ardra.biz

Pengetian Arus Listrik. Arus listrik adalah aliran muatan -muatan listrik melalui suatu penghantar konduktor. Pada konduktor padat, aliran muatan yang terjadi adalah aliran elektron (yang bermuatan negatif).

Arah arus listrik disepakati sebagai arah gerakan muatan positif. Tetapi dalam konduktor logam, sebenarnya yang bergerak mengalir adalah muatan negatif yaitu electron. Dengan demikian Arah arus listrik pada konduktor padat adalah kebalikan atau berlawanan dari aliran elektron,

Aliran listrik terjadi karena elektron berpindah dari tempat yang potensialnya rendah ke tempat yang potensialnya tinggi. Meskipun arus listrik ditimbulkan oleh elektron, tetapi arah arus listrik berlawanan dengan arah gerak elektron. Elektron bergerak dari potensial rendah menuju potensial tinggi. Sebaliknya, arus listrik mengalir dari potensial tinggi menuju potensial rendah.

Konduktor dapat berupa padatan (misal: logam), cairan dan gas. Pada logam pembawa muatannya adalah elektron, sedangkan pembawa pada konduktor yang berupa gas dan cairan muatannya adalah ion positif dan ion negatif.

Arus ini bergerak dari potensial yang tinggi ke potensial rendah, atau dari kutub positif ke kutub negatif, atau dari anoda ke katoda.

Muatan listrik dapat berpindah ketika terdapat perbedaan potensial atau ada perbedaan tegangan listrik. Beda potensial dihasilkan oleh sumber listrik, seperti baterai atau akumulator dan lainnya. Sumber listrik memilki dua kutub, yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (–).

Sedangakan arus listrik hanya dapat mengalir dalam konduktor ketika Rangkaian listriknya tertutup dan adanya perbedaan potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik tersebut.

Kuat Arus Listrik

Banyaknya muatan Q yang mengalir melalui konduktor yang memiliki luas penampang A untuk tiap satuan waktu t disebut kuat arus listrik.

Rumus Kuat Arus Listrik

Secara matematis, kuat arus listrik dapat diformulasikan dengan rumus sebagai berikut

I= Q/ t

Dengan keterangan

I = kuat arus listrik (satuan ampere, A),

Q = muatan listrik (satuan coulomb, C) dan

t = waktu (satuan detik, s)

Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Pergengertian Satu Coulomb

Berdasarkan persamaan tersebut, dapat dikatakan bahwa satu coulomb adalah muatan listrik yang melewati sebuah titik dalam suatu penghantar dengan arus listrik satu ampere dan mengalir selama satu detik.

Satuan Kaut Arus Listrik

Satuan kuat arus listrik dinyatakan dalam ampere, dan dinotasikan dengan huruf kapital A. Satu ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar satu coulomb yang melewati penampang konduktor dalam satu detik (1 A = 1 C/s).

Karena yang mengalir pada konduktor padat adalah elektron, maka banyaknya muatan yang mengalir pada konduktor adalah sama dengan kelipatan dari muatan sebuah electron.

Muatan Elektron

Muatan eletron adalah

q_e = e =  – 1,6 × 10^–19 C.

tanda negatif (-) menunjukkan bahwa jenis muatannya adalah negative.

Jika pada konduktor tersebut mengalir sejumlah n buah elektron, maka total muatan yang mengalir pada konduktor tersebut adalah

Q = ne

Dengan demikian, Banyaknya  elektron (n) yang menghasilkan muatan 1 coulomb dapat dihitung sebagai berikut.

Q = n × besar muatan elektron

1 C = n × 1,6 × 10^-19 C

n = Q/ e

n = 1/(1,6 x 10^-19 C) sehingga

n = 6,25 × 10¹⁸

Jadi banyaknyak electron pada muatan satu coulomb adalah

1 C = 6,25 × 10¹⁸ elektron.

Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Sumber Tegangan Arus  Listrik

Agar listrik senantiasa dapat mengalir melalui suatu penghantar maka selalu diperlukan adanya beda potensial listrik antara dua titik pada penghantar tersebut.

Alat yang dapat menimbulkan perbedaan potensial listrik disebut sumber tegangan listrik (sumber listrik).

Sumber tegangan listrik dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu sumber tegangan arus bolak- balik AC dan sumber tegangan arus searah DC.

Sumber Tegangan Arus Searah

Sumber tegangan arus searah adalah sumber tegangan yang menghasilkan arus searah, yaitu sumber tegangan yang kutub positif dan negatifnya selalu tetap. Misalnya, elemen volta, elemen kering, accu, dan generator arus searah.

Sumber tegangan arus listrik secarah lebih dikenal dengan istilah sel listrik atau elemen listrik. Berdasarkan kemampuannya untuk dapat diisi ulang, sel- sel ini terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel primer dan sel sekunder.

Sel Primer

Sel primer adalah kelompok sumber arus listrik yang apabila telah habis digunakan, muatannya tidak dapat diisi kembali. Contoh Sel listrik yang termasuk sel primer adalah sel volta, baterai, dan sel Weston.

Sel Sekunder

Sel sekunder adalah sumber arus listrik yang dapat diisi ulang ketika muatannya telah habis. Hal ini disebabkan oleh sel elektrokimia yang menjadi penyusunnya tidak memerlukan penggantian bahan pereaksi meskipun telah mengeluarkan sejumlah energi melalui rangkaian-rangkaian luarnya. Contoh sel sekunder yang sering digunakan adalah akumulator (atau aki).

Sumber Tegangan Arus Bolak Balik

Sumber tegangan arus bolak balik adalah sumber tegangan yang menghasilkan arus bolak balik, yaitu sumber tegangan yang kutub positif dan negatifnya bergantiganti secara periodik. Misalnya generator arus bolak balik, dinamo sepeda, dan stop kontak arus bolak balik.

