Listrik Dinamis [LD-2] 

Sebelum masuk pada pembahasan Hambatan Pengantar dan Hukum 1 Kirchoff, diperlukan sudah memahami pembahasaan sebagai berikut:

  1. Paham terkait arus konvensional dan aliran elektron.
  2. Paham terkait ohmik dan non ohmik.

Agar anda gambaran terkait pembahasan kali ini simak video berikut ini:

Dari pemaparan dari youtube diatas kali ini kita akan membahas terkait dengan hambatan, simak penjelasan berikut ini:

Setiap bahan (material) baik itu logam ataupun bukan logam memiliki hambatan tertentu. Hal ini bisa Anda amati bahwa suatu bahan tidak selalu dapat menghantarkan arus listrik seara baik apabila dialiri arus lirtrik. Agar dapat memahaminya lakukan aktifitas berikut ini:

Percobaan Faktor-faktor yang mempengaruhi Hambatan

Silahkan simak dan jawab pertanyaan LKS percobaan berikut ini :

setelah anda melakukan praktikum diatas, untuk dapat lebih memahami terkait faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan pada kawat silahkan anda eksplore simulasi dari Phet berikut ini:

Hambatan Pengantar

Hambatan pada kawat konduktor dipengaruhi oleh panjang kawat (L); Luas penampang kawat (A) dan jenis kawat (hambatan jenis) ρ. Secara matematis dapat ditulis persamaannya:

Keterangan :

R   = Hambatan (Ω)

ρ    = Hambatan jenis (Ω m-1 )

L    = Panjang kawat (m)

A   = luas penampang kawat (m2)

Tebal 1.0 Hambatan Jenis kawat pada suhu 20oC

Hambatan jenis suatu pengantar tergantung pada suhu pengantar tersebut. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana ,maka persamaan hambatan jenis dapat disederhanakan:

Oleh karena hambatan jenis (ρ) sebanding dengan hambatan (R), maka hambatan pengantar bergantung terhadap suhu dapat dituliskan persamaanya sebagai berikut:

      Pembahasan langsung, simak Video ini

      

      Pembahasan langsung, simak Video ini

   Pembahasan langsung, simak Video ini

Hambatan Pada Rangkaian Seri

Jika hambatan dipasang seri seperti pada gambar 1.0. berikut:

arus akan sama disemua tempat pada rangkaian tersebut. Dengan mengaplikasikan persamaan hukum Ohm () untuk masing-masing hambatan, maka kita mendapatkan

Beda potensial yang melewati hambatan tidak sama untuk setiap hambatan (tergantung besar hambatan). Beda potensial Vab yang melwati hambatan tersebut merupakan jumlah dari masing-masing beda potensial dari hamatan tersebut.

Dimana, , maka 

Sehingga formula Hambatan total pada rangkaian seri dapat di tulis sebagi berikut:

Agar lebih memahami terkait karakteristik dari Hambatan pada rangkaian di pasang seri, Silahkan simak dan jawab pertanyaan LKS percobaan berikut ini :

setelah anda melakukan praktikum diatas, untuk dapat lebih memahami terkait hambatan rangkaian seri pada kawat silahkan anda eksplore simulasi dari Flash ED berikut ini:

Hukum 1 Kirchoff

Jumlah arus listrik yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari titik percabangan tersebut.

Secara matematis hukum I Kirchoff dapat ditulis:

Hukum ini merupakan pernyataan lain dari hukum kekekalan muatan yang menyatakan bahwa jumlah muatan yang mengalir tidak berubah.

jumlah muatan yang mengalir ini bisa kita analogikan dengan jumlah aliran air yang mengalir pada rangkaian percabangan seperti pada animasi flash berikut ini dari ED flash:

dari animasi diatas bisa di jelaskan bahwa aliran air yang masuk akan  terurai menjadi beberapa aliran namun jumlah air yang masuk pasti akan sama dengan jumlah air yang keluar. sehingga penganalogian aliran air dengan aliran arus secara konsep tidak berbeda.

Perhatikan gambar 2  menunjukan beberapa arus listrik yang keluar masuk dari sauatu titik percabangan.

Berdasarkan hukum I kirchoff,, maka gambar 2. tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

Hambatan Pada Rangkaian Pararel

Jika rangkaian dipasang secara pararel seperti pada gambar 3. berikut:

Arus yang melewati tiap hambatan pada gambar diatas tidaklah sama, sesuai hukum I kirchoff

, dengan , maka

Tetapi bedapotensial pada setiap ujung resistor pada rangkaian pararel diatas akan sama dengan beda potensial ujung terminal ab. , sehingga

Sehingga formula Hambatan total pada rangkaian pararel dapat di tulis sebagi berikut:

Agar lebih memahami terkait karakteristik dari Hambatan pada rangkaian di pasang seri, Silahkan simak dan jawab pertanyaan LKS percobaan berikut ini

setelah anda melakukan praktikum diatas, untuk dapat lebih memahami terkait hambatan rangkaian pararel pada kawat silahkan anda eksplore simulasi dari Flash ED berikut ini:

untuk mengukur pemahaman konsep terkait rankaian hambaan seri, hukum 1 kirchoff, dan rangkaian hambatan pararel kerjakan soal latihan (quiz) di bawah ini:

Quiz 1

Quiz 2

        Pembahasan langsung, simak Video ini

      Pembahasan langsung, simak Video ini

      Pembahasan langsung, simak Video ini

 

      Pembahasan langsung, simak Video ini

 

       Pembahasan langsung, simak Video ini

     

        Pembahasan langsung, simak Video ini

Tugas Peoyek Desain Sederhana Instalasi Listrik

Setiap ada rangkaian listrik kalian mungkin mengingat listrik yang ada di rumah kalian. Sumber energi listrik di rumah berasal dari PLN. Kemudian dari sumber PLN itu disalurkan ke rumah-rumah dan dapat disambungkan di berbagai alat listrik, misalnya lemari es, lampu, televisi dan kipas angin. Bagaimana rangkaian yang harus dibuat untuk alat-alat listrik sebanyak itu?

untuk itu setelah anda memahami tekait konsep rangkaian seri dan pararel, silahkan simak pertanyaan berikut:

Pak Budi sedang membangun sebuah vila kecil di kampung kelahirannya. Rencananya Vila pak Budi terdiri dari 6 ruangan, 2 kamar tidur, ruang tamu, ruang keluarga, dapur dan kamar mandi. Secara sederhana  dapat digambarkan sebagai berikut!

Semua hal yang berkaian dengan penyelesaian pembangunan vila diperhitungkan oleh pak Budi. Termasuk salah satunya instalasi listrik.  Pak Budi menginginkan instalasi listrik di vilanya hanya terdiri dari 3 sakelar dimana jika sakelar 1 di on-kan maka lampu di ruang tamu dan ruang keluarga yang nyala, sakelar 2  di on-kan lampu kedua kamar tidur nyala, dan pada saat sakelar 3 di on-kan lampu dapur yang nyala. Sedangkan untuk lampu kamar mandi, lampu ini akan nyala jika ada sakelar yang di on-kan."

Seandainya Anda seorang instalator listrik yang diminta pak Budi untuk memasang instalasi listrik  vila, Bagaimanakah rangkaian listrik yang akan anda buat sehingga sesuai dengan kebutuhan pak Budi?Berikan alasan!

bantuanya: silahkan anda buka animasi phet berikut ini: 

 

Referensi

5 Modul Terakhir

  • follow us on