Bab Arus dan tegangan bolak-balik

HUKUM OHM

Setelah mempelajari kegiatan ini, diharapkan dapat memahami tentang hukum Ohm sesuai dengan indicator dibawah ini :

A.          Menuliskan definisi kuat arus listrik dengan benar.

B.           Menuliskan hukum Ohm dengan benar.

C.           Menghitung kuat arus berdasarkan hukum Ohm bila data tersedia secukupnya.

D.          Menentukan hambatan sebuah resistor melalui grafik V-I dengan tepat.

E.           Menjelaskan hubungan antara hambatan, panjang dan luas penampang sebuah konduktor dengan benar.

F.            Menentukan hambatan sebuah resistor bila diketahui hambatan jenis bahan konduktor itu dan data lainnya diketahui.

1.      Kuat Arus Listrik.

Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kaut arus listrik. Jadi, kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu.

                        Gambar. 1 Segmen dari sebuah kawat penghantar berarus.

Jika dalam waktu ( t ) mengalir muatan listrik sebesar ( Q ), maka kuat arus listrik ( I ) adalah :                 

 I =        Q           atau                   Q = I * t        atau             t =     Q           

  t                                                                                 t

Keterangan :    I   : Kuat arus listrik ( coulomb/sekon = ampere, A )

Q  : Muatan listrik ( coulomb, C )

t   : Waktu ( sekon, S )

Makin banyak jumlah muatan listrik yang bergerak, makin besar pula kuat arusnya.

( Analisis )

Lampu menyala disebabkan oleh aliran listrik dalam rangkaian arus bolak – balik. Jika menghubungkan lampu listik kecil dan baterai dengan kabel, apa yang terjadi? Lampu akan menyala, yang disebabkan oleh aliran listrik dalam rangkaian arus searah.

( Kesimpulan )

Aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak didalam suatu penghantar. Arah arus listrik ( I ) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron.

( Contoh Soal )

1.            Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 coulomb dalam waktu 1 menit, kita dapat menentukan kuat arus listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut. Caranya sebagai berikut :

Diketahui :         Q = 360 C

                            t  = 1 menit = 60 S

Maka kuat arus listrik ( I ) adalah ….

               I =      Q          =   360       = 60 A

                          t                  60

2.            Jumlah muatan yang mengalir melalui penampang kawat penghantar dengan kuat arus listrik 2 ampere, selama 15 menit adalah….

Diketahui :         I = 2 A

                           t = 15 menit = 900 S

Ditanyakan :       Q = ….

Jawaban :           Q = I * t = 2 * 900 = 1800 C

2.      BEDA POTENSIAL atau TEGANGAN LISTRIK ( V )

Untuk mempelajari beda potensial atau tegangan listrik, coba kita perhatikan sebuah baterai : yang kita pasti tahu, pada baterai itu terdapat 2 ( dua ) kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Bila kutub positif dan kutub negatif kita hubungkan dengan kawat penghantar listrik, maka akan mengalir elektron dari kutub negatif melalui penghubung ke kutub positif.

Para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

Seandainya ingin lebih jelas lagi, perhatikan gambar dibawah ini.

Keterangan : 1. Kutub positif ( + )

                            2. Kutub negatif ( - )

    3. Arah arus listrik

    4. Arah gerak electron

Gambar 2. Perjanjian arah arus listrik.

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.

Jadi arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan aliran elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.

Beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup disebut tegangan jepit.

3.      HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN LISTRIK ( V ) dan KUAT ARUS LISTRIK ( I )

Setelah mengetahui tentang kuat arus listrik ( I ) dan tegangan listrik ( V ), kita akan bertanya apa hubungannya antara kedua besaran tersebut?

Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi :

Besar kuar arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial ( V ) antara ujung – ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap.

Hasil bagi antara beda potensial ( V ) dengan kuat arus ( I ) dinamakan hambatan listrik atau resistansi ( R ) dengan satuan Ohm ( Ω ).

