Pengaruh terhadap Hambatan Jenis Bahan

Pengaruh terhadap Hambatan Jenis Bahan

Hambatan Jenis Bahan

Hambatan yang dimiliki oleh suatu bahan penghantar ternyata dapat mempengaruhi kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Hambatan yang besar pada suatu bahan menyebabkan bahan tersebut sukar mengalirkan arus listrik, sedangkan bahan yang hambatannya kecil akan lebih mudah mengalirkan arus listrik. Berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik, bahan dibedakan menjadi konduktor, isolator, semi konduktor, dan super konduktor.

Hambatan Jenis Bahan

Hambatan Jenis Bahan

Hambatan Jenis Bahan

a. Konduktor Bahan konduktor adalah bahan yang mudah mengalirkan arus karena elektron-elektron di setiap atomnya tidak terikat kuat oleh inti atom sehingga mudah bergerak atau berpindah. Dengan kata lain, bahan konduktor adalah bahan yang memiliki hambatan kecil. Bahan yang termasuk konduktor di antaranya adalah besi, baja, dan tembaga.

Hambatan Jenis Bahan

b. Isolator Bahan isolator memiliki sifat yang berlawanan dengan bahan konduktor. Bahan yang termasuk isolator sangat sulit, bahkan tidak bisa mengalirkan arus listrik. Pada bahan isolator, elektron-elektron di setiap atom pada bahan isolator terikat kuat oleh inti atom sehingga sangat sukar untuk bergerak dan berpindah. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa bahan isolator memiliki hambatan yang sangat besar. Namun, pada kondisi tertentu bahan isolator dapat berubah menjadi bahan konduktor. Kondisi tersebut adalah ketika bahan isolator mendapat tegangan yang sangat tinggi. Tegangan tinggi ini akan melepaskan elektron dari ikatan dengan inti atom sehingga elektron pada bahan isolator tersebut akan menjadi mudah bergerak dan berpindah. Bahan yang tergolong isolator adalah kayu dan plastik.

Hambatan Jenis Bahan

c. Semi Konduktor Bahan semi konduktor adalah bahan-bahan yang kadang bersifat isolator dan kadang bersifat konduktor. Yang termasuk bahan ini adalah karbon, silikon, dan germanium.

Hambatan Jenis Bahan

d. Super Konduktor Bahan super konduktor adalah bahan yang sangat kuat mengalirkan arus. Ilmuwan yang pertama kali menemukan bahan ini adalah tokoh yang berasal dari Belanda yang bernama Kamerlingh Onnes pada 1991. Bahan yang beliau temukan adalah raksa dan timah.

Hambatan Jenis Bahan

Hambatan Kawat Logam

Pada suatu kawat logam, hambatan listrik yang dimilikinya ternyata dipengaruhi oleh panjang bahan (kawat), luas penampang, dan hambatan jenis bahan kawat tersebut. Hambatan jenis suatu bahan (kawat) atau resistivitas adalah suatu besaran fisika dari suatu bahan yang tergantung pada temperatur dan jenis bahan tersebut. Bahan konduktor memiliki hambatan jenis yang kecil, sebaliknya bahan isolator memiliki hambatan jenis yang besar.

Berdasarkan banyak percobaan, para ahli menyimpulkan bahwa makin panjang dan makin besar hambatan jenis kawat, maka hambatan kawat pun akan makin besar. Tetapi, hambatan kawat logam tersebut akan berkurang jika luas penampang kawat logam tersebut makin besar. Hubungan ini dipenuhi oleh persamaan: dengan: R = hambatan kawat logam (ohm) ρ = hambatan jenis kawat (ohm m) λ = panjang kawat (m) A = luas penampang kawat (m2 ) R = ——– ρ⋅λ A

Rangkaian Listrik

Pernahkah kamu mematikan saklar lampu, lalu lampu di seluruh ruangan tempat kamu itu padam? Mengapa itu bisa terjadi? Lalu, mengapa pula di rumah kita terdapat banyak saklar?