Beda Potensial

Potensial listrik adalah banyaknya muatan yang terdapat dalam suatu benda. Suatu benda dikatakan mempunyai potensial listrik lebih tinggi daripada benda lain, jika benda tersebut memiliki muatan positif lebih banyak daripada muatan positif benda lain.

Beda potensial listrik biasa disebut dengan tegangan yang timbul karena dua benda yang memiliki potensial listrik berbeda dihubungkan oleh suatu penghantar. Beda potensial ini berfungsi untuk mengalirkan muatan dari satu titik ke titik lainnya. Dengan demikian beda potensial merupakan Selisih potensial antara dua tempat dalam suatu penghantar.

Rumus Beda Potensial

Secara matematis beda potensial dapat diformulasikan dengan rumus sebagai berikut.

V = W/Q

Dengan Keterangan:

V = beda potensial (V)

W = usaha/energi (J)

Q = muatan listrik (C)

Dua buah titik dikatakan mempunyai beda potensial 1volt jika untuk memindahkan muatan listrik 1 coulomb dari titik berpotensial rendah ke titik yang berpotensial tinggi diperlukan energi 1 joule.

Contoh Soal Ujian Beda Potensial

Untuk memindahkan muatan 5 coulomb dari titik A ke B diperlukan usaha sebesar 20 joule. Tentukan beda potensial antara titik A dan B!

Diketahui :

 Q = 4 C

W = 20 J

Rumus Menentukan Beda Potensial

Beda potensial di antara dua titik dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:

V =W/Q

V = 20 J/5 C

V = 4 V

Jadi beda potensial antara titik A dan B adalah empat volt.

Contoh Soal Lainnya Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Gaya Gerak Listrik

Gaya gerak listrik (GGL) adalah Beda potensial antara kutub- kutub sumber arus listrik ketika sumber arus listrik tersebut tidak mengalirkan arus listrik.

Misal pada permukaan sebuah baterai tertulis label 1,5 V. Nilai 1,5 Volt menunjukkan besarnya ggl yang dapat dibangkitkan oleh baterai tersebut. Gaya gerak listrik ini dinotasikan dengan ε atau huruf kapital E.

Gambar dibawah menunjukkan rangkaian listrik dengan sumber arus listriknya adalah baterai. Baterai dihubungkan secara parallel dengan lampu dan voltmeter.

Ketika saklar pada posisi terbuka atau Off, maka rangkaian listrik pada posisi terputus. Artinya baterai tidak mengalirkan arus listrik pada rangkaian tersebut. Pada saat itu tegangan yang terbaca pada Voltmeter adalah tegangan baterai yaitu beda potensial Gaya Gerak Listrik.

Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Tegangan Jepit

Tegangan jepit adalah Beda potensial antara kutub- kutub sumber arus listrik ketika sumber arus listrik tersebut terbebani atau mengalirkan arus listrik.

Dengan menggunakan Gambar rangkaian listrik di atas. Ketika saklar pada posisi tertutup atau On, maka rangkaian listrik pada posisi terhubung. Artinya, baterai akan mengalirkan arus listrik pada rangkaian tersebut. Pada saat itu tegangan yang terbaca pada Voltmeter adalah tegangan yang bekerja pada lampu yaitu tegangan jepit.

Tegangan jepit menunjukkan tegangan yang terpakai oleh alat. Dalam hal ini tegangan yang dipakai untuk menyalakan lampu. Tegangan jepit ini dinotasikan dengan huruf kapital V.

Nilai tegangan jepit tergantung pada nilai hambatan bebannya. Makin besar nilai hambatan bahan makin kecil nilai tegangan jepitnya.

Rumus Tegangan Jepit

Hubungan antara GGL dengan tegangan jepit adalah:

V_jepit = ε – IR

dengan keterangan:

ε = E = gaya gerak listrik baterai, Volt

I = arus lsitrik yang mengalir pada rangkaian, A

R = hambatan pada beban (lampu). Ohm

Contoh Soal Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Alat Ukur Listrik

Beberapa alat ukur listrik yang umum digunakan diantaranya adalah Ampermeter, Voltmeter, Multimeter, Wattmeter, dan Ohmmerter.

Ampermeter Alat Ukur Listrik

Alat yang umum digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik adalah amperemeter.  Dalam gambar rangkaian listrik, Amperemeter biasanya dilambangkan atau dinotasikan dengan huruf kapital A.

Komponen dasar suatu amperemeter adalah galvanometer, yaitu suatu alat yang dapat mendeteksi arus kecil yang melaluinya. Galvanometer mempunyai hambatan yang sering disebut sebagai hambatan dalam galvanometer.

Idealnya, suatu amperemeter harus memiliki hambatan yang sangat kecil agar berkurangnya arus listrik dalam rangkaian listrik juga menjdi kecil.

Pengertian Fungsi Galvanometer

Galvanometer merupakan Bagian terpenting dalam amperemeter atau voltmeter yang berupa jarum penunjuk pada suatu skala tertentu. Penyimpangan jarum galvanometer sebanding dengan arus yang melewatinya.

Amperemeter harus dipasang seri dalam suatu rangkaian, arus listrik yang melewati suatu hambatan R (misal hambatan pada lampu pijar) adalah sama dengan arus listrik yang melewati amperemeter tersebut.

Cara Mengukur Kuat Arus Listrik

Rangakaian pengukuran kuat arus listrik dengan amperemeter ditunjukkan pada gambar, yaitu ampermeter disusun seri pada rangkaian listrik sehingga kuat arus yang mengalir melalui amperemeter sama dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar.

Cara memasang amperemeter pada rangkaian listrik adalah sebagai berikut.

1. Kutub positif sumber tegangan baterai dihubungkan dengan terminal positif pada amperemeter.
2. Kutub negative sumber tegangan baterai dihubungkan dengan terminal negatif pada amperemeter.

Pada saat sakelar dihubungkan yaitu pada posisi skelar ON makan rangkaian menjadi tertutup. Arus liistrik mengalir dari baterai ke ampermetar. Saat yang bersamaan lampu pijar akan menyala dan jarum pada amperemeter akan menyimpang dari angka nol bergerak ke kanan menjauh dari angka nol.