Hambatan dalam rangkaian listrik diberi simbol :                              atau

                                                                                         R                                       R

Gambar sebenarnya adalah

Maka persamaannya dapat ditulis :

R =      V         atau     V = I * R         atau     I =    V           

            I                                                                    R

Keterangan :    R = Hambatan listrik ( Ohm, Ω )

                        V = Beda potensial atau tegangan ( Volt, V )

                        I = Kuat arus listrik ( Ampere, A)

( Analisis )

Tegangan yang diberikan pada suatu alat listrik seperti bola lampu harus disesuaikan dengan tegangan yang seharusnya diperuntukkan bagi alat tersebut. Jika lampu 220 V diberi tegangan 110 V, filamen lampu akan dialiri oleh arus yang terlalu besar dari yang seharusnya sehingga lampu 110 V filamennya terbakar.

( Kesimpulan )

Bila mempunyai sesuatu alat listrik harus dengan tegangan yang ada dirumah dan tegangan yang tercantum di alat listrik tersebut.

( Contoh Soal )

1.      Arus listrik 400 mA mengalir pada suatu penghantar. Jika beda potensial antara ujung kawat 40 V, carilah hambatan listrik kawat tersebut!

Diketahui :            I = 400 mA = 0.4 A

                  V = 40 V

Ditanya:    R = …

Jawab :      R =     V          =    0.4             = 100 Ω

                              I                  40

2.      Hitung kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat penghantar, bila besarnya hambatan kawat 10 Ohm. Dan ujung – ujungnya diberi tegangan sebesar 1,2 kV!

Diketahui :                        R = 10 Ω

                              V = 1,2 kV = 1200 V

Ditanya :               I = ….

Jawab :                  I =       V         =    1200          = 120 A

                                          R                  10

4.      HUBUNGAN ANTARA HAMBATAN KAWAT DENGAN JENIS KAWAT DAN UKURAN KAWAT

Hambatan atau resistansi berguna untuk mengatur besarnya kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian listrik. Dalam radio dan televisi, resistansi berguna untuk menjaga kuat arus dan tegangan pada nilai tertentu dengan tujuan agar komponen – komponen listrik lainnya dapat berfungsi dengan baik.

Untuk berbagai jenis kawat, panjang kawat dan penampang berbeda terdapat hubungan sebagai berikut :

            R =   ρ * ℓ

                        A

Keterangan :    R = Hambatan ( Ohm, Ω )

                        ρ = Hambatan jenis penghantar (Ωm )

                        ℓ = Panjang penghantar ( m )

A = Luas penampang penghantar ( m² )

r = Jari – jari lingkaran kawat

( Contoh Soal )

1.      Seutas kawat besi panjangnya 20 meter dan lulus penampangnya 1 mm²  , mempunyai hambatan jenis 10^-7  Ohm m. Jika antara ujung – ujung kawat dipasang beda potensial 60 Volt, tentukan kuat arus yang mengalir dalam kawat!

Diketahui :                        ℓ = 20 m

                                    A = 1 mm²  = 1 x 10^-6  m²

                                    V = 60 V

                                    ρ = 10^-7 Ωm

Ditanya :   I = ….

Jawab :

1. Cari nilai hambatannya

R =   ρ * ℓ       =   10^-7  *  20         =    2 Ω

            A                 1 x 10^-6

2. Berdasarkan hukum Ohm

I =       V         =         60           = 30 A

            R                     2

2.      Seutas kawat yang panjangnya 50 cm, luas penampangnya 2 mm² , ternyata hambatannya 100 Ohm. Dengan demikian, hambatan jenis kawat tersebut adalah…

Diketahui :                        I = 50 cm = 0,5 m

                              A = 2 mm²  = 2 x 10^-6  m²

                              R = 100 Ω

Ditanya :               ρ = …

Jawab :      R  =   ρ * ℓ

                              A

                  R * A = ρ * ℓ

                  ρ =   R * A      =   100 * ( 2 x 10^-6  )

                              ℓ                          0,5

HUKUM KIRCHHOFF

Setelah mempelajari kegiatan ini, diharapkan dapat memahami uraian materi tentang Hukum Kirchhoff sesuai indicator – indicator dibawah ini :

A.          Menjelaskan hukum I Kirchhoff dengan benar.

B.           Menentukan kuat arus pada suatu titik percabangan bila data yang diperlukan tersedia.

C.           Menentukan kuat arus pada salah satu resistor dari suatu rangkaian yang terdiri dari 3 resistor disusun ser parallel.

