8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

1/16

DEPARTEMEN FISIKAINSTITUT PERTANIAN

BOGOR

Arus Listrik dan LingkarArus Searah1

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

2/16

Tujuan Tujuan Instruksional

Instruksional

DapatDapat menentukan menentukan

arusarus listriklistrik, , hambatan hambatan

listriklistrik, , energienergi listriklistrik, ,

dayadaya listriklistrik sertaserta dapatdapat

menggunakan menggunakan hukumhukumOhm Ohm dandan aturanaturan Kirchhoff

Kirchhoff padapada analisaanalisa

rangkaian rangkaian listriklistrik.

Pembatasan Pembatasan: :

ArusArus listriklistrik bersifat bersifat steady steady

dimana dimana besarbesar dandan arahnya

arahnya konstan konstan (arus(arus DC DC ) )

Rangkaian Rangkaian hanyahanya terdiriterdiri

atasatas komponen komponen resistor resistor2

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

3/16

Arus Arus Listrik ListrikDefinisi Definisi: : arusarus listriklistrik

adalahadalah jumlah jumlah total totalmuatanmuatan yang yang melewati melewati

suatusuatu lokasi lokasi per per satuansatuan

waktuwaktu.

Misalkan Misalkan jumlah jumlah muatanmuatan

Q yang Q yang melewati melewati area A areaA dalamdalam selangselang waktuwaktu t, ,

makamaka arusarus merupakan merupakan

perbandingan perbandingan antaraantara

muatanmuatan dandan waktuwaktu tersebut.

tersebut.

Satuan Satuan SI SI untuk untuk arus arus listriklistrik adalah adalah ampere ampere (A)(A).

1 1 A A = = 1 1 C/s C/s ( ( 1 1 C C muatan muatan yang

yang melewati melewati area area dalam dalam selang

selang waktu waktu 1 1 s)

s)

Arus Konvensional dinyatakan sebagai aliran Arus

Konvensional dinyatakan sebagai aliran yang

searah dengan pergerakan muatan yang searah

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

4/16

dengan pergerakan muatan positif. positif.

Pada konduktor logam seperti tembaga, arus

Pada konduktor logam seperti tembaga, arus

listrik merupakan pergerakan dari elektron listrik

merupakan pergerakan dari elektron (muatan negatif

). (muatan negatif ).

Q I

=

-

-

t+

+A

-

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

5/16

v3

+

+ + I

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

6/16

Contoh Contoh ::Jumlah Jumlah muatanmuatan yang yang

melewati melewati filamen filamen daridarilampulampu bolambolam dalamdalam 2.00 2.00 s s

adalahadalah 1,67 1,67 C. C. Tentukan Tentukan : :

(a) (a) arusarus listriklistrik padapada lampulampu

(b) (b) Jumlah Jumlah elektron elektron yang yang

melewati melewati filament filament dalamdalam 1 1

detikdetik.

SolusiSolusi : a.a.

b.b.

I

= Q

t = 1.67 2.00

C s

=

( )1

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

7/16

18

0.835

AN q

= N 1.60 10 -

19

C / electron =

0.835

C

N

=

1.60

10 0.835 -

9

C C /

e

le ctr o

n N = 5.22

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

8/16

10

electron

s4

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

9/16

Hambatan Hambatan Listrik

Listrik dan dan Hukum Hukum

Ohm OhmKetikaKetika tegangan tegangan listriklistrik (bedabeda

potensial) potensial ) diberikan diberikan padapada

ujungujung-pangkal pangkal konduktor konduktor

logamlogam makamaka didapatkan didapatkan arusarus

yang yang sebanding sebanding dengan dengantegangan tegangan yang yang diberikan. diberikan V

V

I

I V R

V I

I

=

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

10/16

Dengan satuan R : volt/ampere atau (ohm ohm ().).

5

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

11/16

Georg

Simon Ohm Hukum Hukum Ohm

Ohm (1787-1854)

V =IR R konstan dan tidak tergantung

terhadap V

I

V

Non-Linier atau

Linier atau Ohmic Material

Non-Ohmic MaterialI

V

Most metals, ceramics

Semiconductors e.g. diodes6

A

A

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

12/16

ContohContoh : :

Sebuah Sebuah setrikasetrika listriklistrik

menarik menarik arusarus 2A2A

ketikaketika dihubungkan dihubungkan

dengan dengan sumber sumber tegangan

tegangan 220220 V. V. Tentukan Tentukan

hambatan hambatan listriklistrik daridari

seterika seterika tersebut tersebut.7

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

13/16

Hambat Hambat jenis jenis

((Resistivity Resistivity) )Pergerakan Pergerakan elektron elektron

dalamdalam konduktor konduktor mengalami

mengalami hambatan hambatan oleholeh adanya

adanya tumbukan tumbukan dengan dengan

atomatom-atom atom didi dalamnya dalamnya.

NilaiNilai hambatan hambatan iniini akanakansebanding sebanding dengan dengan panjangl

panjang dandan berbanding berbanding terbalik

terbalik dengan dengan luasluas penampangA

penampang daridari konduktor. konduktor R

= l A

8

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

14/16

NilaiNilai hambat hambat jenisjenis tergantung

tergantung lingkungan lingkungan misalnya

misalnya temperatur temperatur. .

disebut temperature coefficient of resistivity.

Konstanta Konstanta kesebandingan

kesebandingan disebut disebut hambat hambat

jenisjenis bahanbahan (resistivity resistivity) )

dengan dengan satuansatuan m.m.

Konduktor Konduktor mempunyai mempunyaihambat hambat jenisjenis rendah rendah dandan

Insulator Insulator mempunyai mempunyai hambat

hambat jenisjenis tinggitinggi.

( = o 1

+ T -

T o

) Sehingga Sehingga untukuntuk konduktor konduktordengan dengan luasluas penampang penampang

tetaptetap berlaku berlaku :

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

15/16

R = R o 1

+ ( T -T o

) 9

8/3/2019 P11-Listrik Dinamik

16/16

Resistivity of various materials

Material Resistivity (10-8 m) Material Resistivity

(10-8 m)Silver 1.61 Bismuth 106.8 Copper 1.70 Plutonium 141.4

Gold 2.20 Graphite 1375 Aluminum 2.65 Germanium

4.6x107

Pure Silicon

3.5 Diamond 2.7x109

Calcium 3.91 Deionized

water

1.8x1013

Sodium 4.75 Iodine 1.3x1015 Tungsten 5.3 Phosphorus

1x1017 Brass 7.0 Quartz 1x1021 Uranium 30.0 Alumina

1x1022 Mercury 98.4 Sulfur 2x1023

1010