LISTRIK STATIS & DINAMISS

 LISTRIK STATIS DAN DINAMIS

http://www.centralartikel.com/2010/09/pengertian-dan-penjelasan-listrik.html

Pengertian dan Penjelasan Listrik Statis Lengkap Beserta Penjelasan Yang Sangat Jelas

 

Listrik Statis - Petir adalah suatu kejadian alam yang luar biasa, karena dalam setiap kejadiannya energi yang dilepaskan lebih besar daripada yang dihasilkan oleh seluruh pusat pembangkit tenaga listrik di Amerika. Cahaya yang dikeluarkan oleh petir lebih terang daripada cahaya 10 juta bola lampu pijar berdaya 100 watt. Hal lain yang menakjubkan bahwa molekul-molekul nitrogen, yang sangat penting untuk tumbuhan, muncul dari kekuatan ini.

Mengapa petir dapat membebaskan energi? Darimana petir mendapatkan energi listrik?

Berapa biaya listrik yang dapat kita hemat jika kita dapat mengumpulkan energi dari petir?

Saat kita merenungi semua perihal petir ini, kita dapat memahami bahwa peristiwa alam ini adalah sesuatu yang menakjubkan. Bagaimana sebuah kekuatan luar biasa semacam itu muncul dari partikel bermuatan positif (proton) dan negatif (elektron) dari dalam sebuah atom, yang tak terlihat oleh mata telanjang. Perbedaan jumlah proton dan elektron dalam sebuah atom mengakibatkan atom bermuatan listrik. Karena semua benda tersusun oleh atom-atom, maka perubahan muatan listrik pada atom akan mengakibatkan perubahan listrik pada benda.

Setiap benda memiliki kecenderungan untuk berada dalam keadaan netral, oleh karena itu jika benda bermuatan maka secara spontan dapat membebaskan muatannya. Salah satu contohnya adalah petir. Sifat-sifat muatan listrik antara lain: 1) listrik terdiri dari dua jenis muatan yaitu muatan positif dan negatif, 2)muatan listrik akan saling berinteraksi, muatan sejenis tolak menolak dan muatan tidak sejenis tarik-menarik. Para ahli berusaha memanfaatkan muatan listrik statis untuk berbagai keperluan dalam kehidupan sehari-hari.

Bagaimana Benda dapat Bermuatan Listrik?
Setiap zat tersusun atas atom-atom, dengan demikian muatan listrik suatu zat tergantung dari jenis muatan listrik atom-atomnya. Jika atom-atom benda lebih cenderung melepaskaan elektron, maka zat yang disusunnya lebih cenderung bermuatan positif. Sebaliknya jika atom-atom benda lebih cenderung menangkap elektron, maka zat yang disusunnya cenderung bermuatan negatif. Dengan demikian muatan listrik sebuah benda sangat tergantung dengan muatan listrik atom-atom penyusunnya.

Bagaimana cara membuat benda bermuatan listrik?

Suatu benda dapat dimuati listrik dengan dua cara yaitu:

1. Menggosok

a. Menggosok penggaris plastik dengan kain wool --> Penggaris menjadi bermuatan listrik jenis negatif.
b. Menggosok kaca dengan kain sutera --> Kaca menjadi bermuatan listrik jenis positif.

Mengapa dengan menggosokkan benda ke benda lain dapat membuat benda bermuatan listrik? Apakah semua benda jika digosokkan akan bermuatan listrik?

Muatan listrik pada sebuah benda, sangat dipengaruhi olah muatan listrik atom-atom penyusunnya. Ada atom-atom yang cenderung melepas elektron, tetapi ada juga atom-atom yang cenderung mengikat elektron. Jika dua benda tersusun dari atom-atom yang memiliki perbedaan sifat tersebut saling digosokkan maka, maka interaksi itu akan lebih mudah membuat benda bermuatan listrik.

Dari animasi di atas. Jika kain sutera digosokkan pada kaca, maka elektron-elektron kaca akan berpindah menuju sutera, sehingga kaca menjadi bermuataan positif. sementara itu kain sutera menjadi bermuatan negatif karena mendapat tambahan elektron.

Jika kain wool digosokkan pada plastik, maka elektron-elektron kain wool akan berpindah menuju plastik, sehingga plastik menjadi bermuataan negatif. sementara itu kain wool menjadi bermuatan positif karena kehilangan elektron-elektronnya.