D.          Menhitung kuat arus pada suatu rangkaian yang terdiri dari 3 resistor disusun seri parallel dan dihubungkan dengan baterai yang memiliki hambatan dalam tertentu bila data diperlukan tersedia.

1.      HUKUM I KIRCHHOFF

Arus listrik merupakan aliran arus dari potensial tinggi disebut kutub positif melalui kabel ( rangkaian luar ) menuju potensial rendah disebut kutub negatif.

Dalam alirannya, arus listrik juga mengalami cabang – cabang. Ketika arus listrik melalui percabangan tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut arus listriknya besar.

Selanjutnya hubungan jumlah kuat arus listrik yang masuk ke titik percabangan / simpul dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan akan diselidiki dengan percobaan pada lembar percobaan dan diharapkan mencobanya besar.

Dari percobaan akan didapatkan bahwa penunjukkan ampere meter A1 sama dengan penjumlahan penunjukkan A2 dan A3 ( lihat gambar 4 ).

Hal tersebut dikenal sebagai hokum I Kirchhoff yang berbunyi :

Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik simpul sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik simpul tersebut.

Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik.

Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai :

            ΣI_masuk   =  ΣI_keluar                            Σdibaca ‘sigma’ artinya jumlah

Gambar 3.skema diagram untuk Hukum I Kirchhoff.

Gambar 4.Rangkaian untuk menyelidiki kuat arus yang masuk dan keluar dari suatu titik simpul.

( Contoh Soal )

1.      Perhatikanlah titik simpul A dari suatu rangkaian listrik seperti tampak pada gambar! Kuat arus I₁= 10 A, I₂ = 5 A arah menuju titik A. Kuat arus I₃ = 8 A arah keluar dari titik A. Berapakah besar dan arah kuat arus I₄?

Penyelesaian :

a.       Menurut hukum I Kirchhoff :   ΣI_masuk  =  ΣI_keluar

b.      Selanjutnya :   ΣI_masuk = I₁ + I₂ =  10 + 5 = 15 A

c.       I₃ = 8 A arahnya keluar dari titik A berarti I₄ pastilah berarah keluar,

Sehingga :       ΣI_keluar = I₃ + I₄ = 8 + I₄ 

Akhirnya :       ΣI_masuk  =  ΣI_keluar

                        I₁ + I₂ = I₃ + I₄

                        10 + 5  = 8 + I₄

                             15   = 8 + I₄

                             I₄    = 15 – 8 = 7 A ( arahnya keluar dari titik A )

2.      Ada lima buah percabangan berarus listrik, percabangan berarus listrik masuk yaitu I1 = 10 A, I2 = 5 A, sedangkan percabangan berarus listrik keluar yaitu I3 = 5 A, I4 = 7 A, sedangkan I5 harus ditentukan besar dan arahnya, tentukan I5 tersebut!

Penyelesaian :

a.       Menurut hukum I Kirchhoff :   ΣI_masuk  =  ΣI_keluar

b.      Selanjutnya :   ΣI_masuk = I₁ + I₂ =  10 + 5 = 15 A

c.       I₃ + I₄ = 5 + 7 = 12 A arahnya keluar dari titik B berarti I₅pastilah berarah keluar dari titik B,

Sehingga :       Σ I_masuk = I₃ + I₄ + I₅ = 12 + I₅ 

Akhirnya :       ΣI_masuk  =  ΣI_keluar

                        I₁ + I₂ = I₃ + I₄  + I₅

                        10 + 5  = 5 + 7 + I₅

                             1₅   = 12 + I₅

                             I₅    = 15 – 12 = 3 A ( arahnya keluar dari titik B )

2.      HUKUM II KIRCHHOFF

Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada rangkaian tertutup yaitu karena ada rangkaian yang tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan parallel.

