1. Arus searah terjadi ketika muatan bergerak di dalam konduktor akibat adanya medan listrik. Arah arus searah sama dengan arah gerak muatan positif.
2. Hukum Ohm menyatakan hubungan antara arus, tegangan, dan hambatan pada konduktor. Arus proporsional dengan tegangan dan invers proporsional dengan hambatan.
3. Daya listrik ditentukan oleh hasil kali antara arus dan tegangan. Daya digunakan unt
1. Wiwit Widya Pangestika (201231063) |FISIKA LISTRIK dan MAGNET B
Arus Searah
Bila di dalam suatu konduktor diberi medan listrik, maka muatan positif akan
bergerak searah medan listrik dan muatan negative berlawanan dengan arah
medan listrik.
Arah muatan positif arah arus listrik.
atau
Satuan lain : 1 mA=10-3
A, 1µA = 10-6
A
Kuat arus persatuan luas penampang konduktor disebut rapat arus.
, J =rapat arus, A = luas
Jika di dalam konduktor diberi beda potensial maka di dalam konduktor akan
timbul medan listrik, sehingga :
J = .E =konstanta pembanding disebut konduktivitas
E= kuat medan listrik(N/C)
Hukum Ohm
Va Vb i
l
Beda potensil nya : Vab = Va – Vb, kuat medan listriknya E = V/l, maka
J = . E = . V/l
Dari persamaan J = i/A, maka ;
i = V =
V = i . R, R = = , = = resistivitas (hambatan jenis)
Besar tergantung dari jenis penghantar dan berubah terhadap
temperature.
2. Wiwit Widya Pangestika (201231063) |FISIKA LISTRIK dan MAGNET B
Grafik : v – i
V v
i i
Bahan bersifat ohmik Bahan tidak bersifat ohmik
Daya dan energy listrik
Atau i2
.R P : Daya listrik (watt)
U : energy listrik (Joule) atau kwh, 1 kwh = 3,6.106
J
Misal : Suatu lampu pijar bertuliskan 120V/150W artinya lampu tersebut
menggunakan daya 150 W bila dipasang pada beda potensial 120 V. filament
kawat terbuat dari bahan dengan resistivitas 6.10-5
m dengan luas
penampang 0,1 mm2
. Hitung:
a. Panjang filament
b. Arus yang melalui lampu jika dipasang ada tegangan 120 V
c. Arus dan daya pada lampu jika dipasang pada tegangan 60 V
Jawab : P=150 Watt, V=120 Volt, ρ=6.10-5
ohm.m, A=10-7
m2
l= ……, i = …….
a.
b.
c.
3. Wiwit Widya Pangestika (201231063) |FISIKA LISTRIK dan MAGNET B
RANGKAIAN ARUS SEARAH
- Rangkaian seri
R1 R2 R3
a b c d
V = , i = i1 = i2 = i3
- Rangkaian parallel
i1 R1
i i2 R2
a b
I3 R3
Misal :
R1 = 25 , R2 = 20 , R3 = 60 , R4 = 30 dan R5 = 10 , Jika V = 60
volt tentukan :
a. Hambatan total, arus total R1 R2
b. Beda potensial V1, V2, V3 , V4 dan V5
c. Arus pada masing-masing hambatan R3
d. energi total bila arus mengalir selama
20 menit R4 R5
i V
4. Wiwit Widya Pangestika (201231063) |FISIKA LISTRIK dan MAGNET B
(Jwb.: v1= 37,5 Volt , V2=V3=22,5Volt, V4=45 Volt, )
Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff I
Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik cabang sama dengan
jumlah arus yang meninggalkannya.
i1
i3
i2
Hukum Kirchoff II
Jumlah beda potensial yang melintasi seluruh elemen dalam suatu
loop adalah nol.
Atau
Misal :
atau
Pada loop I : ………………….1
Pada loop II : …………………………….2
………………….3
5. Wiwit Widya Pangestika (201231063) |FISIKA LISTRIK dan MAGNET B
Persamaan 1 dan 3 dapat diselesaikan dengan cara eliminasi/substitusi
dengan variable
Misal 1: E1,r1 R1
R1 = 8 , R2 = 10
E1 = 6 volt, r1 = 1 dan
E2 = 12 volt, r2 = 1
R2 E2,r2
Di Tanya : a. arus yang mengalir (besar dan arah)
b. tegangan vab dan vcd
c. jika va = 0, hitung vb, v5, dan vd
Misal 2 :
1. Dua buah muatan listrik terletak pada sumbu koordinat X, Y. masing-masing
q1=50 C di titik (-0.4m , 0) dan q2=40 C di titik (0.6m , 0). Hitunglah:
a. Kuat medan listrik di titik pusat koordinat
b. Besar usaha yang diperlukan untuk membawa muatan 10 C dari titik yang
sangat jauh ke titik pusat koordinat
2. Diketahui C1=8 F, C2=16 F, C3=8 F
dan
C4=18 F. titik A dan B dihubungkan
dengan beda potensial 30 Volt.
Hitunglah:
a. Kapasitas kapasitor total
b. Energi yang disimpan pada
kapasitas C1 dan C4
(a. 24 b. 2025, 8100 )
3. Hitunglah kuat arus (besar dan arah) yang mengalir pada masing-masing cabang
kawat dalam rangkaian berikut ini.
R1 = 8 , R2 = 10 , R3 = 6
R1 E2,r2 E1 = 6V, r1 = 1 dan E2 = 12 V, r2 =
1
E1,r1 R2 R3
( Jwb. i1=0,19 A, i2=0,70 A i3 =0,89 A )
BA C1
C2
C3
C4