1. Kuat Arus Listrik
kuat arus listrik adalah jumlah muatan
listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. Arah
arus listrik (I) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah
gerak elektron.
I = Kuat arus listrik yang mengalir (A)
Q = Muatan listrik (C)
t = Waktu (s)
Contoh soal :
Jika sebuah kawat penghantar listrik
dialiri muatan listrik sebesar 360 C dalam waktu 1 menit, maka berapa
besarnya arus yang mengalir ?
Diketahui: Q = 360 C
t = 1 menit = 60 s
Maka kuat arus listrik ( I ) adalah ….
Hubungan Muatan Listrik dengan Muatan Elektron
Muatan juga dapat menunjukkan banyaknya elektron yang mengalir, muatan
elektron ini sering disebut sebagai "e". Besarnya e = - 1,6 . 10-19 C, sehingga banyaknya elektron (n) dapat dirumuskan :
Tambahan :
bila diketahui grafik arus terhadap waktu ( I-t ) maka besar muatan = luas bidang di bawah grafik.
Kuat arus ( I ) juga dapat didefinisikan sebagai jumlah muatan yang lewat penampang dalam satu satuan waktu :
Keterangan :
I = arus listrik (A)
A = luas penampang (m2)
v = kecepatan elektron (m/s)
Q = muatan listrik (C)
n = banyaknya elektron/partikel per satuan volume (m-1)
e = muatan elektron (C) = - 1,6 . 10-19 C (hafalan)
misalnya :
Dalam suatu berkas elektron, terdapat 5.106 elektron per
sentimeter kubik. Misalkan energi kinetik masing-masing elektron sebesar
10 keV dan berkas berbentuk silinder dengan diameter 1 mm.
(a). berapakah kecepatan elektron?,
(b). carilah arus berkas elektron?
Diketahui :
Ek = 10 keV = 10 kilo x 1,6 . 10
-19 = 10
4.1,6 . 10
-19 = 1,6 . 10
-15 V
massa elektron = 9,1 x 10
-31 kg (hafalan)
.gif)
A = luas penampang lingkaran
r = diameter/2 = 1 mm/2 = 0,5 mm = 5.10-5
maka A = 3,14.(5.10
-5)
2 = 78,5 . 10
-10
n = 5 . 10
6 cm
3 = 5 m
3
Jawab :
.gif)
2. Beda Potensial atau Tegangan Listrik (V)
Keterangan :
V = beda potensial (V)
I = kuat arus (A)
R = hambatan (ohm)
3. Hambatan Listrik
dari persamaan beda potensial kita dapat mencari besarnya hambatan listrik :
Hambatan Jenis
Besarnya nilai hambatan suatu penghantar berbeda-beda tergantung pada
jenis bahan yang digunakan, selain itu besarnya hambatan juga
dipengaruhi oleh panjang penghantar dan luas penampangnya.
Keterangan :
l = panjang penghantar (m)
A = luas penampang (m
2)
pada umumnya penampang kawat berbentuk lingkaran sehingga :
Perbandingan hambatan dua kawat penghantar
dalam perbandingan, yang kita bandingkan adalah bagian yang berbeda saja. coba perhatikan rumus perbandingan di bawah ini :
Coba kalian perhatikan perbandingan
rumus di atas.....panjang penghantar (l) berbanding lurus dengan
hambatan maka bentuk perbandingannnya = l1/L2 sedangkan luas (A) berbainding terbalik dengan hambatan maka bentuk perbandingannya A2/A1.
dari
rumus perbandingan di atas bila kawat penghantar dibuat dari bahan yang
sama maka hambatan jenisnya pun sama, sehingga rumus perbandingannya
menjadi :
Kadang-kadang perbedaan luas
tidak diketahui secara langsung, namun diketahui perbedaan jari-jarinya
(dengan asumsi penampang penghantar berbentuk lingkaran) maka rumus
perbandingannya menjadi (pada jenis kawat yang sama) :
sangat PENTING untuk difahami.... :
dalam luas lingkaran, jari-jarinya dikuadratkan.....sehingga bila
perbandungan luas kita ganti menjadi perbandingan jari-jari bentuk
kuadratnya juga ikut dalam perbandingan.
Pengaruh suhu terhadap hambatan :
bila suhu suatu hambatan dalam penghantar meningkat maka besarnya akan berubah.
keterangan :
R
o = hambatan mula-mula sebelum kenaikan suhu
.gif)
= koefisien suhu hambatan jenis
= perubahan suhu = suhu akhir - suhu awal
4. Susunan Rangkaian Listrik
a. Susunan Seri
Hambatan Seri (Rs)
Kuat Arus dalam Rangkaian Seri
.gif)
Beda Potensial dalam Hambatan Seri
Beda potensial Total dalam Rangkaian Seri
b. Susunan Paralel
Hambatan Paralel (Rp)
.gif)
Kuat Arus Total dalam Rangkaian Paralel
.gif)
Kuat Arus dalam Percabangan Rangkaian Paralel
Beda Potensial dalam Percabangan Rangkaian Paralel
Beda Potensial Total dalam Rangkaian Paralel
.gif)
.gif)
Pada Prinsipnya dalam rangkaian seri :
- hambatan total merupakan hasil penjumlahan tiap-tiap hambatan serinya,
- kuat arus dalam tiap-tiap hambatannya tetap dan besar kuat arus setiap hambatan sama dengan kuat arus totalnya,
- beda potensial/tegangan tiap-tiap hambatannya berbeda-beda dan hasil penjumlahan tegangan tiap-tiap hambatannya sama dengan tegangan totalnya.
Pada Prinsipnya dalam rangkaian paralel :
- seper hambatan paralel merupakan hasil penjumlahan seper tiap-tiap hambatan paralelnya
- kuat arus dalam percabangannya berbeda-beda dan perbandingan
kuat arus tiap-tiap percabangan berbanding terbalik dengan perbandingan
hambatan tiap-tiap percabangannya serta hasil penjumlahan kuat arus
tiap-tiap percabangannya sama dengan kuat arus totalnya.
- beda potensial/tegangan tiap-tiap percabangannya tetap dan besar tegangan setiap percabangan sama dengan tegangan totalnya.
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
.gif)