Nilai kuat arus yang mengalir ditentukan berdasarkan pada besar simpangan jarum penunjuk dari angka nol tersebut.

Ketika skelar dibuka yaitu pada posisi OFF, maka rangkaian menjadi terbuka dan arus listrik menjadi terputus. Lampu pijar akan padam dan jarum penunjuk pada amperemeter akan kembali menunju angka nol. Ini Artinya tidak ada aliran listrik pada rangkaian tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa arus listrik hanya akan mengalir ketika rangkaian listrik tersebut tertutup.

Voltmeter Alat Ukur Listrik

Alat yang digunakan untuk mengukur besarnya beda potensial listrik adalah voltemeter. Pada gambar rangkaian listrik Voltmeter sering dilambangkan atau dinotasikan dengan huruf kapital V. Satuan beda potensial listrik dalam satuan SI adalah volt dan diberi simbol  atau notasi V.

Voltmeter harus dipasang paralel dengan ujung- ujung hambatan misal hambatannya lampu pijar yang akan diukur beda potensialnya. Komponen dasar suatu voltmeter adalah galvanometer. Galvanometer mempunyai hambatan yang sering disebut sebagai hambatan dalam galvanometer.

Idealnya, suatu voltmeter harus memiliki hambatan dalam yang sangat besar daripada hambatan komponen yang diukur. Hal ini bertujuan agar berkurangnya arus listrik yang melewati hambatan dalam voltmeter juga menjadi kecil.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat, hambatan dalam voltmeter harus jauh lebih besar daripada hambatan komponen yang diukur.

Cara Mengukur Beda Potensial Arus Listrik

Rangakaian pengukuran beda potensial listrik dengan voltmeter ditunjukkan pada gambar, yaitu voltmeter disusun paralel dengan benda atau alat yang diukur beda potensialnya.

Hubungkan ujung yang potensialnya lebih tinggi ke kutub positif dan ujung yang memiliki potensial lebih rendah ke kutub negative.

Ohmmeter Alat Ukur Listrik.

Ohmmeter adalah alat ukur listrik yang digunkan untuk mengukur besarnya hambatan listrik. Satuan hambatan listrik dalam satuan SI adalah ohm atau diberi notasi atau lambag atau symbol Ω.

Wattmeter Alat Ukur Listrik

Wattmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur besarnya daya listrik. Satuan daya listrik dalam satuan SI adalah watt atau diberi lambang atau notasi atau simbol W.

Multimeter atau Multitester Alat Ukur Listrik.

Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang memiliki fungsi sebagai amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter. Secara umum, Multimeter yang ada saat ini terdapat dua jenis yaitu multitester analog dan multimeter digital.

Contoh Soal Ujian Kuat Arus Listrik

Arus listrik sebesar 5 A mengalir melalui seutas kawat penghantar selama 1,5 menit. Hitunglah banyaknya muatan listrik yang melalui kawat konduktor tersebut.

Diketahui:

I = 5 A

 t = 1,5 menit = 90 detik

Q = … ?

Rumus Menghitung Muatan Listrik Pada Kawat Konduktor:

Muatan listrik pada kawat dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus seperti berikut:

Q = I.t = (5A) (90 s) = 450 C

Jadi besar muatan listrik melewati kawat konduktor adalah 450 Coulomb

Contoh Soal Lainnya Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Pengertian dan Rumus Menghitung Energi Listrik

Energi listrik adalah energi yang mampu menggerakkan muatan muatan listrik pada suatu beda potensial tertentu. Energi yang diperlukan untuk mengalirkan muatan electron sebesar Q dari satu titik ke titik lain yang berbeda potensial V akan memenuhi persamaan rumus berikut:

W = QV.

Besarnya Q memenuhi rumus berikut

Q = I t.

Sehingga Energi listrik W dapat dihitung dengan rumus berikut

W = V I t

Dan jika disubstitusi dengan Hukum Ohm

V=IR

maka energi listrik adalah

W = I² R t

W = (V²/R) x t

Dengan  keterangan:

W = energi listrik yang diserap hambatan (joule)

V = beda potensial ujung-ujung hambatan (volt)

I = kuat arus yang mengalir pada hambatan (A)

t = waktu aliran (detik, s)

Contoh Soal Lainnya Dan Pembahasan Di Akhir Artikel,

Pengertian dan Rumus Menghitung Daya Listrik

Daya listrik merupakan besarnya energi yang mengalir atau diserap alat tiap detik. Definisi lain, daya listrik didefinisikan sebagai laju aliran energi. Daya listrik menunjukkan Besarnya energi setiap satuan waktu.

Secara matematis daya listrik dapat di tulis sebagai berikut.

P =W/t

P = V x I

P = V²/R

Keterangan:

P = daya listrik (W)

W = energi listrik (J)

V = tegangan listrik (V)

I = kuat arus listrik (A)

R= hambatan listrik ( Ohm )

Contoh Contoh Soal dan Pembahasan Materi Arus Listrik Dan Alat Ukur

1). Contoh Soal Perhitungan Rapat Arus Dan Muatan Listrik Kawat Konduktor

Arus listrik sebesar 2 A mengalir pada kawat penghantar yang memiliki luas penampang 5 mm² selama 4 menit.

a). Hitunglah banyaknya muatan listrik yang melalui kawat tersebut

b). Hitung rapat arus pada penampang kawat konduktor

Diketahui:

I = 2 A

t = 4 menit = 240 detik

A = 5 mm² = 5 x 10^-6 m²

Q = …

Rumus Menghitung Muatan Listrik Kawat Koduktor

Besarnya muatan konduktor yang dialiri arus listrik dapat dinyatakan dengan mengunakan rumus persamaan berikut:

Q = I.t

Q = (2A) (240 s)

Q = 480 C

Jadi muatan listrik yang mengalir pada kawat konduktor adalah 480 Coulomb

Rumus Menentukan Rapat Arus Kawat Konduktor

Besar rapat arus yang melalui penghantar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

J = I/A

J = 2/(5 x 10^-6)

J = 4 x 10⁵ A/m²

Jadi rapat arus pada kawat konduktor adalah J = 4 x 10⁵ A/m²

2). Contoh Soal Perhitungan Kuat Arus Listrik Jumlah Elektron

Muatan listrik sebesar 96 C mengalir pada penampang konduktor selama 6 detik.

a). Berapakah kuat arus listrik yang melalui konduktor tersebut?

b). Berapakah jumlah elektron yang mengalir pada penampang konduktor tiap detik, jika diketahui e = 1,6 × 10^–19 C?

