Materi Rangkaian arus searah

A. PENDAHULUAN

Rangkaian arus searah termasuk dalam pokok bahasan listrik dinamis, yaitu bagian ilmu fisika yang membahas tentang pergerakan muatan listrik dalam rangkaian. Arus listrik adalah gerakan muatan-muatan listrik. Arus listrik searah digunakan pada peralatan listrik DC seperti notebook/laptop, HP, rangkaian lampu mobil dan motor, serta radio. Meskipun demikian, listrik yang disediakan PLN berupa arus bolak-balik karena tegangannya mudah dinaikkan atau diturunkan menggunakan transformator. 

C. TUJUAN PEMBELAJARAN

Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, siswa mampu: Peserta didik dapat Menganalisis Hubungan antara Tegangan dengan Kuat Arus Listrik Melalui kegiatan diskusi dan Eksperimen Virtual.

D. KEGIATAN BELAJAR MANDIRI 

MARI BEREKSPLORASI

Apabila lampu diganti dengan menggunakan daya yang lebih tinggi dari semula sedangkan sumber tegangan yang digunakan tidak diubah, maka lampu terlihat redup atau terang? . Hal ini disebabkan arus yang mengalir pada lampu semakin ….

KUAT ARUS LISTRIK

Arus listrik, yaitu aliran muatan listrik positif pada suatu penghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah. Pada baterai terdapat dua kutub yang potensialnya berbeda. Jika kedua kutub tersebut dihubungkan dengan lampu melalui kabel, maka akan terjadi perpindahan elektron dari kutub negatif ke kutub positif atau terjadi arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif, sehingga lampu dapat menyala. Besarnya arus listrik disebut kuat arus listrik yaitu jumlah muatan listrik yang melalui penampang suatu penghantar setiap satuan waktu. Bila jumlah muatan q melalui penampang penghantar dalam waktu t, maka kuat arus I secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Keterangan:

I = kuat arus listrik (A)

q = muatan listrik yang mengalir (C)

t = waktu yang diperlukan (sekon)

PENGAYAAN

1. Diketahui dalam waktu 1 menit, pada suatu penghantar mengalir muatan sebesar 300 coulomb. Berapa kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut?

2. Diketahui arus mengalir 250 mA pada muatan tertentu dalam waktu 0,5 menit. Tentukan besarnya muatan tersebut!

MATERI HUKUM OHM

Sebelum menjelaskan hukum ohm, kita bahas dulu rangkaian listrik. Pada dasarnya rangkaian listrik dibedakan menjadi dua, yaitu rangkaian listrik terbuka dan rangkaian listrik tertutup. Rangkaian listrik terbuka adalah suatu rangkaian yang belum dihubungkan dengan sumber tegangan, sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah suatu rangkaian yang sudah dihubungkan dengan sumber tegangan.

Dari Gambar Diatas, Gambar A adalah Rangkaian ……… .. dan gambar B adalah rangkaian ……..

Hukum ohm mempelajari tentang hubungan kuat arus dengan beda potensial  ujung-ujung hambatan. berikut ini gambar George Simon Ohm.

George Simon Ohm (1787-1854), melalui eksperimennya menyimpulkan bahwa arus I pada kawat penghantar sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujung kawat penghantar tersebut dan berbanding terbalik dengan hambatannya R. Pernyataan ini ditulis dengan persamaan :

Dimana :
V = Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V))
I = Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A))
R = Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω)

PENGAYAAN

1. Diketahui kuat arus sebesar 0,2 ampere mengalir pada suatu penghantar yang memiliki beda potensial 6 volt. Tentukan hambatan listrik penghantar tersebut!!

2. Suatu hambatan listrik sebesar 4 ohm terdapat pada suatu penghantar yang memiliki beda potensial 8 Volt. (a). Tentukan besarnya arus listrik yang mengalir, (b). Jika waktu yang diperlukan arus listrik mengalir pada penghantar tersebut adalah 40 sekon, tentukan besarnya muatan listrik tersebut!

Menyelidiki Hukum Ohm 

Ohm menyelidiki hubungan antara kuat arus dan tegangan listrik. Penambahan jumlah baterai pada rangkaian listrik sama dengan peningkatan ……….

Ketika ……….. listrik diperbesar, arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik juga semakin besar. Hal ini membuktikan bahwa arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik …………… …dengan sumber tegangan yang digunakan. Secara matematis  hubungan antara arus dan tegangan listrik I ~ V.

Ketika hambatan yang digunakan lebih besar dari semula, maka arus listrik yang mengalir menjadi semakin…… . Sebaliknya, arus listrik menjadi lebih besar apabila hambatan yang digunakan lebih …… dari semula. Dengan demikian arus listrik ………  dengan hambatan rangkaian.

Dari kedua percobaan di atas disimpulkan bahwa arus listrik yang mengalir pada rangkaian ………… dengan tegangan listrik dan ……….. dengan hambatan rangkaian. Secara matematis dapat ditulis: ……….

Eksprimen Virtual Hukum Ohm Hukum: Klik Disini