mouse

Rangkaian Listrik 1

RANGKAIAN LISTRIK I

RANGKAIAN LISTRIK I

Di dalam posting Rangkaian litrik 1 ini akan dibahas mengenai : Eektron, arus listrik, tegangan, sumber listrik, satuan listrik, rangkaian DC, hukum ohm, hukum kirchoff, konfigurasi tahanan, teori crop, teori node voltge, teori super posisi, teori Northon, teori Thevenin dan tranfer daya maksimum.




1. Elektron, Arus Listrik dan Sumber Listrik

2. Satuan Listrik

3. Rangkaian DC






A. ELEKTRON, ARUS LISTRIK DAN SUMBER LISTRIK



1. Elektron dan Arus listrik


Sebelum mempelajari tentang Elektron, alangkah baiknya jika keta membahas tentang atom.Atom adalah partikel yang membentuk senyawa menjadi penyusun suatu materi. Di dalam atom terdapat 3 partikel lagi yaitu proton, neutron, dan elektron. Proton-proton dan neutron-neutron membentuk inti atom sedangkan elektron mengelilingi inti atom dan membentuk kulit atom.

Elektron membentuk kulit dari kulit terdalam sampai kulit terluar. Elektron pada kulit terluar akan berikatan dengan elektron kulit terluar dari atom lain. Elektron yang tidak berpasangan dengan elektron atom lain disebut elektron bebas.

Listrik sebenarnya adalah elektron bebas yang mengalir.
Dulu pada fisikawan berteori jika elektron mengalir,
maka proton pun akan mengalir belawanan dengan elektron dan saling berekombinasi.
Oleh karena itu, pada zaman fisika klasik, arus listrik adalah aliran proton yang mengalir dari positif ke negatif.
Belakangan ditemukan bahwa ternyata bahwa saat listrik mengalir, proton tidak keluar dari inti atom.
Namun karena buku-buku para ahli sudah banyak yang menulis bahwa arus listrik mengalir dari positif
ke negatif maka para fisikawan pada saat itu mengadakan aturan bahwa arus memang mengalir dari kutub positif
tetapi sebenarnya arus listrik adalah elektron yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Jadi arus listrik sebenarnya adalah aliran elektron tetapi mempunyai arah yang berbeda.

matakuliahmu.blogspot.com


2. Sumber Listrik

Bila 2 titik yang mempunyai besar muatan listrik berbeda (positif dan negatif) didekatkan, maka akan timbul gaya gerak listrik(ggl).
Semakin besar perbedaan muatan listrik dari kedua kutub tersebut, semakin besar pula ggl yang ditimbulkan.
Jika kedua kutub dihubungkan dengan sebuah penghantar/konduktor, maka elektron-elektron yang terdapat pada kutub negatif akan mengalir ke kutub pasitif melalui penghatar tersebut yang berarti arus listrik akan mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.
Kedua kutub inilah yang disebut sumber listrik.
Berikut adalah contoh dari sumber-sumber listrik:

1. medan elektromagnetik misalnya generator

2. semikal/zat kimia misalnya aki dan baterai

3. fotoelektrik misalnya panel surya arus searah
matakuliahmu.blogspot.com





B. SATUAN LISTRIK



1. Muatan listrik

Muatan listrik terdapat pada setiap partikel. Seperti yang telah dibahas,
bahwa elektron bermuatan negatif. Sehingga partikel yang mempunyai lebih banyak kelebihan elektron dari
partikel lain disebut mempunyai muatan yang lebih negatif.

Suatu materi/benda dikatakan bermuatan negatif ketika atom materi itu mengalami penambahan elektron,
maka jumlah muatan kulit atom akan lebih besar dari pada muatan inti. sehingga meteri tersebut berkelakuan seperti benda bermuatan negatif.

Suatu materi/benda dikatakan bermuatan positif ketika atom materi itu mengalami pengurangan elektron,
maka jumlah muatan kulit atom akan lebih kecil dari pada muatan inti. Ini menyebabkan meteri tersebut berkelakuan seperti benda bermuatan positif.