Diketahui:

Q = 96 C

t = 6 sekon,

e = 1,6 × 10^–19 C

Rumus Menghitung Kuat Arus Yang Ngalir Pada Kawat Konduktor

Kuat arus yang mengalir pada kawat konduktor dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan berikut:

I = Q/t

I = 96/6

I = 16 A

Jadi kuat arus yang mengalir pada kawat konduktor adalah 16 A

Rumus Mencari Jumlah Elektron Mengalir Pada Penampang Konduktor

Jumlah elektron yang mengalir pada penampang konduktor tiap detik dapat dihitung dengan rumus berikut:

Q = n.e atau

n = Q/e atau

n = (I.t)/e

I = 16 A

t = satu detik, sehingga jumlah elektron

n = (16 x1)/(1,6 × 10^–19)

n = 1 x 10²⁰ elektron

Jadi jumlah electron yang mengalir pada penampang kawat adalah 1 x 10²⁰ elektron

3). Contoh Soal Menghtiung Arus Tegangan Bola Lampu

Sebuah bola lampu yang memiliki hambatan dalam 4 Ω diberi tegangan listrik 12 V.

a). Tentukan arus yang mengalir melalui lampu tersebut.

b). Jika tegangannya dijadikan 24 V, berapakah arus yang melalui lampu tersebut

Diketahui:

R = 4 Ω.

V₁ = 12 V

V₂ =  24 V

Rumus Menghitung Kuat Arus Bola Lampu Bertegangan Volt

Kuat arus yang mengalir pada bola lampu yang diberi tegangan dapat dihitung dengan rumus seperti berikut

I = V/R

I = 12/4

I = 3 A

Jadi arus yang mengalir dalam bola lampu adalah 3 A

Rumus Menghitung Arus Pada Lampu Dengan Tegangan Dinaikkan Dua Kali

Kuat arus yang mengalir pada lampu dengan tegangan yang diperbesar dapat dihitung dengan rumus berikut:

I₁ = V₁/R₁ (Kuat arus pertama) atau

R₁ = V₁/I₁

I₂= V₂/R₂ (Kuat arus kedua) atau

R₂ = V₂/I₂

hambatan lampu tidak berubah, artinya

R₁ = R₂, maka

V₁/I₁ = V₂/I₂ atau

I₂= (V₂ x I₁)/V₁

I₂ = (24 x 3)/12

I₂ = 6 A

Jadi, kuar arus pada lampu setelah tegangan dinaikkan adalah 6 A atau dua kali dari arus mula mula.

4). Contoh Soal Perhitungan Tegangan Jepit Baterai Berarus

Sebuah baterai memiliki GGL 24 V dan hambatan dalam 4 Ω. Tentukan tegangan jepit baterai ketika mengeluarkan arus 3 A.

Diketahui:

GGL baterai = ε atau E

E = 24 V,

r = 4 Ω  (hambatan dalam)

I = 3 A.

Rumus Menghitung Tegangan Jepit Baterai

Tegangan jepit baterai Ketika mengalirkan arus dapat dihitung dengan rumus seperti berikut:

E = I.R + I.r

I.R = Tegangan Jepit = V_jepit

I.r = Tegangan polarisasi = Vpol sehingg ggl baterai

E = V_jepit + I.r atau

V_jepit = E – I.r

V_jepit = 24 – (3 x 4)

V_jepit = 12 V.

Jadi tegangan jepit baterai Ketika mengeluarkan arus adalah 12 Volt

5). Contoh Soal Perhitngan Kuat Arus Pada Rangkaian Resistor Seri Dengan Baterai

Empat buah resistor masing-masing dengan hambatan 4 Ω, 6 Ω, 8 Ω, dan 10 Ω disusun seri. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan ggl 15 V dan hambatan dalam 2 ohm. Hitunglah kuat arus pada rangkaian

Diketahui:

R₁ = 4 Ω

R₂ = 6 Ω

R₃= 8Ω

R₄= 10 Ω

GGL Baterai ε atau E = 15 V

r = 2 Ω

I = …

Rumus Menghitung Resistor Pengganti Rangkaian Resistor Seri

Tahanan pengganti seri dapat dihitung dengan rumus seperti ini

Rs = R₁ + R₂ + R₃ + R₄

Rs = (4 + 6 + 8 + 10)

Rs = 28 Ω

Rumus Menentukan Kuat Arus Rangkaian Seri Resistor Dan Baterai

Besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian resistor seri dan baterai dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan berikut:

E = I.Rs + I.r atau

E = I (Rs + r) atau

I = E/(Rs + r)

I = 15/(28 + 2)

I = 0,5 A

Jadi kuat arus yang mengalir pada rangkaian seri resistor baterai adalah 0,5 A

6). Contoh Soal Perhitungan Beda Potensial Kawat Konduktor

Suatu kawat penghantar dengan hambatan total sebesar 20 Ω. Kawat tersebut dialiri arus sebesar 10 A. Hitunglah beda potensial antara kedua ujung kawat konduktor tersebut.