2. Induksi

Bagaimana proses pemuatan listrik dengan induksi?

Induksi dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda netral. Akibatnya benda netral akan terpolarisasi. Jika benda netral yang telah terpolarisasi di hubungkan dengan tanah (di ground kan), maka elektron-elektronnya akan mengalir menuju tanah. Setelah penghantar yang menuju tanah di hilangkan dan benda bermuatan listrik dijauhkan, maka benda netral akan menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif). Induksi dalam jumlah muatan tertentu dapat mengakibatkan muatan listrik melompati gap (jarak pemisah), dalam hal ini dapat menimbulkan lintasan bunga api. Salah satu peristiwa yang besar adalah terjadinya petir.

Sifat Muatan Listrik --> Muatan listrik dapat menarik benda-benda kecil

Potongan kertas kecil-kecil dapat menempel pada penggaris yang bermuatan listrik karena adanya gaya listrik. Jika gaya listrik lebih besar dari gaya gravitasi benda maka benda akan menempel pada penggaris, sebaliknya jika gaya listrik kurang dari gaya gravitasi, maka benda tidak akan menempel.

Interaksi antara dua muatan listrik baik berupa gaya tolak atau gaya tarik dapat digambarkan dengan menggunakan garis-garis gaya listrik berikut:

http://www.artikelbagus.com/2011/08/listrik-statis-hukum-coulomb.html

ListrikStatis(HukumCoulomb)

Pada materi terdahulu telah kita pelajari bahwa ada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif. Charles Augustin Coulomb (1736 – 1806) seorang ahli bangsa Perancis telah mengukur tarikan dan tolakan listrik secara kuantitatif dengan suatu percobaan menggunakan alat yang biasa disebut neraca puntir Coulomb.

Hasil pengamatan yang dilakukan oleh Coulomb menunjukkan bahwa besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda itu.

Gaya listrik (tarik-menarik atau tolak-menolak) antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan listrik masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua muatan listrik. (Hukum Coulomb)

http://rumusfisika-shohy.blogspot.com/2010/01/listrik-statis.html

RUMUZ LISTRIK STATIS

01.

= 9 x 10 ⁹ Nm²/Coulomb²

e₀ = 8,85 x 10^-12 Coulomb² / newton m²

F = gaya

Q1 = muatan benda 1

Q2 = muatan benda 2

R = jarak benda 1 ke 2

02.

E = kuat medan listrik

Q = muatan

R = jarak

03. Kuat medan listrik oleh bola konduktor.

ER=0.

Er = kuat medan listrik di pusat bola

Es = kuat medan listrik di kulit bola

Ep = kuat medan listrik pada jarak p dari pusat bola

04. Kuat medan disekitar pelat bermuatan.

σ = rapat muatan Ep = kuat medan listrik

05.

Bila r_A = ~ maka →

06.

V = potensial listrik

07.

08. POTENSIAL BOLA KONDUKTOR.

V_O = V_K =

09. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

10.

11.

12.

13. atau

14. Susunan Seri.

- Qs = Q₁ = Q₂ = Q₃ = .....

- Vs = Vab + Vbc + Vcd + Vde +.....

-

15. Susunan paralel.

- Vp = V₁= V₂ = V₃

- Qp = Q₁ + Q₂ + Q₃ + .....

- Cp = C₁ + C₂ + C₃ + .....

16.

C = kapasitas listrik

Q = muatan listrik

V = beda potensial

Co = Kapasitas dalam hampa udara

d = jarak antar dua keping

A = luas masing-masing keeping

K = konstanta dielektrika

W = energi kapasitor

Contoh rangkaian listrik statis

 

http://terminaltechno.blog.uns.ac.id/2009/11/07/aplikasi-dan-gejala-listrik-statis-dalam-kehidupan-sehari-hari/

APLIKASI DAN GEJALA LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Listrik statis adalah listrik yang tidak mengalir atau listrik yang muatan-muatan listriknya berada dalam keadaan diam. Listrik statis merupakan bentuk listrik yang dihasilkan bila beberapa benda digosokkan satu sama lain.

