Nama Guru Mapel   :  Septyana Fori

Pelajaran                  :  IPA

Kelas                        :  9D              

Jam                           : 08.30 - 09.30

                       

 LISTRIK DINAMIS DAN STATIS

 

IPA KELAS 9, Selasa  26 Oktober 2021

 

KD : Memahami konsep dasar Listrik Dinamis dan Statis

Tujuan : Siswa dapat memahami tentang listrik dinamis dan stastis serta manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari

Assalamualaikum wr wb

Anak-anak ibu yang sholeh dan sholeha apa kabarnya......baik ya, sudah mengerjakan sholat dhuha dan murojoah pagi ini...... Alhamdullilah. Baiklah anak-anak pertemuan kali ini ibu akan menberikan materi tentang listrik dinamis dan statis serta manfaat bagi kehidupan sehari-hari, tetap semangat dan jaga kesehatan terima kasih.

 

Listrik Dinamis Dan Statis

 

Pengertian Arus Listrik

 

muatan listrik bergerak yang sering disebut sebagai listrik dinamis. Muatan listrik akan mengalami pergerakan apabila ada beda potensial dalam suatu rangkaian tertentu yang disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah muatan listrik bergerak? Apakah yang menjadi penyebab muatan listrik bergerak? Bagaimanakah rangkaian listriknya? 

Suatu zat terdiri dari bagian-bagian kecil yang disebut atom. Untuk masing-masing atom mempunyai inti yang berada di pusatnya. Inti atom dikelilingi oleh elektron seperti halnya pada tata surya kita bahwa planet-planet mengelilingi matahari. Untuk jenis bahan tertentu, elektron-elektron tersebut dapat dengan mudah bergerak. Elektron tersebut mendorong elektron yang lainnya dan berpindah dari satu atom ke atom yang lainnya, oleh karenanya akan terlihat seperti barisan elektron. 

Tumbukan antarelektron yang terjadi menghasilkan sejumlah energi yang mengalir.  Pada saat menyalakan lampu, radio, atau setrika listrik pada dasarnya memberi perintah pada barisan elektron supaya mulai bergerak dari sumber tegangan menuju alat listrik yang dipakai. Energi yang menggerakkan elektron disebut sebagai energi listrik. Gerakan dari barisan elektron tersebut yang menyebabkan mengapa lampu menjadi menyala, radio dapat berbunyi, dan setrika listrik menjadi panas. Bergeraknya elektron - elektron dalam kawat atau kabel dinamakan arus listrik. Para ahli sudah membuat suatu kesepakatan bahwa arus listrik akan mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Sehingga, arah arus listrik akan selalu berlawanan dengan arah aliran elektron. Apabila barisan elektron bergerak ke arah kiri, arah arus listrik akan bergerak ke arah kanan. Sebaliknya, apabila barisan elektron bergerak ke arah kanan maka arus listrik akan bergerak ke arah kiri.

a). Arus Listrik Mengalir pada Rangkaian Tertutup

Sesaat sesudah kita menyalakan lampu atau radio, bola lampu atau radio tersebut akan menyala. Hal ini memberi gambaran bahwa barisan elektron yang mengalir melewati bola lampu atau radio tidak berhenti. Sarana yang digunakan untuk mengalirkan elektron-elektron tersebut disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah rangkaian listrik bisa menjadikan adanya aliran arus listrik? Pada saat kita menghubungkan sakelar, elektron-elektron pada kawat penghubung mendapatkan energi untuk bergerak dari kutub negatif baterai menuju kutub positif baterai melalui lampu. Hal tersebut menunjukkan bahwa arus listrik mengalir dari kutub positif baterai melewati lampu ke kutub negatif baterai. Sebagai akibatnya, lampu akan menyala. Pada saat sakelar terbuka, gerakan elektron berhenti sebab kawat penghubungnya putus sehingga lampu tidak menyala. Begitu juga pada waktu salah satu ujung kawat penghubung terbuka, hal tersebut menjadikan hubungan yang terputus sehingga barisan elektron tidak bisa bergerak lagi. Rangkaian dengan sumber tegangan serta kawat penghubung yang saling bersatu dengan demikian tidak ada ujung pangkalnya, inilah yang disebut rangkaian tertutup. Syarat mengalirnya arus listrik yaitu:

• adanya sumber tegangan sebagai sumber energi
• rangkaian listriknya merupakan rangkaian tertutup.

b). Kuat Arus Listrik

Pada saat kita memperbesar sumber tegangan listruk, ini berarti bahwa kita telah memberikan energi listrik yang lebih besar lagi pada rangkaian, dengan demikian elektron pun akan bergerak semakin cepat yang mengakibatkan jumlah elektron yang melewati lampu dalam satuan waktu semakin banyak dan nyala lampu akan semakin terang. Pengertian kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap detik. Simbol kuat arus listrik adalah I. Apabila muatan listrik disimbolkan dengan huruf Q dan waktu disimbolkan dengan huruf t, kuat arus dirumuskan seperti yang berikut ini.

 

Satuan muatan listrik adalah coulomb (C) dan satuan waktu adalah sekon (s) maka satuan kuat arus listrik adalah coulomb per sekon (C/s) atau dikenal dengan nama ampere (A).

c). Mengukur Kuat Arus Listrik

Alat yang dipakai untuk mengukur besarnya kuat arus listrik pada suatu rangkaian disebut sebagai amperemeter. Oleh sebab yang diukur adalah arus listrik atau aliran elektron pada suatu rangkaian, maka amperemeter dipasang secara seri karena dipakai sebagai jalan aliran elektron. Sebelum melakukan pengukuran dengan menggunakan amperemeter, teman - teman sebaiknya mengenal terlebih dahulu cara kerja amperemeter.