Diketahui

R = 20 Ω

I = 10 A

Rumus Mencari Menghitung Beda Potensial Kawat Kondutor

Beda potensial antara kedua ujung kawat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan rumus berikut:

V = I R

V = 10 x 20

V = 200 volt

Jadi, beda potensial pada kedua ujung kawat konduktor adalah 200 volt

7). Contoh Soal Perhitungan Hambatan Listrik Pemanas Air

Sebuah pemanas air memiliki beda potensial 220 V dan kuat arus listrik 5 A. Berapakah hambatan pemanas tersebut?:

Diketahui:

V = 220 V

I = 5 A

R = …

Rumus Menghitung Hambatan Pemanas Listrik

Besar hambatan suatu alat listrik dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut

V = I R atau

R = V/I

R = 220/5

R = 44 ohm

Jadi hambatan listrik alat pemanas adalah 44 ohm

8). Contoh Soal Perhitungan Energi Listrik Pada Peralatan Rumah Kantor

Sebuah alat pemanas bekerja pada tegangan 220 V dan arus 5 A. Tentukan energi listrik yang diserap pemanas tersebut selama 1 jam.

Diketahui:

V = 220 V dan

I = 2 A.

t = 1 jam = 60 menit = 3600 detik

Rumus Menghitung Energi Listrik Peralatan Pemanas Rumah atau Kantor

Energi listrik yang diserap pemanas selama waktu tertentu dapat dinyatakan dengan rumus seperti berikut:

W = V I t

W = 220 x 5 x 3600

W = 3960 kJ atau bisa juga dalam satuan watt jam seperti berikut

W = 220 x 5 x 1jam

W = 1100 Wh (watt jam) atau

W = 1,1 kWh

9). Contoh Soal Perhitungan Daya Listrik Lampu

Sebuah lampu dihubungkan dengan tegangan 220 V sehingga mengalir arus 5 A pada lampu tersebut. Tentukanlah daya yang diserap oleh lampu tersebut.

Diketahui:

V = 220 V dan

I = 5 A.

Rumus Menghitung Daya Listrik Diserap Lampu

Daya listrik yang diserap lampu dapat ditentuka dengan menggunakan rumus berikut:

P = V.I

P = (220 V)(5 A)

P = 1100 watt

Jadi, daya yang diserap lampu adalah 1.1 kW

10). Contoh Soal Perhitungan Hambatan Arus Daya Pada Kompor Listrik

Sebuah kompor listrik bertuliskan 220 V dan 500 W dihubungkan dengan sumber tegangan 110 V. Tentukanlah

a). Hambatan dalam kompor listrik,

b). Arus yang mengalir pada kompor listrik, dan

d). Daya yang diserap kompor listrik.

Diketahui:

Vt = 220 V, (tegangan tertera pada label kompor listrik)

Pt = 500 W, (Daya tertera pada label kompor listrik)

Tegangan sumber yang diberikan Vs = 110 V.

Rumus Menghitung Hambatan Kompor Listrik

Hambatan dalam kompor listrik dapat dihitung dengan rumus berikut,

Pt = Vt²/R atau

R = Vt²/Pt

Vt = tegangan yang tertera pada kompor listrik

R = (220)²/500

R = 96,8 ohm

Rumus Mencari Arus Listrik Pada Peralatan Rumah Kompor Listrik

Besarnya arus yang mengalir pada kompor listrik dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut

I = Vs/R

Vs = tegangan yang dihubungkan ke kompor listrik (tegangan yang digunakan)

I = 110/96,8

I = 1,14 A

Rumus Mencari Daya Listrik Yang Digunakan Oleh Peralatan Rumah Kompor Listrik

Daya yang diserap oleh kompor listrik dapat dihitung dengan menggunkan rumus berikut

Ps = V²/R

Ps = daya dengan sumber tegangan yang digunakan

Ps = (110)²/96,8

Ps = 125 watt

atau dapat juga dihitung dengan rumus berikut

Ps = (Vs/Vt)² x Pt

Ps = (110/220)² x 500

Ps = ¼ x 500

Ps = 125 watt

Atau dihitung dengan rumus berikut

Ps = V.I

Ps = 110 x 1,14

Ps = 125 watt

Jadi daya yang terpakai oleh kompor listrik adalah 125 watt

11). Contoh Soal Cara Meningkatkan Batas Ukur Amperemeter Menghitung Hambatan Resistor Shunt

Sebuah ampermeter dengan hambatan dalam 2 Ω memiliki batas ukur 20 A. Supaya batas ukur ampermeter naik menjadi 100 A, tentukan besar hambatan shunt yang harus dipasang paralel dengan ampermeter tersebut

Diketahui:

Ra = hambatan dalam ampermeter

Ra = 2 Ω dan

n = kelipatan batas ukur

n = 100A/20A = 5.

Rumus Menghitung Besar Tahanan Resistor Shunt Ampermeter

Besar hambatan shunt dalam ampermeter dapat dirumuskan dengan persamaan berikut

Rsh = Ra/(n – 1)

Rsh = hambatan shunt

Rsh = hambatan shunt (paralel dengan ammeter),

Ra = hambatan dalam ammeter, dan

n = kelipatan batas ukur ammeter.

Rsh = 2/(5 – 1)

Rsh = 0,5 Ohm

Jadi hambatan shunt yang harus dipasang parallel dengan ampermeter adalah 0,5 Ohm.

12). Contoh Soal Cara Meningkatkan Batas Ukura Voltmeter Perhitungan Tahanan Seri Depan Alat Ukur,

Sebuah voltmeter dengan hambatan dalam R_v = 20 kΩ mempunyai batas ukur maksimum 110 V. Jika voltmeter ini akan dipakai untuk mengukur beda potensial sampai V = 220 V maka hitunglah besar hambatan depan yang harus dipasang seri pada voltmeter tersebut.