Sesuai nama penemunya, satuan muatan adalah Coulomb.
1 Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam penghantar yang disebabkan mengalirnya arus listrik selama 1 detik.
Rumus muatan listrik adalah sebagai berikut:

q = I . t
matakuliahmu.blogspot.com


2. Arus listrik

Arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir selama 1 detik.
Simbol arus listrik adalah I. Sesuai nama penemunya, Arus listrik mempunyai satuan Ampere (A).
Dalam 1 Ampere mengalir kira-kira 6,24 x 1018 elektron. 1 elektron mempunyai muatan sebesar qe = -1,6 x 10-19 Couloumb.
sehingga besar muatan yang mengalir dalam arus sebesar 1 A selama 1 detik adalah:


q = (6,24 x 1018)(-1,6 x 10-19)


=> q = -0,9984 ~ -1 Coulomb (tanda minus menujukkan bahwa yang mengalir adalah elektron/bermuatan negatif)



matakuliahmu.blogspot.com


3. Tegangan istrik

Tegangan listrik mempunyai satuan Volt yang diberi nama sesuai dengan penemu listrik dan mempunyai simbol V.
Bergeraknya elektron-elektron ke muatan yang lebih positif menyebabkan adanya perubahan energi yang dialami oleh elektron-elektron tersebut.
Perubahan energi 1 Joule yang dialami oleh partikel yang bermuatan 1 Coulomb disebut mempunyai tegangan 1 Volt.
Hubungan tersebut ditunjukkan dengan rumus:

V = W/q


Dengan demikian, setiap adanya perbedaan muatan pada dua titik maka ada perbedaan tegangan dari
kedua titik tersebut (DV).


matakuliahmu.blogspot.com



4. Resistansi

Seperti yang telah dipelajari sebelumnya, bahwa arus listrik sebenarnya adalah elektron yang mengalir dari sumber listrik yang melewati ruangan elektron bebas dengan cara mendorongnya.
Setiap penghantar mempunyai elektron bebas yang berbeda-beda. Dengan demikian, setiap penghantar mempunyai ruangan untuk melewatkan elektron yang berbeda pula.
Dengan demikian jenis penghantar(g) dengan jenis penghantar yang lain mempunyai kemampuan melewatkan arus yang berbeda-beda.

Semakin lebar luas penampang(A) maka elektron akan semakin banyak mengalir.

Semakin panjang penghantar(l) yang dilalui elektron,
maka elektron akan semakin jauh jarak yang harus ditempuh elektron sehingga membutuhkan energi yang lebih besar untuk mengalir ke kutub positif.

Hambatan yang dialami oleh arus listrik untuk mengalir disebut resistansi.
Simbol resistansi adalah R dan satuannya adalah Ohm(sesuai nama penemunya).

Dari ketiga faktor di atas, resistansi mempunyai rumus:

R = g.A / l



Simbol resistansi adalah R dan satuannya adalah Ohm (sesuai nama penemu hukum Ohm).
Hukum Ohm akan dipelajari lebih lanjut di pembahasan berikutnya. Pada dasarnya hukum Ohm mamperlihatkan
hubungan tegangan dan arus.

Hubungan Resistansi dalam fungsi tegangan dan arus:
R = V/I

matakuliahmu.blogspot.com



5. Energi

Simbol energi adalah W. Energi mempunyai satuan Joule.

Sebuah partikel ketika bergerak akan menghasilkan energi sebesar W=1/2(m.v2)

Partikel yang bermuatan menyimpan energi sebesar W=q.V

Dari hubungan tersebut maka kecepatan elektron yang mengalir pada suatu penghantar dapat dihitung dengan rumus:
v = ((2qV)/m)1/2

matakuliahmu.blogspot.com



6. Daya

Simbol daya adalah P. Daya mempunyai satuan Watt. 1 Watt adalah besarnya energi yang mengalir selama 1 detik.

P = W/t


Hubungan daya dalam fungsi tegangan dan arus ditunjukkan sebagai berikut:
P = W/t = (q . V)/t = (I . t .V)/t = I . V



Hubungan daya dalam arus dan tahanan:
P = I . V = I 2 . R

matakuliahmu.blogspot.com





C. RANGKAIAN DC



Demi kepuasan pembaca, penulis sedang berusaha mengkaji lebih dalam tentang pembasan yang terakhir ini.

matakuliahmu.blogspot.com



matakuliahmu.blogspot.com