Untuk rangkaian tertutup dengan beberapa sumber tegangan dan hambatan, maka berlaku hukum II Kirchoff, yaitu :

Pada rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik (GGL) dengan jumlah aljabar dari penurunan tegangan (hasil kali kuat arus dan hambatan) adalah sama dengan nol. Bisa juga dinyatakan dalam persamaan yaitu :

• perjanjian Tanda :

- E dan I bernilai (+) jika searah loop yang dibuat,

- E dan I bernilai (–) jika berlawanan arah loop yang dibuat.

6.      Energi dan Daya Listrik

a.      Energi listrik (W) : usaha listrik untuk memindahkan muatan q melintasi beda potensial V.

b.      Daya listrik (P) : energi listrik yang terpakai dalam selang waktu tertentu.