Diketahui

Rv = 10 k Ω

n = kelipatan batas ukur voltmeter

n = 220/110

n = 2

Rumus Menghitung Hambatan Depan Yang Dipasang Pada Voltmeter

Perbandingan antara beda potensial yang akan diukur dengan batas ukur maksimum voltmeter adalah 2 kali sehingga besar hambatan depan yang harus dipasang seri dengan voltmeter adalah

Rd = (n – 1) Rv

Rd = hambatan depan

Rv = hambatan dalam voltmeter

Rd = (2 – 1) 20

Rd = 20 k Ω

jadi hambatan depan yang harus dipasang seri  adalah 20 k Ω

13). Contoh Soal Perhitungan Beda Potensial Pada Rangkaian Resistor Seri

Tiga hambatan R₁ = 2 Ω, R₂ = 3 Ω dan R₃ = 5 Ω dirangkai seri dan dihubungkan pada baterai dengan beda potensial 20 volt seperti pada Gambar. Tentukan

a). hambatan pengganti dan

b). beda potensial ujung ujung hambatan R2

Rumus Mengitung Hambatan Pengganti Resistor Seri

Hambatan pengganti seri dapat dihitung dengan rumus berikut:

Rs = R₁ + R₂ + R₃

Rs = resistor pengganti rangkaian seri

Rs= 2 + 3 + 5

Rs = 10 Ω

Jadi hambatan pengganti resistor secara seri adalah 10 Ohm

Rumus Menghitung Beda Potensial Pada Ujung Satu Resistor Seri

Beda potensial ujung- ujung resisitor R₂  dapat ditentukan dengan menghitung kuat arus yang mengalir pada rangkaian listriknya seperti berikut:

V = I. Rs atau

I = E/Rs

I = 20/10

I = 2 A

Jadi kuat arus yng mengalir pada rangakaian resistor seri adalah 2 A dan ini sama dengan yang mengalir pada resistor R₂.

I₂ = I

Sehingga tegangan pada ujung ujung resistor  R₂ dapat ditentukan dengan rumus berikut

V₂ = I₂  x R₂

V₂ = 2 x 3

V₂ = 6 volt

Jadi besar tegangan pada kedua ujung resistor R₂ adalah 6 volt.

15). Contoh Soal Perhitungan Resistor Pengganti Dan Beda Potensial Rangkaian Resistor Secara Paralel.

Tiga buah resistor R₁ R₂ dan R₃  disusun secara parallel seperti paga gambar. Kuat arus pada ketiga ujung resistor adalah 18 A. Tentukan resistor pangganti dan beda potensial pada ujung ujung resistor a dan b tersebut

Diketahui

R₁ = 15 Ω

R₂ = 5 Ω

R₃ = 3 Ω

Rumus Menentukan Hambatan Resistor Rangkaian Paralel

1/Rp = 1/R₁ + 1/R₃ + 1/R₃

Rp = resistor pengganti rangkaian paralel

1/Rp = 1/15 + 1/5 + 1/3

1/Rp = 1/15 + 3/15 + 5/15

1/Rp = 9/15

R_p = 15/9 Ohm

Jadi resistror pengganti untuk rangkaiann parallel adalah 15/9 Ohm

Rumus Menghitung Beda Potensial Rangkaian Resistor Paralel

Beda potensial pada ujung a dan b dari rangkaian resistor yang disusun parallel dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Vab = I x R_p

Vab = 18 x 15/9

Vab = 30 volt

Jadi beda potensial pada ujung rangkaian resistor parallel adalah 30 vol

16). Contoh Soal Perhtiungan Gaya Gerak Listrik Baterai Dan Tegangan Jepit

Sebuah alat listrik yang berhambatan 20 Ω dihubungkan dengan baterai yang berhambatan dalam 5 Ω. Jika tegangan jepit baterai 6 volt, maka berapa nilai gaya gerak listrik (tegangan) E baterai tersebut?

Diketahui:

R = 20 Ω;

r = 5 Ω

Vj = tegangan jepit

Vj = 6 volt

Rumus Perhtiungan Tegangan Baterai Gaya Gerak Listrik Baterai

Besar gaya gerak listrik (tegangan baterai E) dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

E = Vj + Epol atau

E = I.R + I.r atau

E = I(R + r)

I.R = tegangan jepit (Vj),

I.r = tegangan polarisasi (Epol)

Perlu menghitung Arus yang mengalir pada alat listrik tersebut

Rumus Menentukan Arus Alat Listrik Yaitu Pada Tegangan Jepit

Arus yang mengalir pada alat listrik (tegangan jepit) adalah

Vj = I.R atau

I = Vj/R

I = 6/20

I = 0,3 A

Jadi arus yang mengalir pada alat listrik adalah 0,3 A, dan arus ini sama dengan arus yang menyebabkan timbulnya tegangan jepit.

Rumus Mentukan Gaya Gerak Listrik Baterai

Gaya gerak listrik GGL baterai dapat dihitung dengan rumus berikut:

E = Vj + Epol atau

E = I.R + I.r atau

E = I (R +r)

E = 0,3 (20 + 5)

E = 7,5 volt

Jadi gaya gerak listrik baterai adalah 7,5 volt

17). Contoh Soal Perhitungan Kuat Arus Dan Beda Potensial Rangkaian Resistor Paralel

Tiga buah resistor R₁ R₂ dan R₃  dirangkai secara parallel seperti pada Gambar di bawah. Tentukan:

a). Kuat arus yang melalui hambatan R₂ dan R₃,

b). Kuat arus I,

c). Beda potensial V_ab

Diketahui:

R₁ = 12 Ω

R₂ = 6 Ω

R₃ = 2 Ω

I₁ = 2 A

Rumus Menentukan Beda Potensial Pada Ujung Ujung Ujung Resistor R₁

Beda potensial pada resistor R₁ dapat dihitung dengan rumus berikut

V₁ = I₁ R₁

V₁ = 2 x 12

V₁ = 24 volt

Pada rangkaian hambatan paralel beda potensial untuk setiap resistor adalah sama berarti berlaku hubungan berikut.

