LISTRIK DINAMIS
Listrik Dinamis adalah listrik
yang dapat bergerak. cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis adalah
muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik adalah
coulumb dan satuan waktu adalah detik. kuat arus pada rangkaian
bercabang sama dengan kuata arus yang masuk sama dengan kuat arus yang
keluar. sedangkan pada rangkaian seri kuat arus tetap sama disetiap
ujung-ujung hambatan. Sebaliknya tegangan berbeda pada hambatan. pada
rangkaian seri tegangan sangat tergantung pada hambatan, tetapi pada
rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. semua itu
telah dikemukakan oleh hukum kirchoff yang berbunyi "jumlah kuat arus
listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar".
berdasarkan hukum ohm dapat disimpulkan cara mengukur tegangan listrik
adalah kuat arus × hambatan. Hambatan nilainya selalu sama karena
tegangan sebanding dengan kuat arus. tegangan memiliki satuan volt(V)
dan kuat arus adalah ampere (A) serta hambatan adalah ohm.
Hukum Ohm
Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat
listrik. tetapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya alat
listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik,
tegangan, dan hambatan dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada
suatu saluran. Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus
listrik, tegangan. dan hambatan adalah
Georg Simon Ohm (1787-1854) seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.
Setiap
arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan.
Jika hambatan listrik dilambangkan dengan R. beda potensial V, dan kuat
arus I, hubungan antara R, V, dan I secara matematis dapat ditulis:
Sebuah penghantar dikatakan mempunyai nilai hambatan 1 Ω jika
tegangan 1 V di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik
sebesar 1 A melalui konduktor itu. Data-data percobaan hukum Ohm dapat
ditampilkan dalam bentuk grafik seperti gambar di samping. Pada
pelajaran Matematika telah diketahui bahwa kemiringan garis merupakan
hasil bagi nilai-nilai pada sumbu vertikal (ordinat) oleh nilai-nilai
yang bersesuaian pada sumbu horizontal (absis). Berdasarkan grafik,
kemiringan garis adalah α = V/T Kemiringan ini tidak lain adalah nilai
hambatan (R). Makin besar kemiringan berarti hambatan (R) makin besar.
Artinya, jika ada suatu bahan dengan kemiringan grafik besar. bahan
tersebut makin sulit dilewati arus listrik. Komponen yang khusus dibuat
untuk menghambat arus listrik disebut resistor (pengharnbat). Sebuah
resistor dapat dibuat agar mempunyai nilai hambatan tertentu. Jika
dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi
kuat arus. Namun, jika dipasang pada rangkaian yang
rumit, seperti
radio, televisi, dan komputer, resistor dapat berfungsi sebagai pengatur
kuat arus. Dengan demikian, komponen-komponen dalam rangkaian itu dapat
berfungsi dengan baik. Resistor sederhana dapat dibuat dari bahan
nikrom (campuran antara nikel, besi. krom, dan karbon). Selain itu,
resistor juga dapat dibuat dari bahan karbon. Nilai hambatan suatu
resistor dapat diukur secara langsung dengan ohmmeter. Biasanya,
ohmmeter dipasang hersama-sama dengan amperemeter dan voltmeter dalam
satu perangkat yang disebut multimeter. Selain dengan ohmmeter, nilai
hambatan resistor dapat diukur secara tidak langsung dengan metode
amperemeter voltmeter.
Hambatan Kawat Penghantar
Berdasarkan percobaan di atas. dapat disimpulkan bahwa besar hambatan
suatu kawat penghantar 1. Sebanding dengan panjang kawat penghantar.
artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, 2. Bergantung
pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan 3.
berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil
luas penampang, makin besar hambatannya. Jika panjang kawat dilambangkan
ℓ, hambatan jenis ρ, dan luas penampang kawat A. Secara matematis,
besar hambatan kawat dapat ditulis :
Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda
potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui
penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat
arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang
sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang.
Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang
penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.
Hukum Kirchoff
Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat kita pandang sebagai
aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap
tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik.
Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama
dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.
Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena
dikemukakan pertama kali oleh Kirchhoff.
Maka diperoleh persamaan :
I1 + I2 = I3 + I4 + I5
I masuk = I keluar
Rangkaian Hambatan
Berdasarkan hukum Ohm: V = IR, pada hambatan R
1 terdapat teganganV
1 =IR
1 dan pada hambatan R
2 terdapat tegangan V
2 = IR
2. Karena arus listrik mengalir melalui hambatan R
1 dan hambatan R
2, tegangan totalnya adalah V
AC = IR
1 + IR
2.
Mengingat
VAC merupakan tegangan total dan kuat arus listrik yang mengalir pada
rangkaian seperti di atas (rangkaian tak bercabang) di setiap titik sama
maka
V
AC = IR
1 + IR
2I R
1 = I(R
1 + R
2)
R
1 = R
1 + R
2 ; R
1 = hambatan total
Rangkaian seperti di atas disebut rangkaian seri. Selanjutnya, R
1 ditulis R
s (R seri) sehingga R
s = R
1 + R
2 +...+R
n,
dengan n = jumlah resistor. Jadi, jika beberapa buah hambatan dirangkai
secara seri, nilai hambatannya bertambah besar. Akibatnya, kuat arus
yang mengalir makin kecil. Hal inilah yang menyebabkan nyala lampu
menjadi kurang terang (agak redup) jika dirangkai secara seri. Makin
banyak lampu yang dirangkai secara seri, nyalanya makin redup. Jika satu
lampu mati (putus), lampu yang lain padam.
Mengingat hukum Ohm: I = V/R dan I = I
1+ I
2, maka
Pada rangkaian seperti di atas (rangkaian bercabang), V
AB =V
1 = V
2 = V. Dengan demikian, diperoleh persamaan
Rangkaian yang menghasilkan persamaan seperti di atas disebut rangkaian paralel. Oleh karena itu, selanjutnya R
t ditulis R
p (R
p = R
paralel). Dengan demikian, diperoleh persamaan