1. PENGGARIS BERMUATAN LISTRIK

Kalian telah mengetahui bahwa apabila penggaris atau mistar plastic digosok-gosokkan pada rambut yang kering, kemudian didekatkan pada sobekan kertas kecil, maka sobekan kertas kecil tersebut akan tertarik dan menempel pada penggaris. Mengapa hal itu dapat terjadi? Karena penggaris plastik yang digosok-gosokkan pada rambut, menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itulah yang menyebabkan sobekan kertas kecil dapat tertarik ke penggaris. Perhatikan gambar di samping! Tentu dalam benak kalian timbul pertanyaan, Bagaimana muatan listrik tersebut dapat berada pada penggaris? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, pahamilah terlebih dahulu penjelasan berikut ini. Semua zat yang ada di alam ini tersusun dari atom yang sangat kecil. Atom tersebut terdiri atas partikel-partikel yang bermuatan positif, negatif, dan netral. Muatan positif disebut proton, muatan negatif disebut elektron dan muatan netral disebut neutron.

Apakah harus rambut kering? Bagaimana kalau tidak kering, berminyak misalnya?

Mengapa harus yang kering? Tentu

karena air mempunyai sifat konduktor yang kurang baik dan energi yang

ditimbulkan akibat gosokan antara rambut basah dan sisir plastik akan diserap oleh air tersebut, sehingga tidak muncul gejala kelistrikannya

Inti atom atau disebut nukleus terdiri atas proton dan neutron yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak terus-menerus. Elektron pada atom dapat keluar atau masuk ke dalam susunan atom. Jika elektron keluar dari susunan atom, maka jumlah proton dalam atom lebih banyak dari jumlah elektron, sehingga atom menjadi bermuatan positif. Sedangkan apabila elektron masuk pada susunan atom, maka jumlah proton dalam atom lebih sedikit dari jumlah elektron, sehingga atom menjadi bermuatan negatif. Atom akan bersifat netral (tidak bermuatan) bila jumlah proton dalam inti atom sama dengan jumlah electron yang mengitari inti atom tersebut. Setelah memahami penjelasan di atas, pertanyaan tadi dapat dijawab dengan penjelasan berikut. Penggaris plastik yang digosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik karena elektron dari rambut berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris plastik tersebut menjadi bermuatan negatif.

Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan jalan digosokkan. Contoh lainnya, yaitu ketika batang plastik digosok dengan kain wol, elektron-elektron dari kain wol berpindah ke batang plastik, sehingga batang plastik kelebihan elektron. Dengan demikian, batang plastik menjadi bermuatan negatif. Sebaliknya, ketika batang kaca digosok dengan kain sutera, maka elektronelektron dari batang kaca berpindah ke kain sutera, sehingga batang kaca kekurangan elektron. Dengan demikian, batang kaca menjadi bermuatan positif.

Deret benda yang menunjukkan bahwa benda akan memperoleh muatan negatif bila digosok dengan sembarang benda di atasnya, dan akan memperoleh muatan positif bila digosok dengan

benda di bawahnya.dinamakan deret tribolistrik. Deret Tribolistrik

1. Bulu kelinci, 2. Gelas, 3. Mika, 4. Wol, 5. Bulu kucing, 6. Sutra, 7. Kapas, 8. Kayu, 9. Batu Ambar, 10. Damar, 11. Logam(Cu,Ni,Ag), 12. Belerang, 13. Logam(Pt,Au), 14. Seluloid

Apakah sobekan kertas yang tertarik oleh penggaris plastic tersebut sebelumnya digosok dulu sehingga bermuatan? Jika tidak, dari mana muatan pada kertas sehingga dapat tertarik oleh penggaris plastic?

Sobekan kertas tidak perlu di gosokkan, yang di gosok-gosokkan ke rambut adalah penggaris plastic. penggaris yang digosok-gosokkan ke rambut menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itulah yang menyebabkan sobekan kertas kecil dapat tertarik ke penggaris. Penggaris plastik yang digosokkan pada rambut menjadi bermuatan listrik karena elektron dari rambut berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik kelebihan elektron. Akhirnya penggaris plastik tersebut menjadi bermuatan negatif dan bersifat menarik benda-benda kecil dan ringan termasuk potongan-potongan kertas kecil,sesaat kemudian

potongan-potongan kertas kecil lepas kembali karena muatan penggaris tersebut dinetralkan kembali oleh molekul-molekul air di udara yang bersifat polar, yakni muatan negatif penggaris pergi

menuju muatan positif molekul-molekul air di udara. Berdasarkan penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa sebuah benda netral dapat bermuatan listrik statis dengan jalan digosokkan