V₃ = V₂ = V₁

Rumus Menghitung Kuat Arus Pada Resistor R₂

Kuat arus pada resistor R₂ dapat dinyatakan dengan rumus berikut

V₂  = I₂ x R₂ atau

I₂ = V₂/R₂

I₂ = 24/6

I₂ = 4A

Rumus Menghitung Kuat Arus Pada Resistor R₃

Kuat arus pada resistor R₃ dapat dinyatakan dengan rumus berikut

V₃ = I₃ x R₃ atau

I₃ = V₃/R₃

I₃ = 24/2

I₃ = 12 A

Rumus Mencari Kuat Arus Pada Rangkaian Resistor Paralel

Kuat arus pada rangkaian resistor yang disusun paralel dapat dinyatakan dengan rumus berikut

I = I₁ + I₂  + I₃

I = 2 + 4 + 12

I = 18 A

Rumus Menghitung Beda Potensial Pada Rangkaian Resistor Paralel

Pada rangkaian resistor parallel, beda potensial pada ujung ujung resistornya adalah sama, sehingga dapat menggunakan salah satu beda potensial di ujung ujung resistornya.

Vab = I₂ R₂

Vab = 4 x 6

Vab = 24 volt atau

Vab = I₃ R₃

Vab = 12 x 2

Vab = 24 volt

18). Contoh Soal Cara Membaca Arus Listrik Pada Alat Ukur Ampermeter

Sebuah ampermeter digunakan mengukur arus listrik sebuah rangkaian dan Jarum Ampermeter menunjuk tepat pada angka 20. Ampermeter memiliki skala pembacaan maksimum 30. Jika batas ukur ampermeter yang digunakan adalah 10 Ampere, tentukan berapa ampere arus yang diukur.

Diketahui:

a = Jarum penunjuk

a = 20

b = Skala maksimum

b = 30

c = Batas Ukur

c = 10 A

Rumus Cara Baca dan Menentukan Arus Listrik Terukur Pada Ampermeter

Besar arus yang terukur oleh ampermeter dapat dinyatakan dengan rumus berukut

I = (a/b) x c

I = (20/30) x 10 A

I = 6,67 A

Jadi arus listrik yang sedang diukur oleh ampermeter adalah 6,67 A

19). Contoh Soal Cara Baca Dan Menentukan Tegangan Listrik Dengan Voltmeter

Voltmeter sedang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dan jarumnya menunjuk tepat  pada tengah tengah antara 10 dan 20. Voltmeter memiliki skala baca maksimum 30 dan batas ukur yang digunakan adalah 3 volt. Tentukan berapa tegangan yang sedang diukur.

Diketahui:

a = Jarum penunjuk

a = tengah tengah 10 – 20

a = 15

b = Skala maksimum

b = 30

c = Batas Ukur

c = 3 volt

Rumus Cara Menentukan Tegangan Listrik Dengan Voltmeter

Besar tegangan yang sedang diukur oleh voltmeter dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

I = (a/b) x c

I = (15/30) x 3 V

I = 1,5 volt

Jadi tegangan yang sedang diukur oleh voltmeter adalah 1,5 volt

20). Contoh Soal Energi dan Daya Listrik

Sebuah lampu berhambatan 10 Ohm dihubungkan dengan baterai yang bertegangan 5 volt seperti ditunjukkan pada Gambar

Tentukan:

1. daya yang diserap hambatan,
2. energi yang diserap hambatan selama setengah menit!

Diketahui

R = 10 Ω

V = 5 volt

t = 0,5 menit = 30 detik

Rumus Menghtiung Daya Diserap Hambatan

Daya yang diserap hambatan dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan yang memenuhi rumus berikut

P=V²/R

P=(5²)/10=5 watt

Rumus Mencari Energi Diserap Hambatan

Energi yang diserap hambatan R adalah memenuhi rumus berikut

W = P x t

W = 5 watt x 30 detik

W = 150 Joule

21). Contoh Soal Ujian Perhitungan Rumus Kuat Arus Listrik

Sebuah kilat yang terjadi saat hujan lebat diukur dan tercatat arus listriknya sebesar 5 kiloAmper dan mengalir selama 1 detik. Hitunglah besarnya muatan listrik yang dipindahkan dari awan permukaan bumi pada saat itu.

Diketahui:

I = 5 kiloampre = 5000A

t = 1 detik

Q = ..?

Rumus Menghitung Muatan Listrik Yang Dipindah Awan

Muatan listrik yang dipindah awan dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan berikut

I = Q/t maka

Q = T x t

Q = 5000 A x 1 s

Q = 5000 As atau 5000 C

Jadi besarnya muatan yang dipindahkan dari awan ke bumi adalah sebesar 5000 coulomb.

“Seandainya materi ini memberikan manfaat, dan anda ingin memberi dukungan Donasi pada ardra.biz, silakan kunjungi SociaBuzz Tribe milik ardra.biz di tautan berikut”… https://sociabuzz.com/ardra.biz/tribe

Contoh Soal Ujian Kuat Arus Listrik

Soal 1. Jika arus 4 ampere mengalir dalam kawat yang ujung- ujungnya memiliki beda potensial 12 volt, maka besar muatan tiap menit yang mengalir melalui kawat….

1. 4 coulomb
2. 12 coulomb
3. 60 coulomb
4. 120 coulomb
5. 240 coulomb

Soal 2. Arus listrik dapat mengalir dalam suatu penghantar listrik jika terdapat ….

1. potensial listrik pada setiap titik pada penghantar tersebut
2. elektron dalam penghantar tersebut
3. beda potensial listrik pada ujung -ujung penghantar tersebut
4. muatan positif dalam penghantar tersebut
5. muatan positif dan negative dalam penghantar tersebut

Soal 3. Semakin besar beda potensial ujung -ujung kawat penghantar maka semakin:

(1) besar muatan listrik yang mengalir melalui penghantar

(2) besar kuat arus listrik yang mengalir melalui penghantar

(3) besar nilai hambatan jenis penghantar

Pernyataan yang benar adalah ….

