RANGKAIAN LISTRIK
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 WHEATSON
2.
|
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)
