Oleh :NOOR SJAHID, S.Si

FISIKA ITU MUDAH DAN ASYIIK…FISIKA ITU MUDAH DAN ASYIIK…

INDIKATOR

PENYUSUNMATERI

LATIHAN SOAL

EVALUASISK - KD

BERANDA

DAFTAR PUSTAKA

RANGKAIAN LISTRIK TERTUTUPχ

SK - KD

Merumuskan besaran-besaran listrik rangkaian tertutup sederhana (satu loop)

FISIKA ITU MUDAH DAN ASYIIK…MENU

χ

Menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi

KOMPETENSI DASAR

STANDAR KOMPETENSI

Indikator

Peserta didik dapat :• Memformulasikan besaran kuat arus dan

tegangan dalam rangkaian tertutup sederhana

• Memformulasikan besaran hambatan dalam rangkaian seri dan paralel

• Memformulasikan besaran tegangan dalam rangkaian tertutup sederhana dengan menggunakan hukum Kirchoff I dan II

FISIKA ITU MUDAH DAN ASYIIK…

χ

MENU

Materi

Arus Listrik

Tegangan Listrik

Hukum Kirchoff I

Hukum Kirchoff II

χ

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

• Pernahkah anda berpikir ?• Kenapa Lampu bisa menyala ?• Kenapa alat-alat listrik bisa bekerja ?

Jawabannya adalah

Karena alat-alat tersebut dialiri arus listrik.

χ

MENU

Bagaimana Lampu Bisa Menyala ?

Coba perhatikan lampu di rumah ? Bagaimana lampu bisa menyala? Apa yang menyebabkannya menyala ? Kenapa bisa dimatikan lagi?

χ

MENU

Arus Listrik Arus listrik adalah jumlah muatan yang mengalir (Q) dalam suatu rangkaian tiap satuan waktu/detik (t).

Arus listrik ditimbulkan oleh beda potensial antara dua kutub baterai yang Dihubungkan dengan suatu penghantar

Dalam penghantar arus listrik mengalami hambatan karena sifat resistansi dari penghantar

χ

Secara matematis dirumuskan tQI

MENU

HUKUM OHM

Menurut hukum Ohm, jika beda potensial besar, arus listrik yang timbul juga besar, namun jika hambatan penghantar besar arus listrik menjadi kecil

Secara matematis dirumuskan

IVR

Keterangan :R = hambatan komponen listrik (Ohm = Ω)V = tegangan antara dua kaki komponen (Volt = V)I = Kuat arus listrik yang mengalir ((Ampere = A)

χ

MENU

Arus listrik mengalir karena ada beda potensial antara ujung-ujung kawat penghantar.Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendahArus listrik ini disebut arus positip atau arus konvensional

ARUS KONVENSIONALχ

MENU

ARUS ELEKTRON

arus listrik adalah aliran elektron.Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi

χ

MENU

Arah Elektron dan Arah Arusarus elektron mengalir berlawanan dengan arus konvensional.Kedua arus ini sama besarnya, sehingga kita masih dapat menggunakan arus konvensional sebagai arus listrik.

χ

MENU

TEGANGAN BATERAI• Setiap baterai

mempunyai hambatan dalam

• Beda potensial AB: Potensial naik dihasilkan oleh sumber GGL, lalu berkurang (karena hambatan internal)

• Jadi, beda potensial terminal pada baterai V adalah

r

R

A

B C

D

V Ir EE adalah sebagai tegangan terminal ketika arus pada rangkaian nol)

χ

MENU

GGL (lanjutan)• Jika hambatan R

terhubungkan dengan baterai → tegangan terminal adalah sama dengan ujung-ujung resistor

r

R

A

B C

D,V Ir IR orIr IR

EE

χ

MENU

Arus rangkaian

arus yang melewati rangkaian adalah

IR r

E

r

RE

A

B C

D

χ

MENU

ab eq

abeq

V IR

VRI

Req

I

a

b

Rangkaian DC

• Dua prinsip dasar:- Kekekalan muatan - Kekekalan energi

• Hambatan Ekivalen

χ

MENU

1 21 2

eq

eq

V IR

IR IRVR R RI I

Rangkaian Seri

1 2I I I

1. Kekekalan muatan, akibatnya

1 2V IR IR 2. Kekekalan energi, akibatnya

1 2eqR R R

R 2

R 1

v 2

v 1+ +

+

_

_

_v i1

A B

C

I

Hambatan total

χ

MENU

Arah Arus Rangkaian Seri

Arus listrik mengalir pada rangkaian tertutup dari kutub positif menuju kutub negatif. Besar arus di setiap titik sama besar

χ

MENU

Silakan geser nilai R1, R2 dan R3. Apa yang terbaca pada tegangan V1, V2 ?

Simulasi Tegangan pada 2 Hambatan rangkaian Seri

χ

MENU

Simulasi Tegangan pada 3 Hambatan rangkaian Seri

• Silakan geser nilai R1, R2 dan R3. Apa yang terbaca pada tegangan V1, V2 dan V3 ?

χ

MENU

Arus listrik pada Hambatan seri

• Setiap hambatan dilewati oleh arus yang sama besar

χ

MENU

1 2

1 2 1 2

eq

eq

VIR

V VV V VIR R R R R

RANGKAIANPARALEL

1 2V V V

1. Beda potensial yang melewati R1 and R2 sama,

1 2I I I

2. Kekekalan muatan, akibatnya

1 2

1 1 1

eqR R R

I

I 2 I 1

R 2 R 1V

+

_

I

R e qV

+

_

A

atau 1 2

1 2eq

R RR

R R

χ

MENU

Hukum Kirchoff I

Arus yang masuk cabang sama dengan jumlah arus yang keluar cabang

χ

MENU

Arus percabangan

Jika hambatannya besar, arus yang mengalir kecil, dan sebaliknya.

