Listrik Dinamis (Arus Listrik Serta Rangkaian Listrik)

gammafisblog.blogspot.com - kali ini kata bakal membahas tentang rangkaian listrik sederhana yang terdiri dari baterai/tegangan sumber serta resistor dalam mermacam macam kombinasi rangkaian. Rangkaian listrik yang sederhana dapat langsung diselesaikan, namun dalam kasus rangkan yang sedikit rumit dibutuhkan analisi buat menyederhanakan rangkaian tersebut. Rangkaan listrik dapat disederhanakan dengan mengunakan dua aturan yang diketahui dengan atruran-aturan kirchoff. Aturan ini mengikuti konsep hukum kekekalan energi serta hukum kekekalan muatan listrik dalam sistem terisolasi.

Catatan Kuliah - Listrik Dinamis 

Arus Listrik.

Arus listrik sering kali dianalogika dengan aliran air. Besarnya arus listrik bergantung pada banyaknya muatan (Q). Arus listrik ialah banyaknya muatan listrik (Q) yang mengalir pada suatu permukaan tiap satuan waktu (t) atau kelajuan muatan listrik (Q) yang mengalir melalui suatu permukaan.

Jika (delta.Q) ialah banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu permukaan pada selang waktu (delta.t) maka arus listrik rata-rata ialah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu permukaan "A" tiap satuan waktu.

Arus Listrik Rata-rata serta arus listrik sesaat

Jika arus listrik berubah terhadap waktu maka kita dapat menentukan arus listrik sesaat ialah sebagai limit turunan dari arus listrik rata-rata.

Dalam menentukan arah arus biasanya mengunakan sudut pandang muatan positif dimana arah arus ialah sama dengan arah muatan positif. dimana arus mengalir dari potensial tinggi (Muatan Positif) ke potensial rendah (muatan negatif)sehingga dalam sudut pandang ini arah arus berlawanan dengan arah gerak elektron.

Pada beberapa kasus seperti kasus yang berubungan dengan gas serta elektrolit, arah arus ialah searah dengan arah pergerakan elektron.

Model mikrokopis Arus Listrik

Jumlah Rerata arus yang melalui sebuah kawat konduktor berkaitan dengan pergerakan muatan pembawa.

Model mikrokopis Arus Listrik

dimana n ialah rapat muatan pembawa, q ialah besar muata yng dibawa oleh setiap muatan pembawa, Vd ialah kelajuan pembawa muatan atau kelajuan hanyut serta A ialah luas penampang konduktor.

Hambatan

Sebuah konduktor dengan luas penampang tertentu yang membawa arus I, maka rapat arus konduktor ialah besar arus persatuan luas. dimana arus pada konduktor ialah (I = n q Vd)
Maka rapat arus konduktor ialah :

Rapat Arus Pada Konduktor

Untuk sebagian besar materi konduktor (logam), rasio atau perbandingan rapat arus serta medan listrik pada sebuah konduktor ialah konstanta yang sama terhadap medan listrik yang menghasilkan arus.

Konduktivitas Konduktor

Jika medan listrik pada kawat konduktor sepanjang L ialah konstan maka hubungan beda potensial serta medan listrik di ungkapkan dalam.

Hambatan Listrik

Daya Listrik.

Jika terdapat beda potensial pada rangkaian listrik, maka bakal timbul daya hantar listrik atau laju energi persatuan waktu dimana besarnya daya hantar listrik sebanding dengan arus dikalikan denga bedan potensial.

Hubungan Daya serta Beda Potensial Listrik

oleh karna besarnya beda potensial suatu hambatan ialah dV = IR maka, dapat kita definisikan daya hantar listrik sebagai hubungan beda potensial serta hambatan :

Hubungan Daya serta Beda Potensial Listrik

1. Gaya Gerak Listik (GGL)

Secara umum, kita bakal mengunakan baterai dalam pembahasan kali ini serta dalam diagram rangkaian kita mengunakan baterai sebagi sumber tegangan pada rangkaian.