2. TERJADINYA PETIR

PENGOSONGAN MUATAN LISTRIK

Timbulnya petir akibat loncatan muatan listrik statis di ionosfir. Loncatan muatan listrik terjadi pada saat muatan listrik bergerak secara bersama-sama. Kejadian ini disebut pengosongan listrik statis. Pengosongan itu ditunjukkan oleh sambaran petir pada Gambar 10.

Dari mana asal muatan listrik di ionosfir? Kalau pada lapisan ionosfir tidak terdapat awan, mungkinkah petir itu terjadi?

Ionosfer / Ionosfir Ketebalannya ionosfer : 50 - 100 km

Adalah lapisan yang bersifat memantulkan gelombang radio. Karena ada penyerapan radiasi dan sinar ultra violet maka menyebabkan timbul lapisan bermuatan listrik yang suhunya menjadi tinggi. Tidak, karena petir itu terjadi karena adanya awan bermuatan. dan ketika awan yang bermuatan itu melepaskan muatannya maka akan terjadi petir.

Muatan listrik dapat hilang dengan pengosongan. Pengosongan terjadi apabila tersedia suatu jalan bagi elektron-elektron untuk mengalir dari suatu benda bermuatan ke benda lain. Perpindahan muatan listrik statis dari satu benda ke benda lain disebut penetralan atau pengosongan muatan statis. Pengosongan itu lazim juga disebut pentanahan, karena muatan itu sering dikosongkan dengan cara menyalurkan ke tanah. Pengosongan muatan statis di udara dapat terjadi sangat besar sehingga menimbulkan suara dahsyat yang kita sebut guntur. Proses terjadinya petir dapat dijelaskan pada Gambar 11a, 11b, dan 11c. Bacalah keterangan

ketiga gambar tersebut.

Apakah yang dimaksud dengan “jalan bagi elektro” dalam hal ini? Bagaimana terbentuknya “jalan” tersebut?

Bagaimana penyaluran muatan ke tanah dilakukan?

Arus sambaran petir yang mengenai finial harus secara cepat dialirkan ke tanah dengan pengadaan sistem penyaluran arus petir melalui jalan terpendek. Dimensi atau luas penampang, jumlah dan rute penghantar ditentukan oleh kuadrat arus impuls sesuai dengan tingkat perlindungan yang ditentukan serta tingginya arus puncak petir. Pada penangkal petir, Muatan listrik akan mengalir ke bawah dengan aman melalui kabel logam , dan masuk ke dalam tanah. Itulah yang di sebut jalan bagi elektro.

Apakah setiap awan yang bermuatan akan selalu menyebabkan terjadinya petir? Bagaimana anda menjelaskan secara fisika jawaban anda?

Ketika langit berawan, tidak semua awan adalah awan petir. Hanya awan cumulonimbus yang menghasilkan petir. Petir terjadi karena pelepasan muatan listrik dari satu awan cumulonimbus ke awan lainnya, atau dari awan langsung ke Bumi. Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif menuju ke muatan positif. Menurut batasan fisika, petir adalah lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda. Yaitu antara awan cumulonimbus dengan tanah atau antar awan cumulonimbus.

http://www.g-excess.com/27876/pengertian-listrik-dinamis-dan-rangkaian-listrik/

Pengertian Listrik Dinamis dan Rangkaian Listrik

(Pengertian Listrik Dinamis dan Rangkaian Listrik) – Listrik dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. Cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis dengan cara muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. Kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuat arus yang masuk dengan kuat arus yang keluar.

Sementara itu, pada rangkaian seri, kuat arus tetap sama di setiap ujung-ujung hambatan. Sebaliknya, tegangan berbeda pada hambatan. Pada rangkaian seri, tegangan sangat bergantung pada hambatan. Akan tetapi, pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. Semua itu telah dikemukakan dalam hukum Kirchoff yang berbunyi “jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”.