 

Hukum Ohm dan Rangkaian Hambatan

Supaya dapat menghasilkan arus listrik pada suatu rangkaian, diperlukan beda potensial. Dengan menggunakan baterai merupakan salah satu cara untuk menghasilkan beda potensial tersebut. George Simon Ohm (1787–1854) menentukan dengan percobaannya bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang  diberikan ke ujung-ujungnya. menghubungkan kawat ke baterai 6 V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan apabila  dihubungkan ke baterai 3 V. Berapa besar aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan, namun juga akan tergantung pula pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron. Karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat maka elektron-elektron menjadi melambat. Semakin tinggi hambatan ini, maka akan semakin kuat arus untuk suatu tegangan V sehingga didapat persamaan:

 

 

Persamaan V=IR dikenal sebagai hukum ohm. Bahan atau alat yang tidak mengikuti hukum ohm disebut sebagai nohohmik. Satuan untuk hambatan disebut Ohm (Ω). Karena R = V/I maka 1,0 Ω sama dengan 1,0 V/A

Fungsi hambatan atau sering disebut resistor yaitu untuk mengatur besar atau kecilnya arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian tertutup. Hambatan dalam suatu rangkaian bisa dipasang secara seri, paralel, atau dipasang kombinasi keduanya.

 

a. Rangkaian Seri
Pada saat dua atau lebih hambatan dipasang dari ujung ke ujung maka dikatakan hambatan dihubungkan secara seri. Berikut gambarnya

Muatan yang melewati R₁ akan melewati R₂ dan R₃, oleh karenanya arus I yang sama melewati setiap hambatan.

 

Apabila dilihat dari rangkaian, tegangan sumber akan sama dengan jumlah tegangan dalam setiap hambatan.

Berdasarkan hukum ohm maka tegangan untuk tiap - tiap hambatan adalah seperti yang berikut ini:

 
Untuk contohnya yaitu apabila baterai 12 V dihubungkan dengan resistor 4 Ω, arus akan menjadi 3 A. Namun apabila baterai 12 V dihubungkan dengan tiga buah resistor 4 Ω yang dirangkai seri, hambatan totalnya 12 Ω dan arus yang mengalir hanya sebesar 1 A

 

2. Rangkaian Paralel

 

Pada rangkaian paralel, arus total I yang meninggalkan baterai terbagi menjadi 3 cabang. Oleh sebab muatan listrik tetap, maka arus yang masuk ke dalam titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang.

 

Sehingga pada saat hambatan terhubung paralel, masing-masing mengalami tegangan yang sama.

Olehkarenanya, tegangan sumber diberikan pada setiap hambatan. Untuk mengetahui hambatan pengganti pada rangkaian paralel maka:

 

 

c). Sumber Tegangan Listrik

Beberapa sumber tegangan listrik yang sering dipakai di antaranya yaitu elemen kering, elemen volta, dan akumulator.

a. Elemen Volta

Untuk pertama kalinya elemen volta oleh Alesandro Volta (1745–1827). Elemen volta merupakan sel elektrokimia yang bisa menghasilkan arus listrik.

 

Prinsip elemen volta ini yaitu dipakai untuk membuat baterai dan aki yang bisa bekerja dalam waktu yang lebih lama.

b. Elemen Kering

 

Baterai merupakan elemen kering atau sel kering. Elemen kering ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai terdiri atas dua elektroda dan masing-masing elektroda memiliki bahan kimia yang berbeda. Terdapat berbagai jenis, tipe, dan ukuran baterai. Baterai dipakai sebagai sumber energi, misalnya untuk menggerakkan mobil mainan, menyalakan lampu senter, radio, dan remote TV.  Sebuah baterai ukuran kecil, umumnya mempunyai tegangan sebesar 1,5 V. Baterai yang disusun seri menghasilkan nilai tegangan yang lebih besar. Besarnya tegangan total baterai yang disusun seri merupakan penjumlahan dari besar tegangan setiap baterai.
Apabila tiga baterai bertegangan 1,5 V dipasang seri,  tegangan total rangkaian itu menjadi 4,5 V, yaitu dari hasil penjumlahan 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V. Secara matematis, perumusannya bisa kita tulis seperti yang berikut ini

V_total = V₁ + V₂ + V₃

Alat elektronika yang memakai baterai sebagai sumber energi listriknya, dianjurkan dimatikan apabila tidak dipergunakan, karena energi kimia dalam baterai akan cepat habis dan baterai tidak dapat digunakan lagi.

c. Akumulator

Akumulator (aki) termasuk elemen sekunder, artinya elemen yang reaksi kimianya bisa dibalik.

 

Pada proses pengisian aki, kutub positif aki dipasangkan pada kutub negatif sumber tegangan arus searah dan kutub negatif aki dipasangkan pada kutub positif sumber tegangan arus searah. Reaksi kimia yang terjadi pada waktu mengisi aki berkebalikan dengan reaksi kimia pada waktu aki dipakai.

Pada kehidupan sehari-hari, aki sering kita dijumpai di mobil ataupun motor. Aki dimanfaatkan untuk menghidupkan mesin mobil sebagai sumber energi listrik. Untuk daerah yang belum terjangkau oleh jaringan listrik PLN, aki dapat dipakai sebagai sumber energi untuk TV dan radio.

 

 

Demikianlah materi tentang listrik dinamis dan statis

Tugas kalian:

Buatlah gambar batu baterai serta keterangannya

Jawaban di kirim ke WA ibu

Terima Kasih 

Wassalamualaikum wr wb