Materi Tentang Pengertian Listrik Dinamis

Your ads will be inserted here by

Easy Plugin for AdSense.

Please go to the plugin admin page to
Paste your ad code OR
Suppress this ad slot.

Materi Tentang Pengertian Listrik Dinamis

Pengertian Listrik Dinamis

Pengertian Listrik Dinamis

Pengertian Listrik Dinamis

Listrik yang digunakan di rumah penduduk berasal dari pembangkit tenaga listrik. Listrik tersebut mengalir melalui sebual kabel penghantar sehingga disebut listrik dinamis. Apa yang disebut listrik dinamis? Apa saja yang dikaji dalam listrik dinamis? Ayo cermati uraian dalam bab ini agar kamu dapat menemukan jawabannya. Setelah mempelajari bab ini, diharapkan kamu dapat mendeskripsikan pengertian listrik dinamis, arus listrik, beda potensial, dan hambatan listrik, mendeskripsikan cara kerja alat ukur listrik dalam suatu rangkaian, membedakan rangkaian seri dan paralel, melakukan percobaan cara mengukur arus listrik dan beda potensial, serta mendeskripsikan hubungan arus listrik dengan rangkaian hambatannya.

Pengertian Listrik Dinamis

Coba kamu perhatikan kincir air. Ketika air menyentuh kincir, kincir akan berputar untuk menggerakkan turbin. Setelah turbin bergerak, generator akan bergerak pula dan menghasilkan arus. Begitulah cara kerja kincir air sebagai pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dan melalui proses yang panjang nantinya listrik tersebut akan disalurkan ke perumahan-perumahan penduduk. Listrik dinamis adalah kajian kelistrikan yang muatannya bergerak/mengalir. Pada pelajaran listrik dinamis ini, kamu akan mengenal istilah yang disebut dengan arus listrik, beda potensial, dan hambatan listrik. Listrik yang kini dapat dirasakan di rumah sehari-hari merupakan listrik yang muatannya bergerak. Untuk dapat memanfaatkan dan menghemat listrik yang digunakan, ikutilah pelajaran ini dengan cermat.

Pengertian Listrik Dinamis

A. Arus Listrik

Berikut ini adalah uraian tentang pengertian arus listrik, pengukurannya, dan sumber arus listrik. Pelajarilah dengan cermat dan saksama.

Pengertian Listrik Dinamis

1. Pengertian dan Pengukuran Arus Listrik Seperti halnya air yang mengalir karena adanya perbedaan ketinggian, muatan listrik pun dapat mengalir karena adanya suatu perbedaan, yaitu perbedaan potensial listrik. Proton dan elektron dalam suatu muatan listrik mengalir dengan arah yang berbeda. Proton yang menyebabkan listrik bermuatan positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Sedangkan, elektron (muatan listrik negatif) mengalir dari tempat yang potensialnya rendah ke tempat yang potensialnya tinggi. Menurutmu, apakah kedua aliran muatan ini merupakan arus listrik?

Pengertian Listrik Dinamis

Yang disebut arus listrik hanyalah salah satu di antaranya, yaitu aliran proton atau muatan listrik positif yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Pada pelajaran sebelumnya, kamu telah mengenal arus listrik sebagai besaran pokok dengan satuan ampere (A). Untuk mengukur arus listrik ini, kita dapat menggunakan alat yang bernama amperemeter. Jarum amperemeter akan bergerak jika ada arus yang melaluinya. Adanya arus dapat dilihat dari nyala bola lampu atau kerja alat listrik lainnya. Untuk mengenal dan memahami cara kerja amperemeter, ikutilah eksperimen berikut!

Pengertian Listrik Dinamis

Lakukan aktivitas ini dengan temanmu! Tujuan : Mengenal cara kerja amperemeter dan mengukur arus listrik. Alat dan bahan : Sebuah amperemeter, sebuah baterai, sebuah bola lampu kecil, dan penjepit buaya. Aktivitas Siswa Secara fisika, besar arus listrik atau disebut dengan kuat arus listrik, didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik positif yang mengalir pada suatu penghantar tiap satu satuan waktu, dapat ditulis oleh persamaan: I = — atau Q = It Q t dengan: Q = muatan listrik (Coloumb, C) I = kuat arus listrik (Ampere, A) t = waktu (sekon, s) baterai amperemeter (dipasang seri) arus listrik Gambar 8.4 Cara mengukur arus listrik Sumber: Encarta 2005 Contoh: Arus yang mengalir pada sebuah kawat tembaga dalam waktu 5 menit adalah 2 A. Hitunglah muatan listrik yang mengalir pada kawat tersebut! Penyelesaian: Diketahui : I = 2 A t = 5 menit = 300 s Ditanya : Q Jawab: Q = It = 2 ⋅ 300 = 600 C Jadi, muatan listrik yang mengalir pada kawat tembaga tersebut adalah 600 C. Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian alat seperti pada Gambar 8.4! Apakah bola lampu menyala? 2. Hubungkan baterai dengan amperemeter menggunakan penjepit! Amati yang terjadi pada bola lampu dan jarum amperemeter! 3. Lepaskan salah satu ujung penjepit dari amperemeter dan amati yang terjadi! 4. Buatlah kesimpulan dari eksperimenmu!