χ

MENU

Simulasi 1

Silakan drag tombol R1 di samping. Lihat berapa nilai tegangan V1 nya.

χ

MENU

Simulasi 2

Silakan drag tombol R1 dan R2 di samping. Lihat berapa nilai tegangan V1 dan V2 nya.

χ

MENU

Simulasi 3χ

MENU

Kesimpulanχ

MENU

Hukum Kirchoff II

E,r

R1 R2 R3I I

χ

Pers. HK. Kirhhoff II:∑E + ∑IR =0-E + I (r+R1+R2+R3)= 0

MENU

Latihan Soal 1

Arus listrik yang mengalir melalui sebuah lampu adalah 0,1 A. Berapa banyak muatan yang mengalir melalui lampu tersebut dalam 10 sekon ?

A

B

C

1 C2 C3 C

D

E

4 C5 C

χ

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 1• Muatan yang mengalir dalam suatu komponen

sama dengan kuat arus listrik dikali selang waktunya

CsxIxtQ 2201,0

SOAL BERIKUTNYA

χ

Latihan Soal 2

Sebuah baterai 2 V dipasang dengan sebuah bola lampu. Arus listrik yang terukur 40 mA. Berapakah hambatan listrik bola lampu tersebut ?

A

B

C

10 Ω20 Ω30 Ω

D

E40 Ω50 Ω

χ

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 2

menurut hukum Ohm, hambatan suatu komponen adalah perbandingan antara tegangan dengan kuat arus listriknya

5010.402

3 AV

IVR

SOAL BERIKUTNYA

χ

Latihan Soal 3

Sebuah baterai mempunyai GGL ε = 6 V. Pada saat kedua kutub baterai dihubungkan singkat terjadi aliran arus listrik sebesar 3 A. Tentukan hambatan dalam baterai !

χ

A

B

C

1 Ω2 Ω3 Ω

D

E4 Ω5 Ω

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 3

Hubungan singkat berarti hambatan luar R sama dengan nol, sehingga kuat arus hanya dibatasi oleh hambatan dalam r.

ε, r

236

Ir

SOAL BERIKUTNYA

χ

Latihan Soal 4Sebuah baterai mempunyai GGL ε = 6 V. Pada saat kedua kutub baterai dihubungkan singkat terjadi aliran arus listrik sebesar 3 A. Tentukan hambatan dalam baterai ! Berapa tegangan jepit baterai pada saat baterai dihuungkan dengan hambatan luar 4 ?

A

B

C

1 V2 V3 V

D

E

4 V5 V

χ

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 4

236

Ir V

RrI

V 4

421

6

Rε, r

SOAL BERIKUTNYA

χ

LATIHAN SOAL 5

E,r

R1 R2 R3I I

Dari gambar di samping, tiga buah lampu yang meMiliki hambatan sbb: 50 ohm,30 ohm, dan 19 ohm. Ketiga lampu dihubungkanDengan accu 12 volt dan Hambatan dalam 1 ohm. kuat arusnya adalah….,

χ

A

B

C

0,12 A0,4 A0,6 A

D

E

1 A2 A

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 5

Pers. HK. Kirhhoff II:∑E + ∑IR =0-E + I (r+R1+R2+R3)= 0, Dari pers tersebut nilai I dapat Dihitung sebagai berikut:

Diket:R1= 50 ΩR2=30 ΩR3= 19 Ωr= 1 ΩE= 12 V Ditanya: arus I?

I = (E/(r+R1+R2+R3)) I= (12/(1+50+30+19)) I= (12/100) I=0,12 A

χ

LATIHAN SOAL 6

E,r

R1 R2 R3I I

Dari gambar di samping, tiga buah lampu yang meMiliki hambatan sbb: 50 ohm,30 ohm, dan 19 ohm. Ketiga lampu dihubungkanDengan accu 12 volt dan Hambatan dalam 1 ohm.Tegangan antara titik R1 nya adalah….

χ

A

B

C

1 V2 V3 V

D

E

4 V6 V

SALASALAHHULANG LAGI

BENABENARR

PEMBAHASAN

Solusi 6

Pers. HK. Kirhhoff II:∑E + ∑IR =0-E + I (r+R1+R2+R3)= 0, Dari pers tersebut nilai I dapat Dihitung sebagai berikut:

Diket:R1= 50 ΩR2=30 ΩR3= 19 Ωr= 1 ΩE= 12 V Ditanya:a. VI ?

a. I = (E/(r+R1+R2+R3)) I= (12/(1+50+30+19)) I= (12/100) I=0,12 A

b. V1= I x R1 = 0,12 x 50 = 6 V

χ

MENU

DAFTAR PUSTAKA

• Kanginan, Marthen. 2005. Seribu Pena Fisika SMA X Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

• Nugroho , Joko. 2005. Evaluasi mandiri Fisika SMA kelas X. Erlangga. Jakarta.

• Supiyanto.2004. Fisika SMA kelas X. Erlangga. jakarta

MENU

χ

Penyusun

Nama : Noor Sjahid, S.SiTTL : Semarang, 6 Desember 1981Jabatan : guru FisikaInstansi : SMA PU Al Bayan SukabumiAlmt instansi : RT 01/RW 01 Ds. Sekarawangi Kec.

Cibadak SukabumiNo. Telp.: (0266) 536 851Almt Rumah : RT 01/RW 01 Ds. Sekarawangi Kec.

Cibadak Sukabumi No HP. : 081386758960Email : noorsjahid@gmail.com MENU

χ