Ringkasan Buku Sekolah
Kelas 9 (SMP/MTS)
IPA
Bab 5 Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari
Latihan Soal dan JawabanA. Konsep Listrik Dinamis
1. Arus Listrik
Arus listrik mengalir karena pada ujung-ujung rangkaian ada beda potensial listrik
Pada rangkaian listrik tertutup, besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat ditentukan dengan menghitung besar muatan listrik yang mengalir pada rangkaian setiap detiknya. Hal ini karena besar arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan besarnya muatan listrik yang mengalir pada setiap detik, atau secara matematis besar arus listrik ditulis sebagai berikut.
dengan:
I = arus listrik (ampere)
q = muatan listrik (coulomb)
t = waktu (sekon)
2. Hantaran Listrik
Tembaga dan perak merupakan bahan yang paling baik untuk menghantarkan listrik, sedangkan plastik dan karet merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik
a. Konduktor Listrik
Bahan-bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik disebut dengan konduktor listrik.
b. Isolator Listrik
Bahan isolator ini adalah bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena di dalam bahan ini elektron sulit mengalir.
c. Semikonduktor Listrik
Bahan semikonduktor listrik adalah bahan-bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor.
Contoh bahan semikonduktor listrik adalah karbon, silikon, dan germanium.
Besar hambatan setiap jenis kawat yang panjangnya satu satuan panjang per satu satuan luas penampang disebut hambatan jenis (ρ).
Besar hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis kawat sehingga dapat dituliskan:
dengan:
R = hambatan kawat (Ω)
ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)
L = panjang kawat (m)
A = luas penampang kawat (m2)
Tabel .Hambatan Jenis Bahan
3. Rangkaian Listrik
Pada rangkaian listrik yang tidak memiliki percabangan kabel, rangkaian tersebut disebut rangkaian seri.
Ketiadaan percabangan kabel pada rangkaian listrik seri mengakibatkan aliran listrik akan terputus jika salah satu ujung kabel terputus, sehingga arus tidak ada yang mengalir di dalam rangkaian dan seluruh lampu akan mati.
Pada rangkaian listrik yang memiliki percabangan kabel, rangkaian tersebut disebut rangkaian paralel. Jika salah satu ujung kabel terputus, maka arus listrik akan tetap mengalir pada kabel lainnya yang masih terhubung dan beberapa lampu lainnya akan tetap menyala.
4. Karakteristik Rangkaian Listrik
a. Hukum Kirchhoff
Menurut hukum Kirchhoff, besar arus listrik yang masuk ke dalam titik cabang kawat penghantar nilainya sama dengan besar arus listrik yang keluar dari titik cabang kawat penghantar tersebut.
Secara matematis, pada setiap titip cabang berlaku:
b. Rangkaian Hambatan Listrik
1) Rangkaian Hambatan Listrik Seri
Menurut hukum Ohm
V1 = I ∙ R 1
V2 = I ∙ R 2
V total = IR1 + IR2 = I (R1 + R2)
Karena :
Vs = I ∙ R s = V total
maka, R s
R s = R 1 + R 2
Jika ada n buah hambatan yang disusun secara seri maka:
R s = R 1 + R 2 + .... + R n
Gambar .Rangkaian Seri Hambatan Listrik
2) Rangkaian Hambatan Listrik Paralel
Pada rangkaian paralel, tegangan listrik bernilai sama tetapi besar kuat arusnya berbeda, sehingga:
Gambar .Rangkaian Paralel Hambatan Listrik
c. Rangkaian GGL dan Hukum Ohm pada Rangkaian Tertutup
Baterai baru yang belum dipakai umumnya memiliki Gaya Gerak Listrik (GGL) = 1,5 V. Artinya sebelum dirangkaikan untuk menghasilkan arus listrik, di antara kutub-kutub baterai ada tegangan sebesar 1,5 V. Jika baterai dihubungkan dengan suatu rangkaian sehingga ada arus yang mengalir, maka tegangan di antara kutubkutub baterai disebut tegangan jepit. Perbedaan besar GGL dan tegangan jepit baterai terjadi karena adanya hambatan dalam pada baterai.
Menurut hukum Ohm, besar kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup adalah:
dengan:
r = hambatan dalam (Ω)
R = hambatan luar (Ω)
E = GGL baterai (volt)
V = tegangan jepit (volt)
I = arus listrik (ampere)
Elemen listrik yang sama dipasang secara seri dapat dihitung dengan menggunakan rumus
sehingga besar kuat arusnya adalah:
5. Sumber Arus Listrik
Listrik adalah energi, sehingga sesuai dengan hukum kekekalan energi, untuk menghasilkan energi listrik perlu adanya alat yang dapat mengubah energi lain menjadi energi listrik.
6. Sumber-Sumber Energi Listrik
a. Energi Matahari
b. Energi Angin (Kincir Angin)
c. Energi Air (Hydropower)
d. Bioenergi
7. Transmisi Energi Listrik
Gambar .Transmisi Energi Listrik Jarak Jauh
B. Penggunaan Energi Listrik, Upaya Penghematan, dan Pencegahan Bahaya Penggunaannya
1. Penggunaan Energi Listrik di Lingkungan Sekitar
Perhitungan biaya listrik dilakukan dengan mengalikan energi listrik yang terpakai dengan tarif dasar listrik per kWh. Misalnya sebuah lampu dengan daya 10 watt dinyalakan dalam waktu 8 jam/hari selama 30 hari. Karena lampu 10 watt artinya dalam 1 detik menggunakan energi listrik sebesar 10 joule, maka energi total yang digunakan lampu selama 30 hari adalah W = P × t = 10 × 8 × 30 = 2400 Wh = 2,4 kWh. Jika tarif dasar listriknya Rp385,00, maka biaya yang harus dibayarkan adalah sebesar Rp924,00.
2. Upaya Penghematan Energi Listrik
Salah satu upaya untuk menghemat energi listrik adalah dengan menggunakan energi listrik seperlunya atau mengganti peralatan listrik dengan peralan berdaya lebih kecil.
3. Pencegahan Bahaya Penggunaan Listrik
Berikut disajikan beberapa prosedur ”Aman Menggunakan Listrik”.
a. Mencabut kabel dari stop kontak bila tidak menggunakan peralatan listrik.
b. Menghindari air dan kondisi tangan yang basah saat ingin menyambung atau melepas sambungan kabel dengan stop kontak.
c. Tidak memegang lubang stop kontak atau sambungan kabel yang terbuka.
d. Selalu memperhatikan peringatan penggunaan listrik yang ada pada peralatan listrik.
e. Memasang sekering dengan benar untuk menghindari kebakaran dengan cara memutus arus pendek yang terjadi di rumah secara otomatis.
MATERI-MATERI LAINNYA :
Untuk melihat barang-barang bagus dan murah silahkan cek:
Komentar
Posting Komentar