Ketika saklar dimatikan, maka semua lampu padam. Hal ini dikarenakan lampu-lampu itu disusun dengan rangkaian seri, seperti rangkaian yang kamu buat pada eksperimen mengukur arus listrik. Sedangkan, alasan dibuat banyaknya saklar di rumah adalah untuk menghindari terhentinya semua aliran listrik jika kamu mematikan lampu. Banyaknya saklar menunjukkan bahwa rangkaian yang digunakan adalah rangkaian paralel, seperti yang kamu buat saat mengukur beda potensial.

1. Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah penyusunan komponenkomponen listrik secara berderet. Rangkaian seri dibuat untuk membagi-bagi beda potensial sekaligus memperbesar hambatan listrik. Karenanya, rangkaian seri jarang digunakan untuk merangkai komponen listrik di rumah-rumah. Jika suatu hambatan listrik dirangkai seri, maka kuat arus yang mengalir pada masing-masing hambatan akan sama besar, meskipun hambatan masing-masing komponen berbeda. Sehingga, pada rangkaian ini berlaku: a. I tot = I 1 = I 2 = I 3 = … = I n b. Vtot = V1 + V2 + V3 + … + Vn c. Karena 1) dan 2), maka berdasarkan hukum Ohm: Vtot = V1 + V2 + V3 + … + Vn Itot Rtot = I1 R1 + I 2 R2 + I3 R3 + … + I n Rn I tot Rtot = Itot R1 + I tot R2 + Itot R3 + … + I tot Rn I tot Rtot = Itot (R1 + R2 + R3 + … + Rn ) Rtot = R1 + R2 + R3 + … + Rn Jadi, untuk n buah hambatan yang disusun seri, maka hambatan penggantinya adalah Rtot= R1 + R2 + R3 + … + Rn .

Hukum I Kirchoff

Pada pembahasan rangkaian listrik telah disebutkan bahwa arus listrik yang mengalir di setiap hambatan pada rangkaian seri sama besar. Sedangkan, arus listrik pada rangkaian paralel sebanding dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatan resistornya. Hubungan antara arus yang mengalir dan rangkaian hambatan listriknya pertama kali ditemukan oleh ilmuwan fisika bernama Kirchoff. Kesimpulan dari hasil penelitiannya yang hingga sekarang dikenal sebagai Hukum Kirchoff, menyatakan bahwa kuat arus yang masuk melalui suatu penghantar sama dengan kuat arus yang keluar dari penghantar tersebut.

Ketika dihubungkan dengan alat listrik, sebuah baterai mengeluarkan arus sebesar 3 A. Jika arus yang mengalir pada R1 adalah 0,5 A, berapakah besar arus yang mengalir pada R2 dan I k 

• Arus listrik adalah aliran proton atau muatan listrik positif yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. • Gaya gerak listrik (ε) adalah beda potensial antara kutub-kutub sebuah sumber listrik ketika saklar terbuka dan tidak mengalirkan arus. • Tegangan jepit (V) adalah beda potensial antara kutub-kutub suatu elemen listrik ketika saklar ditutup dan mengalirkan muatan listrik. • Hukum Ohm menyatakan bahwa: R = — atau V = IR • Resistivitas adalah besaran fisika dari suatu bahan yang tergantung pada temperatur dan jenis bahan tersebut. • Rangkaian seri dibuat untuk membagi-bagi beda potensial sekaligus memperbesar hambatan listrik. • Hambatan pengganti untuk hambatan-hambatan yang disusun seri adalah: • Hambatan pengganti untuk hambatan-hambatan yang disusun paralel adalah: —— = —– + —– + —– + … + —– • Hukum Kirchoff menyatakan bahwa kuat arus yang masuk melalui suatu penghantar sama dengan kuat arus yang keluar dari penghantar tersebut. Jumlah Imasuk = Jumlah Ikeluar

Setelah kamu mempelajari tentang listrik dinamis, coba kamu jelaskan kembali konsep listrik dinamis! Manfaat apa yang kamu peroleh setelah mempelajari listrik dinamis?