1. (1), (3)
2. (2), (3)
3. (1), (2)
4. (1), (2), (3)
5. (3)

Soal 4. Alat untuk mengukur kuat arus listrik yang benar adalah ….

1. voltmeter
2. amperemeter
3. ohmmeter
4. galvanometer
5. osiloskop

Soal 4. Apabila suatu penghantar listrik mengalirkan arus 200 mA selama 5 detik, muatan yang mengalir pada penghantar tersebut adalah ….

1. 1 coulomb
2. 5 coulomb
3. 0,25 coulomb
4. 50 coulomb
5. 10 coulomb

Soal 5. Satuan kuat arus listrik adalah …

1. volt/detik
2. ohm meter
3. joule/detik
4. ohm coulomb
5. coulomb/detik

• 24+ Contoh Soal: Rumus Energi Kinetik – Frekuensi – Panjang Gelombang Ambang Foton- Beda Potensial Henti Elektron – Radiasi Benda Hitam
• 14+ Contoh Soal: Perhitungan Tingkat Energi Dipancarkan Elektron Spektrum Deret Lyman Balmer
• Efek Compton Hipotesis Louise de Broglie: Pengertian Rumus Panjang Gelombang Foton Sinar X Dihamburkan Contoh Soal Perhitungan 10
• Usaha Energi Daya: Pengertian Contoh Rumus Satuan Soal Perhitungan,
• Massa Defek dan Energi Ikat Inti Atom: Pengertian Rumus Contoh Soal Perhitungan 5
• Hukum Bernoulli: Teori Torricelli, Venturimeter Tanpa Manometer, Pipa Pitot, Daya Angkat Sayap Pesawat, Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan 10
• Pemuaian Panjang Luas Volume: Pengertian Koefisien Muai, Contoh Soal Rumus Perhitungan 10
• Arus AC Bolak Balik: Pengertian Tegangan Efektif Maksimum Reaktansi Induktif Kapasitif Impendansi Fasor Contoh Soal Rumus Perhitungan Sudut Fase Rangkaian RLC 14
• Efek Fotolistrik, Teori Kuantum Plank, Hukum Emisi, Fungsi Kerja, Energi Ambang, Contoh Soal Perhitungan
• Kapasitas Kalor Jenis Asas Black: Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan Satuan 12

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• >>

Daftar Pustaka:

1. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,  Jakarta.
2. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
3. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
4. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Gelombang, Jenis Gelombang, Sifat-sifat Gelombang, Contoh Gelombang, Manfaat fungsi gelombang,
5. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
6. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
7. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
8. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
9. Ringkasan Rangkuman: Arus listrik adalah aliran muatan listrik melalui sebuah konduktor. Arus ini bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah.
10. Syarat-syarat arus listrik dapat mengalir dalam konduktor yaitu: Rangkaian harus tertutup dan harus ada beda potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik.
11. Hukum Ohm berbunyi“arus yang mengalir berbanding lurus dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar dan berbanding terbalik dengan hambatannya.”
12. Arus mengalir dengan tetap pada satu arah yang disebut arus searah atau DC (direct current).
13. Rapat arus (J) adalah besar kuat arus listrik per satuan luas penampang. Satuan rapat arus dalam sistem SI adalah ampere/m²
14. Kuat arus yang melalui suatu konduktor ohmik adalah sebanding (berbanding lurus) dengan beda potensial antara ujung-ujung konduktor asalkan suhu konduktor tetap.
15. Grafik kuat arus I sebagai fungsi beda potensial V nya tidak membentuk garis lurus, penghantarnya disebut komponen non-ohmik.
16. Grafik kuat arus I sebagai fungsi beda potensial V nya membentuk garis lurus, penghantarnya disebut komponen ohmik
17. Rangkaian seri adalah suatu penyusunan komponen-komponen di mana semua arus mengalir melewati komponen-komponen tersebut secara berurutan.
18. Rangkaian paralel adalah suatu penyusunan komponen-komponen di mana arus terbagi untuk melewati komponen-komponen secara serentak
19. Energi listrik adalah besar muatan (dalam coulomb) dikalikan beda potensial yang dialaminya.
20. Daya listrik adalah energi listrik yang dihasilkan atau diperlukan per satuan waktu
21. Satu watt (1 W) adalah besar daya ketika energi satu joule dibebaskan dalam selang waktu 1 sekon.
22. Amperemeter adalah alat ukur arus listrik. Amperemeter harus dipasang seri dalam suatu rangkaian, arus listrik yang melewati hambatan R adalah sama dengan arus listrik yang melewati amperemeter tersebut.
23. Idealnya, suatu amperemeter harus memiliki hambatan yang sangat kecil agar berkurangnya arus listrik dalam rangkaian juga sangat kecil.
24. Voltmeter adalah alat ukur beda potensial (tegangan) listrik. Voltmeter harus dipasang parallel dengan ujung-ujung hambatan yang akan diukur beda potensialnya.
25. Idealnya, suatu voltmeter harus memiliki hambatan yang sangat besar agar berkurangnya arus listrik yang melewati hambatan R juga sangat kecil
26. Ohmmeter adalah alat ukur hambatan listrik.
27. Wattmeter adalah alat ukur daya listrik.
28. Multimeter adalah suatu alat yang berfungsi sebagai amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.
29. Kuat Arus Listrik: Cara Kerja Alat Ukur Rumus Beda Potensial Tegangan Jepit Resistor Shunt Depan Seri Paralel, Contoh Soal Perhitungan Daya Energi 21. Contoh Soal Cara Meningkatkan Batas Ukur Amperemeter Voltmeter Menghitung Hambatan Resistor Depan Shunt,
30. Contoh Soal Perhitungan Tegangan Jepit Baterai Berarus, Contoh Soal Perhitungan Resistor Pengganti Dan Beda Potensial Rangkaian Resistor Secara Paralel Seri, Cara Kerja Prinsip Voltmeter Ampermeter Wattmeter Multimeter,