Hambatan jenis dan hambatan Listrik
r = E/J R = r L/A
r = hambatan jenis (ohm.m)E = medan listrik
J = rapat arus
R = hambatan (ohm)
L = panjang konduktor (m)
HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU
rt = ro(1 + a Dt)
Rt = Ro(1 + a Dt)
rt, Rt = hambatan jenis dan hambatan pada t°C
ro, Ro = hambatan jenis dan hambatan awal
a = konstanta bahan konduktor ( °C-1 )
Dt = selisih suhu (°C )
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor
| I = V / R |
| | |
|
I = n E
R + n rd |
I = n
R + rd/p |
E = ggl (volt)
rd = hambatan dalam elemen
R = hambatan luar
p = banyaknya elemen yang disusun paralel
RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL
|
SERI
R = R1 + R2 + R3 + ...
V = V1 + V2 + V3 + ... I = I1 = I2 = I3 = ... |
PARALEL
1 = 1 + 1 + 1R R1 R2 R3 V = V1 = V2 = V3 = ... I = I1 + I2 + I3 + ... |
ENERGI LISTRIK (W)
adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.
W = V I t = V²t/R = I²Rt
Joule = Watt.detik
KWH = Kilo.Watt.jam
DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.
P = W/t = V I = V²/R = I²R
HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.
S Iin = Iout
Se = S IR = 0
ALAT UKUR LISTRIK TERDIRI DARI| 1. JEMBATAN WHEATSTONE | digunakan untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara mengusahakan arus yang mengalir pada galvanometer = nol (karena
potensial di ujung-ujung galvanometer sama
besar). Jadi berlaku rumus perkalian silang
hambatan :
R1 R3 = R2 Rx
|
| 2. AMPERMETER | untuk memperbesar batas ukur ampermeter dapat digunakan hambatan Shunt (Rs) yang dipasang sejajar/paralel pada suatu rangkaian.
Rs = rd 1/(n-1)
n = pembesaran pengukuran |
| 3. VOLTMETER | untuk memperbesar batas ukur voltmeter dapat digunakan hambatan multiplier (R-)
yang dipasang seri pada suatu rangkaian. Dalam
hal ini R. harus dipasang di depan voltmeter dipandang
dari datangnya arus listrik.
Rm = (n-1) rd
n = pembesaran pengukuran |
adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber atau antara dua titik yang diukur.
1. Bila batere mengalirkan arus maka tegangan jepitnya adalah:
| Vab = e - I rd |
| Vab = e + I rd |
tegangan jepitnya adalah .
| Vab = e |
Dalam menyelesaian soal rangkaian listrik, perlu diperhatikan :
1. Hambatan R yang dialiri arus listrik. Hambatan R diabaikan jika tidak
dilalui arus listrik.
2. Hambatan R umumnya tetap, sehingga lebih cepat menggunakan
rumus yang berhubungan dengan hambatan R tersebut.
3. Rumus yang sering digunakan: hukum Ohm, hukum Kirchoff, sifat
rangkaian, energi dan daya listrik.
Contoh 1 :
Untuk rangkaian seperti pada gambar, bila saklar S1 dan S2 ditutup maka hitunglah penunjukkan jarum voltmeter !
Jawab :
Karena saklar S1 dan S2 ditutup maka R1, R2, dan R3 dilalui arus listrik, sehingga :
| 1 = 1 + 1 Rp R2 R3 Rp = R2 R3 = 2W R2 + R1 V = I R = I (R1 + Rp) I = 24/(3+2) = 4.8 A |
V = I2 R2 = I3 R3 = I Rp
V = I Rp = 0,8 V
Contoh 2:
Pada lampu A dan B masing-masing tertulis 100 watt, 100 volt. Mula-mula lampu A den B dihubungkan seri dan dipasang pada tegangan 100 volt, kemudian kedua lampu dihubungkan paralel dan dipasang pada tegangan 100 volt. Tentukan perbandingan daya yang dipakai pada hubungan paralel terhadap seri !
| Hambatan lampu dapat dihitung dari data yang tertulis dilampu : RA = RB = V²/P = 100²/100 = 100 W Untuk lampu seri : RS = RA + RB = 200 W Untuk lampu paralel : Rp = RA × RB = 50 W RA + RB |
Jadi perbandingan daya paralel terhadap seri adalah :
Pp = V² : V² = Rs = 4
Ps Rp Rs Rp 1
Contoh 3:
Dua buah batere ujung-ujungnya yang sejenis dihubungkan, sehingga membentuik hubungan paralel. Masing-masing batere memiliki GGL 1,5 V; 0,3 ohm dan 1 V; 0,3 ohm.Hitunglah tegangan bersama kedua batere tersebut !
Jawab :
Tentakan arah loop dan arah arus listrik (lihat gambar), dan terapkan hukum Kirchoff II,
| Se + S I R = 0 e1 + e2 = I (r1 + r2) I = (1,5 - 1) = 5 A 0,3 + 0,3 6 |
Vab = e1 - I r1 = 1,5 - 0,3 5/6 = 1,25 V
1= e2 + I R2 = 1 + 0,3 5/6 = 1,25 V
Contoh 4:
Sebuah sumber dengan ggl = E den hambatan dalam r dihubungkan ke sebuah potensiometer yang hambatannya R. Buktikan bahwa daya disipasi pada potensiometer mencapai maksimum jika R = r.
Jawab :
| Dari Hukum Ohm : I = V/R = e R+r Daya disipasi pada R : P = I²R = e ²R (R+r)² |
Jadi e² (R+r)² - E² R.2(R+r) = 0
(R+r)4
e² (R+r)² = e² 2R (R+r) Þ R + r = 2R
R = r (terbukti)
ARUS/TEGANGAN BOLAK-BALIK
Arus/tegangan bolak-balik adalah arus/tegangan yang besarnya selalu berubah-ubah secara periodik. Simbol tegangan bolak-balik adalah ~ dan dapat diukur dengan Osiloskop (mengukur tegangan maksimumnya).
NILAI EFEKTIF KUAT ARUS/TEGANGAN AC
Nilai efektif kuat arus/tegangan AC adalah arus/tegangan AC yang dianggap setara dengan kuat arus/tegangan AC yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.
Kuat arus efektif : Ief = Imaks / Ö2
Tegangan efektif : Vef = Vmaks / Ö2
Besaran yang ditunjukkan oleh voltmeter/amperemeter DC adalah tegangan/kuat arus DC yang sesungguhnya,sedangkan yang ditunjukan oleh voltmeter/amperemeter AC adalah tegangan/kuat arus efektif, bukan tegangan/kuat arus sesungguhnya.
| Generator adalah alat yang dapat menimbulkan sumber tegangan. Tegangan Bolak-Balik (V) yang ditimbulkan oleh generator : V = Vm sin wt w = 2pf = frekuensi anguler Arus Bolak-Balik (I) yang mengalir adalah : I = V/R = Vm/R sin wt I = Im sin wt Vm = tegangan maksimum |
Reaktansi Induktff : hambatan induktor pada rangkaian arus
bolak-balik.| XL = w > L = 2pf.L | |
| • Tegangan dan Arus pada Induktor : V = Vm sin wt I = Im sin(wt-90°) | |
| Jadi beda fase dalam rangkaian induktif 90° (arus ketinggalan 90° dari tegangan) Pada gambar terlihat : - beda fase I dan VL ialah 90° (tegangan mendahului arus) - beda fase I dan V ialah 45° (tegangan mendahului arus) |
0 komentar:
Posting Komentar