1. Muatan listrik yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah disebut …. a. beda potensial b. arus listrik c. hambatan listrik d. gaya gerak listrik 2. Peristiwa munculnya gelembunggelembung gas hidrogen pada elektroda positif (tembaga) dalam sel listrik disebut …. a. polarisasi b. depolarisasi c. polarisator d. depolarisator 3. Timah dan raksa tergolong jenis bahan …. a. isolator b. semi konduktor c. konduktor d. super konduktor 4. Sel listrik yang tidak mengalami polarisasi sehingga digunakan untuk mengukur beda potensial adalah …. a. sel volta b. sel kering c. sel Weston d. akumulator 5. Jika sebuah baterai HP dialiri arus sebesar 5 A selama 4 jam, muatan yang ada dalam baterai itu adalah …. a. 72 kC b. 36 kC c. 1200 C d. 20 C 6. Beda potensial sebuah baterai pada saat saklar tertutup adalah 6 volt dengan hambatan dalam 0,2 ohm. Jika saklar ditutup sehingga mengalir arus sebesar 10 V, beda potensial saat itu adalah …. a. 3 V c. 5 V b. 4 V d. 6 V 7. Suatu penghantar yang dihubungkan dengan sumber listrik yang beda potensialnya 9 V dapat mengalirkan arus sebesar 6 A. Hambatan penghantar tersebut adalah …. a. 0,67 ohm b. 1,5 ohm c. 3 ohm d. 54 ohm 8. Berikut ini adalah yang adalah yang mempengaruhi hambatan kawat logam, kecuali …. a. massa jenis kawat b. diameter kawat c. panjang kawat d. massa kawat 9. 4 Ω 2 Ω 6 Ω A. Pilihlah jawaban yang paling tepat! Uji Kemampuan Suatu penghantar dirangkai seperti pada gambar di atas. Jika beda potensial yang dihubungkan pada rangkaian adalah 6 V, kuat arusnya adalah …. a. 2 A c. 0,2 A b. 1 A d. 0,1 A 10. Jumlah kuat arus yang masuk melalui satu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar darinya. Pernyataan tersebut dikenal dengan nama …. a. hukum Ohm b. hukum Kirchoff d. hukum listrik c. hukum Ampere

1. Sebuah baterai mobil mainan mampu menyimpan hingga 50.000 Coulomb. Jika baterai tersebut dapat mengalirkan arus sebesar 5 A, berapa usia pakai baterai tersebut? 2. Akfen mempunyai 16 buah lampu pijar berwarna yang akan ia susun menjadi dua buah rangkaian terpisah masing-masing 8 buah lampu. Rangkaian pertama disusun secara seri dan rangkaian kedua disusun secara pararel. Jika salah satu lampu pada tiap rangkaian dipadamkan, apa yang akan terjadi pada lampu lain dari masing-masing rangkaian tersebut? Jelaskan jawabanmu! 3. Dua buah hambatan masing-masing 3 W dan 9 W dirangkai secara pararel, kemudian dirangkai kembali secara seri dengan hambatan lain sebesar 1,75 W. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan yang memiliki GGL 12 volt dan hambatan dalam 2 W. Tentukan: a. kuat arus yang mengalir pada tiap-tiap hambatan luar b. tegangan pada tiap-tiap hambatan luar 4. Suatu penghantar yang memiliki tiga cabang dialiri arus sebesar 40 A. Perbandingan arus yang mengalir pada cabang pertama, kedua, dan ketiga adalah 2 : 3 : 5. Hitunglah besar arus yang mengalir pada cabang ketiga! 5. Perhatikan gambar di samping! Tentukan: a. hambatan pengganti b. kuat arus yang melalui setiap hambatan c. tegangan tiap-tiap hambatan.

 

Pengaruh terhadap Hambatan Jenis Bahan | medsis | 4.5