Secara fisika, besar arus listrik atau disebut dengan kuat arus listrik, didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik positif yang mengalir pada suatu penghantar tiap satu satuan waktu, dapat ditulis oleh persamaan: I = — atau Q = It Q t dengan: Q = muatan listrik (Coloumb, C) I = kuat arus listrik (Ampere, A) t = waktu (sekon, s)

1. Berapa banyaknya elektron yang mengalir selama 1,5 menit dalam suatu kawat penghantar jika dihasilkan arus listrik 15 mA? (muatan elektron = 1,6 × 10-19 C)

2. Pada sebuah kawat penghantar listrik mengalir muatan sebesar 5 coulomb dalam waktu setengah menit. Berapa kuat arus yang mengalir melalui kawat tersebut?

Your ads will be inserted here by

Easy Plugin for AdSense.

Please go to the plugin admin page to
Paste your ad code OR
Suppress this ad slot.

2. Sumber Arus Listrik

Dalam kehidupan sehari-hari, sumber arus listrik lebih dikenal dengan istilah sel listrik atau elemen listrik. Batu baterai dan aki (accumulator) adalah jenis sel listrik yang paling banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Terdapat beberapa jenis sel listrik, di antaranya sel volta, baterai, aki, dan sel Weston. Berdasarkan kemampuannya untuk dapat diisi ulang, sel-sel ini terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel primer dan sel sekunder.

a. Sel Primer Sel primer adalah kelompok sumber arus listrik yang apabila telah habis digunakan, muatannya tidak dapat diisi kembali. Sel listrik yang termasuk sel primer adalah sel volta, baterai, dan sel Weston. 1) Sel Volta Sel volta merupakan sumber arus listrik yang pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta. Sel yang memiliki rangkaian paling sederhana ini pertama kali dibuat pada tahun 1800. Sel ini disusun oleh sebuah lempeng seng sebagai elektroda negatif dan sebuah lempeng tembaga sebagai elektroda positif yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat (H2 SO4 ).

Karena rangkaiannya yang sangat sederhana, beda potensial yang dihasilkan pun relatif kecil, yaitu sekitar 1 volt. Ketika kedua lempeng yang telah dicelupkan dihubungkan dengan kawat, reaksi kimia kemudian terjadi di dalamnya. Unsur seng dalam lempeng seng melarut dalam asam sehingga ion-ion positifnya akan berpindah ke dalam larutan. Akibatnya, lempeng seng akan bermuatan negatif  dan bergerak melalui kawat menuju lempengan tembaga. Pada lempengan tembaga, elektron ditangkap oleh ion-ion positif hidrogen yang terdapat dalam larutan asam sehingga ion hidrogen berubah menjadi gas hidrogen. Setelah elemen bekerja, seng pada lempengan seng akan berkurang dan gelembung-gelembung gas hidrogen akan mengumpul pada lempeng tembaga. Gelembung-gelembung yang menempel pada lempeng tembaga akan menghalangi kontak lempeng tembaga ini dengan larutan asam sehingga akan memberhentikan reaksi kimia yang terjadi. Peristiwa mengumpulnya gelembunggelembung gas hidrogen di sekitar tembaga disebut polarisasi. Akibatnya, sel volta hanya dapat berfungsi dalam waktu yang relatif singkat dan kurang efisien untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

2) Baterai

Baterai adalah istilah sehari-hari yang digunakan untuk menyebutkan sel kering. Sumber arus listrik ini disebut sel kering karena sama sekali tidak mengandung cairan. Sel kering (dry cell) atau batu baterai terdiri atas dua elektroda sebagai kutub positif dan kutub negatif. Elektroda positif (anoda) adalah sebatang karbon yang dikelilingi campuran mangan dioksida dan serbuk karbon yang berfungsi untuk melindungi karbon dari kemungkinan terjadinya polarisasi, disebut juga sebagai depolarisator. Baterai adalah istilah sehari-hari yang digunakan untuk menyebutkan sel kering. Sumber arus listrik ini disebut sel kering karena sama sekali tidak mengandung cairan. Sel kering (dry cell) atau batu baterai terdiri atas dua elektroda sebagai kutub positif dan kutub negatif. Elektroda positif (anoda) adalah sebatang karbon yang dikelilingi campuran mangan dioksida dan serbuk karbon yang berfungsi untuk melindungi karbon dari kemungkinan terjadinya polarisasi, disebut juga sebagai depolarisator dengan serbuk kayu atau getah yang berfungsi sebagai elektrolit. Beda potensial antara kutub-kutub sel kering adalah 1,5 V atau kelipatannya.