Diwarta - Lintas post

Berdasarkan hukum Ohm, dapat disimpulkan bahwa cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus dikali hambatan. Hambatan nilainya selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus. Tegangan memiliki satuan volt (V) dan kuat arus adalah ampere (A), serta hambatan adalah ohm.

Hukum Ohm

Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik, tapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya, alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan, dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran.

Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854). Dia adalah seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.

Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Hambatan listrik dilambangkan dengan R, beda potensial V, dan kuat arus I. Jadi, hubungan antara R, V, dan I, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut. V=I.R

Misalnya, jika nilai hambatan 1 ohm dan tegangan 1 volt di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 ampere melalui konduktor tersebut. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (penghambat). Sebuah resistor dapat dibuat agar memiliki nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus.

Hambatan Kawat Penghantar

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya bisa mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

Hukum Kirchoff

Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat dipandang sebagai aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik. Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena dikemukakanpertama kali oleh Kirchhoff.

Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah rangkaian alat-alat listrik yang terhubung dan teraliri dalam suatu rangkaian listrik. Rangkaian listrik terbagi menjadi beberapa model. berikut ini macam rangkaian listrik.

Rangkaian listrik berdasarkan terbuka atau tertutupnya rangkaian listrik, yaitu:

Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian yang memiliki ujung sehingga arus tidak dapat mengalir dan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian yang tidak memiliki ujung sehingga arus dapat mengalir.

Rangkaian listrik berdasarkan cabangnya, yaitu:

• rangkaian seri (berurutan); dan
• rangkaian paralel (bercabang).

Rangkaian Listrik majemuk adalah rangkaian listrik yang terdiri dari dua buah loop atau lebih. Gambar berikut adalah rangkaian listrik majemuk beserta cara memecahkannya

Langkah-langkah untuk menyelesaikan rangkaian majemuk di atas adalah:

1) Andaikan arah loop I dan loop II seperti pada gambar

2) Arus listrik yang melalui r₁, R₁, dan R₄ adalah sebesar I₁, yang melalui r₂, R₂, dan R₃ adalah sebesar I₂, dan R₅ dilalui arus sebesar I₃

3) Persamaan Hukum I Kirchoff pada titik cabang b dan e adalah

I₁ + I₂ = I₃

I₃ = I₁ + I₂

4) Persamaan Hukum III Kirchoff pada setiap loop adalah seperti berikut

Loop I

a-b-e-f-a (arah looop sama dengan arah arus)

ΣE + ΣV = 0

I₁R₁ + I₃R₅ + I₁R₄ + I₁r₁ - E₁ = 0

E₁ = I₁(r₁ + R₁ + R₄) + I₃R₅

Loop II

b-e-d-c-b (arah loop searah dengan arah arus)

ΣE + ΣV = 0

I₃R₅ + I₂R₃ + I₂r₂ - E₂ + I₂R₂ = 0

Dengan menggunakan Hukum I Kirchoff, diperoleh persamaan I₃ = I₁ + I_2, dan dari Hukum II Kirchoff diperoleh persamaan (1) dan persamaan (2). Dari ketiga persamaan tersebut dapat ditentukan nilai dari I₁, I₂, dan I₃. Jika dalam perhitungan diudapat kuat arus berharga negatif, berarti arah arus sebenarnya berlawanan dengan arah arus yang anda andaikan. Namun perhitungannya tidak perlu diulang karena nilai arusnya adalah tetap sama hanya arahnya saja yang berbeda.

LATIHAN SOAL!

Perhatikanlah gambar rangkaian berikut. Tentukanlah besar tegangan listrik antara titik a dan b

Tahap Penyelesaian:1) Gambarkan arah arus pada setiap loop
Hukum I Kirchoff pada titik P
I₃ = I₁ + I₂..................(1)
2) Persamaan Hukum II Kirchoff pada setiap loop

Loop I (arah loop searah putaran jarum jam)
Σ E + Σ IR = 0
-3 + 12 + I₁(3 + 1 + 2) - I2 = 0
6I₁ - I2 = -9.......................(2)
Loop II (arah loop searah putaran jarum jam)
Σ E + Σ IR = 0
-12 + I₂ + 4,5 I₃ = 0
-12 = I₂ + 4,5(I₁ + I₂) = 0
4,5 I₁ + 5,5 I₂ = 12
9 I₁ + 11 I₂ = 24.................(3)
3) Kemudian eliminasi persamaan (2) dan persamaan (3) untuk memperoleh nilai I₁

