Materi IPA Fisika Kelas 9: Listrik Dinamis dan Rangkaian Listrik

A. ARUS LISTRIK DAN BEDA POTENSIAL LISTRIK

Listrik tidak dapat terlihat, tetapi hampir semua orang mengenal adanya listrik yaitu dengan mengetahui dari gejala – gejalanya. Dalam suatu rangkaian listrik terminal atau sambungan kawat penghantar yang mempunyai potensial lebih tinggi disebut kutub positif, sedangkan terminal yang mempunyai potensial lebih rendah disebut kutub negatif.

Listrik Dinamis dan Rangkaian Listrik

Arus listrik mengalir dari potensial tinggi (kutub positif) ke potensial rendah (kutub negatif). Arus listrik dapat mengalir pada sebuah rangkaian listrik jika ujung-ujung rangkaian dalam keadaan tertutup. Rangkaian listrik semacam ini disebut rangkaian listrik tertutup. Didalam sebuah kawat penghantar elektron-elektron (muatan negatif) mengalir dalam arah yang berlawanan dengan arah arus listrik. Adapun muatan positif mengalir dengan arah yang sama dengan arah arus listrik yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah.

a. Kuat Arus Listrik

Satuan kuat arus listrik adalah Ampere (A). Satuan ini diambil dari nama seorang ilmuwan Perancis, Andre Marie Ampere. Ilmuwan itulah yang berhasil menemukan hubungan antara kuat arus listrik (I), banyaknya muatan listrik (Q), dan selang waktu (t) untuk perpindahan muatan.

Hubungan tersebut dinyatakan dengan

I = Q x t

Keterangan:

I = kuat arus ( A atau C/s)

Q = muatan listrik (C)

t = waktu (s)

Besarnya kuat arus listrik sebanding dengan muatannya, dan berbanding terbalik dengan selang waktu. Alat yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik adalah amperemeter (ammeter).

b. Beda Potensial

Arus listrik mengalir dari daerah yang mempunyai potensial listrik tinggi (kutub positif) ke daerah yang mempunyai potensial listrik lebih rendah (kutub negatif). Arus listrik timbul jika ada perbedaan potensial.

Beda potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik disebut tegangan listrik. Beda potensial listrik mempunyai satuan volt (V). Satuan ini diambil dari nama seorang ilmuwan berkebangsaan Italia bernama Alessandro Volta (1775-1827). Alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial dinamakan voltmeter.

B. RANGKAIAN KOMPONEN LISTRIK

a. Sakelar

Keuntungan menggunakan sakelar adalah kita dapat menyalakan atau pun mematikan lampu sesuai kebutuhan. Saat sakelar off lampu tidak menyala dan saat sakelar on lampu menyala.

b. Sekring

Sekring dalam rangkaian listrik digunakan sebagai pengaman listrik saat terjadi korsleting. Korsleting dapat terjadi karena hubungan singkat yaitu terjadinya arus yang mengalir dalam kabel tanpa mengalami hambatan atau seharusnya kabel tidak terhubung menjadi terhubung karena isolasinya terkelupas. Korsleting dapat berakibat fatal yaitu dapat mengakibatka kebakaran.

C. HUKUM OHM

Resistensi (hambatan) ditentukan dengan jalan memberikan beda potensial di antara dua titik konduktor dan mengukur arusnya.

Hambatan R didefinisikan sebagai rasio atau perbandingan antara beda potensial V dengan arus I.

R = V/I

I = arus listrik (A)

V = beda potensial (volt)

R = hambatan (ohm)

a. Rangkaian Seri

Untuk mencari nilai hambatan pengganti pada beberapa resistor yang dirangkai seri, kamu dapat menggunakan persaamaan berikut ini.

Rs = R₁ + R₂ + R₃ + ....

b. Rangkaian Paralel

Jika tiga buah resistor disusun secara paralel dan ujung ujung ketiga jalur hubungan secara bersama-sama, hambatan total diberikan oleh,

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + .....

D. MENENTUKAN PERBEDAAN HAMBATAN BEBERAPA JENIS (KONDUKTOR, SEMI KONDUKTOR DAN ISOLATOR)

Hambatan kabel logam (R) berbanding lurus dengan panjang kabel (L) dan berbanding terbalik dengan luas penampang (A). Hubungan antara ketiga besaran tersebut dinyatakan sebagai berikut.

R = P x L / A

P = hambatan jenis (ohm meter)

L = panjang kawat (m)

R = hambatan (ohm)

A = luas penampang kawat (m²)

E. HUKUM I KIRCHOFF

Hukum I Kirchoof berbunyi : “Pada setiap titik persambungan, jumlah seluruh arus yang masuk persambungan sama dengan jumlah seluruh arus yang meninggalkan persambungan”.

Dari Hukum I Kirchoff tersebut didapat persamaan :

Em = Ek

Em = jumlah kuat arus menuju titik cabang

Ek = jumlah kuat arus meninggalkan titik cabang