3) Elemen Weston

Sel Weston disusun oleh air raksa (Hg) sebagai elektroda positif dan larutan (Amalgama cadnium -1% cadnium, 89% Hg) sebagai elektroda negatif, dan larutan elektrolit berupa larutan jenuh kadnium sulfat. Sebagai depolarisator, sel Weston menggunakan campuran merkuri sulfat (HgSO4 ) dan kadnium sulfat (CdSO4 ). Beda potensial yang dihasilkan sel Weston adalah konstan karena tidak dipengaruhi oleh suhu dan tidak mengalami polarisasi. Akibatnya, sel Weston banyak digunakan untuk mengukur beda potensial.

b. Sel Sekunder Sel sekunder adalah sumber arus listrik yang dapat diisi ulang ketika muatannya telah habis. Hal ini disebabkan oleh sel elektrokimia yang menjadi penyusunnya tidak memerlukan penggantian bahan pereaksi meskipun telah mengeluarkan sejumlah energi melalui rangkaian-rangkaian luarnya. Agar dapat bekerja dengan baik, maka pada pertama kali sel harus dimuati terlebih dahulu dengan cara melewatkan arus listrik dari sumber lain menuju sel. Dalam kehidupan sehari-hari, sel sekunder yang sering digunakan adalah akumulator (aki).

Aki terdiri atas pasangan-pasangan keping timbal dioksida yang bertindak sebagai elektroda positif dan timbal sebagai elektroda negatif. Setiap pasangan memberikan beda potensial 2 volt. Aki dirangkai seri sehingga dapat menghasilkan beda potensial yang lebih besar. Dalam sel ini, kepingan-kepingan timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat sekitar 30%. Pada saat aki digunakan, konsentrasi larutan elektrolit berkurang dan mengakibatkan tidak adanya beda potensial pada kedua elektroda. Aki membutuhkan pengisian ulang jika arus listrik tidak lagi mengalir.

Untuk mengisinya, pastikan berada dalam keadaan kosong. Arus listrik dialirkan berlawanan arah dengan arah arus listrik yang dihasilkan aki. Kapasitas aki diukur dalam satuan ampere-jam (ampere-hour disingkat Ah). Kapasitas aki 40 Ah, berarti aki dapat bekerja selama 40 jam pada arus 1 Ampere atau selama 20 jam pada arus 2 A, dan seterusnya, sebelum aki diisi ulang. Alat yang digunakan untuk memeriksa muatan aki dinamakan hidrometer.

B. Beda Potensial

Telah disebutkan bahwa dalam suatu penghantar, arus listrik mengalir dari tempat yang potensialnya tinggi ke tempat yang potensialnya rendah. Selisih potensial antara dua tempat dalam penghantar ini disebut dengan beda potensial. Dalam Sistem Internasional, satuan beda potensial adalah volt (V). Beda potensial antara kutub-kutub sebuah sumber listrik ketika saklar terbuka dan tidak mengalirkan arus adalah gaya gerak listrik (ggl), dinotasikan ε. Sedangkan, beda potensial antara kutub-kutub suatu elemen listrik ketika saklar ditutup dan mengalirkan muatan listrik disebut tegangan jepit, dilambangkan V. Nilai V berubah-ubah bergantung pada nilai hambatan bebannya.

Alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial adalah voltmeter. Jarum pada voltmeter akan bergerak jika digunakan untuk mengukur rangkaian listrik yang memiliki beda potensial. Besarnya beda potensial rangkaian listrik yang diukur ditunjukkan oleh jarum voltmeter. Pada rangkaian listrik yang akan diukur, voltmeter dipasang secara paralel.

C. Hambatan

Pada 1927, seorang fisikawan Jerman bernama George Simon Ohm melakukan penelitian untuk mencari hubungan antara beda potensial dan kuat arus listrik. Berdasarkan hasil penelitiannya, Ohm membuat suatu grafik beda potensial terhadap arus listrik. Ternyata, grafik tersebut membentuk suatu garis lurus yang condong ke kanan dan melalui titik pusat koordinat (0, 0). Dari grafik ini, Ohm menemukan bahwa kemiringan grafik sama dengan besar hambatan rheostat yang digunakannya dalam penelitian tersebut. Berdasarkan penelitian ini, Ohm membuat kesimpulan yang hingga kini dikenal dengan sebutan Hukum Ohm, yang berbunyi: “Pada suhu tetap, tegangan listrik V pada suatu penghantar sebanding dengan kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut”.

 

Materi Tentang Pengertian Listrik Dinamis | medsis | 4.5