4) Untuk memperoleh nilai I₂, substitusikan nilai I₁ ke dalam persamaan (2)
6I₁ - I2 = -9
6(-1) - I₂ = -9
I₂ = 3A
5) Menghitung nilai I₁ dari persamaan 1)
I₃ = I₁ + I₂
-1 A + 3 A = 2 A
6) Menghitung tegangan listrik antar titik a dan b
V_ab = I₃ . R
Vab = 2 A . 4,5 Ω= 9 volt

http://rinanta-blog.blogspot.com/2009/05/listrik-dinamis.html

Rumus Listrik Dinamis

ARUS SEARAH (D.C.)

Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).

ARUS LISTRIK

Arus listrik merupakan gerakan kelompok partikel bermuatan listrik dalam arah tertentu. Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah (berlawanan arah dengan gerak elektron).

KUAT ARUS LISTRIK (I)

adalah jumlah muatan listrik yang menembus penampang konduktor tiap satuan waktu.

I = Q/t = n e v A

Q = muatan listrik n = jumlah elektron/volume v = kecepatan elektron

Hambatan Jenis dan Hambatan Listrik

r = E/J R = r L/A

r = hambatan jenis (ohm.m)
E = medan listrik
J = rapat arus
R = hambatan (ohm)
L = panjang konduktor (m)

HUBUNGAN HAMBATAN JENIS DAN HAMBATAN DENGAN SUHU

rt = ro(1 + a Dt)

Rt = Ro(1 + a Dt)

rt, Rt = hambatan jenis dan hambatan pada t°C
ro, Ro = hambatan jenis dan hambatan awal
a = konstanta bahan konduktor ( °C-1 )
Dt = selisih suhu (°C )

HUKUM OHM

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor
I = V / R

HUKUM OHM UNTUK RANGKAIAN TERTUTUP

I = n E R + n rd

I = n R + rd/p

n = banyak elemen yang disusun seri

E = ggl (volt)

rd = hambatan dalam elemen

R = hambatan luar

p = banyaknya elemen yang disusun paralel

RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL

SERI R = R1 + R2 + R3 + ... V = V1 + V2 + V3 + ... I = I1 = I2 = I3 = ...

PARALEL 1 = 1 + 1 + 1 R R1 R2 R3 V = V1 = V2 = V3 = ... I = I1 + I2 + I3 + ...

ENERGI DAN DAYA LISTRIK

ENERGI LISTRIK (W)

adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.

W = V I t = V²t/R = I²Rt

Joule = Watt.detik

KWH = Kilo.Watt.jam

DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.

P = W/t = V I = V²/R = I²R

RANGKAIN LISTRIK

HUKUM KIRCHOFF I : jumlah arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.

S Iin = Iout

HUKUM KIRCHOFF II : dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (e) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol.

Se = S IR = 0

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.

syakir-berbagiilmu.blogspot.com/2012/04/penerapan-listrik-dinamis-dalam.html

PENERAPAN LISTRIK DINAMIS DALAM KEHIDUPAN MASYARAKAT

1.       Transmisi Daya Listrik

Pembangkit tenaga listrik biasanya terletak jauh dari pemukiman penduduk sehingga untuk memenuhi kebutuhan masyarakat akan energi listrik di perlukan jaringan kabel yang cukup panjang. Dengan kapasitas daya tertentu, ada dua plihan cara mentransmisikan daya listrik dari pembangkit listrik ke pemukiman penduduk.

  

Pertama, transmisi daya yang di lakukan dengan arus listrik yang besar (berarti tegangan listriknya rendah). Cara ini memerlukan kabel dengan penampang cukup besar untuk memperkecil hambatannya (makin luas penampang penghantar, makin kecil hambatannya). Akan tetapi, jarak tempuh yang sangat jauh mengharuskan di gunakannya kebel yang sangat panjang. Dalam hal ini hambatan listrik pada kabel menjadi besar (makin panjang penghantar, makin besar hambatannya). Ini berarti rugi daya (P = I²R) juga menjadi sangat besar. Pilihan ini menjadi tidak ekonomis, butuh kabel yang besar dan panjang dan rugi daya yang besar.