Umumnya ini terjadi jika dua atau lebih GGL di dalam rangkaian yang dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut.

Jadi Hukum II Kirchhoff merupakan solusi bagi rangkaian – rangkaian tersebut yang berbunyi :

Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik ( Σ ) dengan penurunan tegangan ( IR ) sama dengan nol.

Dirumuskan :               Σε + Σ IR = 0

Selanjutnya ada beberapa tahap yang diperkenalkan melalui kegiatan 3 ini, yaitu pertama rangkaian dengan satu loop ( loop adalah rangkaian tertutup ) serta selanjutnya rangkaian dengan dua loop atau lebih.

Rangkaian dengan satu loop

Pada gambar 5 berikut menunjukkan rangkaian sederhana dengan satu loop. Pada rangkaian tersebut, arus listrik yang mengalir adalah sama, yaitu I ( karena pada rangkaian tertutup ).

Dalam menyelesaikan persoalan di dalam loop perhatikanlah hal – hal berikut ini!

a.       Kuat arus bertanda positif jika searah dengan loop dan bertanda negatif jika berlawanan dengan arah loop.

b.      GGL bertanda positif jika kutub positifnya lebih dulu dijumpai loop dan sebaliknya GGL negatif jika kutub negatif lebih dulu dijumpai loop.

Misalkan kita ambil arah loop searah dengan arah I, yaitu a-b-c-d-a

Gambar 5. Rangkaian dengan satu loop

Kuat arus listrik I diatas dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum II Kirchhoff :

Σε + Σ IR = 0

- ε₁ + ε₂ + I ( I₁ + I₂ + R ) = 0

Rangkaian dengan dua loop atau lebih

Rangkaian yang memiliki dua loop atau lebih disebut juga rangkaian majemuk. Langkah – langkah dalam menyelesaikan rangkaian majemuk ini adalah sebagai berikut :

Gambar 6. Rangkaian dengan dua loop

a.       Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut.

b.      Tetapkan arah kuat arus untuk tiap cabang.

c.       Tulislah persamaan – persamaan arus untuk tiap titik cabang dengan menggunakan Hukum I Kirchhoff.

d.      Tetapkan loop beserta arahnya pada setiap rangkaian tertutup.

e.       Tulislah persamaan – persamaan untuk setiap loop dengan dengan menggunakan persamaan Hukum II Kirchhoff.

f.       Hitunglah besaran – besaran yang ditanyakan dengan menggunakan persamaan huruf e diatas.

( Contoh Soal )

1.     Mula – mula dengan rangkaian listrik yang terjadi dari satu loop! Perhatikanlah soal rangkaian tertutup yang terdiri dari satu loop pada gambar dibawah ini!

ε = GGL baterai

r = Hambatan dalam baterai

R = Hambatan luar

           

ε = 24 V          r₁ = 1 Ω           R₁ = 20 Ω

ε = 12 V          r₂ = 1 Ω           R₂ = 15 Ω

ε = 6 V                        r₃ = 0,5 Ω        R₃ = 12 Ω

ε = 12 V          r₄ = 0,5 Ω        R₄ = 10 Ω

Hitunglah :      a. Kuat arus listrik ( I ) yang mengalir pada rangkaian diatas!

                        b. Tegangan listrik antara titik B dengan D ( V_BD )

Penyelesaian :

a.       Menurut Hukum II Kirchoff, didalam rangkaian tertutup tersebut berlaku persamaan :

Σε + Σ IR = 0 ( arah loop dan arah arus listrik misalkan searah ) maka :