Pilihan kedua, yaitu transmisi daya yang menggunakan tegangan tinggi, di anggap lebih ekonomis. Dengan tegangan tinggi (berarti arus listriknya kecil), kawat yang di perlukan tidak perlu terlalu besar meskipun sangat panjang. Jadi, pilihan kedua ini terkait dengan arus listrik yang kecil dan hambatan yang lebih kecil di bandingkan penggunaan tegangan tinggi, dan yang tak kalah pentingnya adalah rugi daya yang relatif lebih kecil.

Penyaluran daya listrik dari pembangkit listrik dalam jarak jauh memerlukan transformator, baik step up (penaik tegangan) maupun step down (penurun tegangan). Tegangan dari pembangkit listrik sebelum di transmisikan (sekitar 10 kV) biasanya dinaikkan dulu menggunakan transformator step up (menjadi sekitar  150 kV). Selanjutnya, transmisi daya di lakukan dengan tegangan sangat tinggi tersebut. Untuk Penyaluran daya ke pemukiman penduduk dalam tingkat yang aman, didirikan gardu listrik untuk menurunkan tegangan dangan nilai tertentu (misal 10 kV). Pada transmisi berikutnya, tegangan di turunkan lagi ke tiang-tiang listrik sekitar pemukiman menjadi 220 V untuk langsung didistribusikan ke pemakai listrik.

2.       Rangkaian listrik di rumah tangga

a.       Penggunaan sekering

   

Pada rangkaian listrik di rumah tangga, kawat yang mengalirkan arus listrik sebenarnya memiliki hambatan. Jika arus listrik yang mengalir dalam kawat cukup besar sedangkan penampang kawat cukup kecil, kawat akan menjadi panas. Salah satu resiko hal semacam ini adalah terjadinya kebakaran. Kawat penghantar yang relatif besar mampu menahan arus yang relatif besar pula tanpa menjadi terlalu panas. Jadi, ada ukuran “batas aman” kawat penghantar sehubungan dengan besar arus yang akan di alirkannya. Jika besar kawat tak sebanding dengan besar arus listrik yang di alirkannya, akan terjadi “kelebihan beban” yang dalam kondisi tertentu dapat mengakibatkan kebakaran.

Untuk mencegah kelebihan beban pada rangkaian listrik biasanya di gunakan sekering. Jika terjadi kelebihan beban, sekering akan putus sehingga rangkaian terbuka, aliran listrik terhenti. Selain akibat kelebihan beban, putusnya sekering dapat juga di akibatkan adanya hubung pendek di mana hambatan rangkaian menjadi sangat kecil dan arus menjadi sangat besar.

b.      Pemanasan peralatan secara paralel

Rangkaian listrik di rumah-rumah biasanya di pasang secara paralel. Ini karena dalam rangkaian paralel, setiap peralatan (yang memiliki hambatan tertentu) akan mendapatkan tegangan yang sama besar (dalam rangkaian paralel tidak terjadi pembagian tegangan). Sedangkan arus listrik yang diperlukan masing-masing peralatan dapat di hitung berdasarkan nilai daya yang di butuhkannya (biasanya tertera peralatan tersebut).

Jika anda akan menggunakan/menyalakan beberapa peralatan listrik secara bersamaan, anda perlu memperhitungkan batas maksimal arus yang di gunakan. Jika arus total yang di gunakan semua peralatan tersebut melebihi kekuatan sekering, maka sekering akan putus.

Sebuah setrika listrik dengan daya P=300 watt pada tegangan V = 220 volt (tertulis 300W/220V), akan mengkonsumsi arus sebesar  I = P/V  atau sebesar 1,36 ampere. Sebuah bola lampu 100W/220V akan mengkonsumsi arus sebesar 0,45 ampere. Jika ketiga peralatan tersebut di gunakan secara bersamaan, arus total yang di serap sebesar 1,36 A + 0,45 A + 2,73 A = 4,54 A.

Andaikan sekering pada rangkaian listrik di rumah anda memiliki kekuatan maksimal 4 A, maka sekering tersebut akan putus dan aliran listrik di rumah anda akan padam. Anda harus mengganti sekering agar aliran listrik di rumah anda mengalir kembali. Agar sekering tidak putus, anda perlu mempertimbangkan agar pemakaian peralatan listrik tersebut tidak bersamaan.