– ε₁ – ε₂ – ε₃ + ε₄ + I (r₁ + R₁ + r₂ + R₂ + r₃ + R₃ + r₄ + R₄) = 0

– 24 – 12 – 6 + 12 + I ( 1 + 20 + 1 + 15 + 0,5 + 12 + 0,5 + 10 ) = 0

– 30 + I ( 60 ) = 0

60 . I = 30

I =    60     = 0,5 A

         30

b.      Kita dapat menghitung besar tegangan antara B dan D (V_BD) untuk lintasan yang menempuh B-A-D { perhatikan harga I negatif ( - ) }

V_BD               = Σε + Σ IR

= + ε₂ + ε₁ – I (r₂ + R₁ + r₁ + R₄)

= + 12 + 24 – 0,5 (1 + 20 + 1 + 10)

= + 36 – 0,5 (32)

= + 36 – 16      = + 20 Volt

2.     Perhatikanlah gambar rangkaian listrik berikut :

Diketahui:

ε₁ = 10 volt      ε₂ = 10 volt

R₁ = 5 Ω          R₂ = 5 Ω

R₃ = 2 Ω          r₁ = 1 Ω

r₂ = 1 Ω

Ditanyakan :    a. Kuat arus listrikyang mengalir dalam rangkaian ( I₁, I₂, dan I₃ ).

                        b. Beda potensial antara A dan B ( V_AB ).

Penyelesaian:

a.   Berdasarkan Hukum I Kirchhoff, di titik simpul A:

ΣI_masuk = ΣI_keluar

I₁ + I₂ = I₃ atau I₁ = I₃ – I₂ atau I₂ = I₃ – I₁ ………( persamaan 1 )

Berdasarkan Hukum II Kirchhoff untuk loop I atau loop C-A-B-D-C:

Σε + Σ IR = 0

ε₁ + ( r₁ + R₁) + I₃ . R₃ = 0

–10 +I₁ ( 1 + 5 ) + I₃ . 2 = 0

–10 + 6 . I₁ + 2 . I₃ = 0 …………( persamaan 2 )

Berdasarkan hukum II kirchhoff untuk loop II atau loop F-E-A-B-F:

Σε + Σ IR = 0

ε₂ + I₂ (r₂ + R₂) + I₃ . R₃ = 0

– 10 + I₂ ( 1 + 5 ) + I₃ . 2 = 0

– 10 + 6 . I₂ + 2 . I₃ = 0 ……….( persamaan 3 )

Selanjutnya subtitusikan ( menyamakan dengan memasukkan nilai ) persamaan ( 1 ) dan ( 2 ) sehingga persamaan ( 2 ) menjadi :

– 10 + 6 I₁ + 2 . I₃ = 0 ….. I₁ = I₃ – I₂

– 10 + 6 ( I₃ – I₂ ) + 2 . I₃ = 0

– 10 + 6 . I₃ – 6 . I₂ + 2 . I₃ = 0

– 10 – 6 . I₂ + 8 . I₃ = 0 ………..( persamaan  4 )

Selanjutnya eliminasikan ( menghilangkan ) persamaan 3 dan 4 sehingga :

– persamaan ( 3 ) :  – 10 + 6 . I₂ + 2 . I₃ = 0

– persamaan ( 4 ) :  – 10 – 6 . I₂ + 8 . I₃ = 0  ( + )

           – 20 + 10 . I₃ = 0

          10 . I₃ = 20

      I₃ = 2 A.

– Masukkan ( subtitusikan ) I₃ = 2 A ke persamaan ( 2 ), sehingga :

– 10 + 6 . I₁ + 2 (2) = 0 …….. 6 . I₁ = 6 …….

I₁ = 1 A dan I₂ = I₃ – I₁ = 2 – 1 = 1 A.

Jadi arus listrik pada cabang rangkaian B-D-C-A yaitu I₁ = 1 A.

Arus listrik pada cabang rangkaian B-F-E-A yaitu I₂ = 1A.

Arus listrik pada cabang rangkaian A-B yaitu I₃ = 2 A.

{ Semua harga I₁, I₂ dan I₃ bertanda positif ( + ), berarti arah pemisalan yang

telah kita tentukan yaitu arah I sesuai }.

b.      Kita dapat menghitung besar beda potensial antara A dan B ( VAB ) untuk lintasan yang menempuh jalan A – B ( langsung ).

VAB = Σ ε + Σ I.R

   = 0 + I3 (R3)

   = 0 + 2 (2)

   = + 4 Volt

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

Setelah mempelajari uraian kegiatan ini, diharapkan dapat memahami tentang energi dan daya listrik sesuai indikator-indikator di bawah ini:

A.    Menentukan hambatan sebuah alat listrik yang spesifikasinya

( Watt – Volt ) diketahui.

B.     Mengubah satuan energi Joule menjadi KWh dari data yang diketahui.

C.     Menentukan daya terpasang dari sebuah lampu yang dipasang pada sumber tegangan yang spesifikasinya diketahui bila data minimal yang dibutuhkan.

1.      ENERGI LISTRIK

Untuk memulai mempelajari energi listrik, coba perhatikan gambar 7.

Gambar 7. Baterai membangkitkan energi pada hambatan R

Sebuah baterai dengan tegangan ( V ), selama waktu ( t ) mengalirkan muatan elektron sebanyak ( Q ) melalui hambatan ( R ). Untuk itu baterai melakukan usaha

( W ) yang besarnya sama dengan perubahan energi potensial ΔEp = V.Q kita tuliskan:

W = ΔEp = V.Q

karena Q = I . t, dimana ( I ) adalah kuat arus listrik dan ( t ) waktu, maka besar usaha

yang dilakukan adalah:

W = V . I . t

karena V = I . R, maka besar usaha W yang sama dengan energi listrik adalah

W = V . I . t = I² . R . t =        V²          * t

                                                R

Keterangan :    W = Energi listrik ( Joule, J )

I = Arus listrik ( Ampere, A )

R = Hambatan ( Ohm, Ω )

V = Beda potensial ( Volt, V )

t = Waktu ( Sekon, S )

Q = Muatan (Coulomb, C )

( Contoh Soal )

Berdasarkan rangkaian di samping tentukan :

a. Energi listrik yang dibangkitkan oleh baterai selama 1 menit.

b. Energi listrik yang berubah menjadi panas pada R = 4 Ω selama 1 menit.

Diketahui:       V = 12 V

R₁ = 4 Ω

R₂ = 2 Ω

t = 1 menit = 60 sekon

Ditanyakan:     a. Energi yang dibangkitkan baterai W = ....

b. Energi yang menjadi panas pada R₁ = 4 Ω, W₁ = ....

Jawab :

a.       W  =      V²         *  t    =     12²      * 60   = 1440 Joule

                R₁ + R₂                     4+2

b.      I  =      V          =   12     =   2 A

             R1 + R2        4+2

W₁ = ( I² ) . R₁ . T = (2)² . (4) . (60)  = 960 Joule

2.      DAYA LISTRIK

Besar Daya listrik ( P ) pada suatu alat listrik adalah merupakan besar energi listrik ( W ) yang muncul tiap satuan waktu ( t ), kita tuliskan :

P   =     W                    atau                 W  =  P  *  t

                          t

Maka didapat nilai daya listrik P besarnya adalah :

           

            P  =   V * I  = I2 * R = V2                 Dimana : P = Daya listrik ( Watt, W )

                                                  R                                   I = Kuat arus ( Ampere, A )

                                                                                        V = Beda potensial ( Volt, V )

( Contoh Soal )

Berdasarkan gambar di samping, coba tentukan:

a. Daya listrik yang dibangkitkan oleh baterai.

b. Daya disipasi (daya yang berubah jadi panas) pada hambatan 11Ω

Diketahui :      ε = 6 V

                        r = 1 Ω

                        R = 11 Ω

Ditanyakan:     a. Daya yang di bangkitkan baterai, Pε = ....

b. Daya pada hambatan 11Ω, Pr = ....

Jawab: a. I =      ε             =         6          =  0,5 A

r + R                1 + 11

Pε = (I)² (r + R) = (0,5)² (11) = 2,75 watt

b. Pr = (I)² (R) = (0,5)² (11) = 2,75 watt