Gaya Gerak Listrik (GGL) dari sebuah baterai ialah tegangan maksimum yang dihasilkan oleh baterai diantara kutub-kutubnya (positif serta negatif).

Karena baterai terbuat dari materi maka terdapat hambatan bagi muatan listrik yang ada didalamnya, yang disebut sebagai hambatan dalam.

Baterai yang ideal, hamabtan dalam sama dengan Nol, sehingga tegangan bateraia (Teganag jepit) sama dengan ggl-nya.

Gaya Gerak Listik (GGL)

Dari gambar diatas dapat dilihat kalau beda potensial pada titik ab perlu sama dengan beda potensial pada Hambatan R pada titik cd, yang diketahui dengan hambatan Beban. Beda potensial pada hambatan beban ialah IR. sehingga dari kedua persamaan diatas diperoleh :

Arus Listrik Pada Rangkaian Tertutup

2. Rangkaian Seri serta Paralel Pada Resistor

a. Rangkaian Seri

Untuk sebuah rangkaian seri yang tersusun atas dua resistor, arusnya sama besar pada kedua resistor tersebut hal ini dikarenan jumlah muatan yang melalui kedua resistor sama, yaitu jumlah muatan q yang melewati R1 bakal mealui R2 dalam selang waktu yang sama.

Rangkaian Seri pada Resistor

Namun, beda potensial pada rangkaian resistor yang terpasang secara seri berbeda pada setiap resistor, hal ini diakibatkan oleh penurunan tegangan karna resistor ialah penguna/pemakai. Dari titik a ke titik b tegangan turun sebesar i.R1 serta dari titik b ke tegangan turun sebesar i.R2, maka penurunan teganagn dari titik a ke c ialah :

Beda Potensial Listrik serta Hambata

Hambatan Ekuivalen dari rangkaian resistor yang disusun secara seri ialah jumlah dari semua resistor yang besarnya selalu lebih besar dari masing masing resistor.

Resistor Pengganti atau Resistor Ekuivalen

b. Rangkaian Paralel

Bayangkan saat arus air mengalir dengan jumlah tertentu mengalir melalui sebuah pipa serta pada titik tertentu terdapat percabangan, maka arus air tersebut berbagi pada kedua pipa serta jumlah air selalu sama. Sama halnya dengan arus listrik, saat arus listrik melalui sebuah percabangan maka arus listrik bakal terbagi, besarnya arus yang terbagi sama bergantung pada besarnya hambatan serta jumlah muatan listrik kekal, awal sama dengan akhir. Artinya kalau Arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar.

I = I1 + I2

Ketika Resistor-resistor dihubungkan secara paralel, maka beda potensial pada setiap resistor ialah sama.

seper dari hambatan ekuivalen buat dua atau lebih resistor yang tersusun secara paralel sama denga penjumlahan seper dari masing-masing resistor. Hambatan ekuivalen selalu lebih kecil dari resistor terkecil dari rangkaian tersebut.

Resistor Pengganti atau Resistor Ekuivalen

3. Aturan Kirchhoff

Untuk menganalisis rangkaian yang kompleks agar lebih sederhana, adapat kita gunakan dua truran kirchoff :

a. Atruran Percabangan

Jumlah arus yang masuk pada percabangan, sama dengan jumlah arus yang keluar dari percabangan. "arus masuk sama dengan arus keluar".

Aturan Kirchhoff - Aturan Percabangan pada Arus

Aturan Kirchoff yang pertama adalah pernyataan tentang hukum kekekalan muatan, jumlah muatan awal sama denga jumlah muatan akhir.

b. Aturan Loop

Jumlah beda potensial pada rangkain tertutup sama dengan Nol

Aturan Kirchhoff - Aturan loop pada rangkaian tertutup

Aturan Kirchoff yang kedua adalah pernyataan mengenai hukm kekekalan energi.

"Listrik Dinamis (Arus Listrik Dan Rangkaian Listrik)". Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi teman-teman pembaca, amin. Jangan lupa di like, share serta di koment apabila ada kesalahan. Terimakasih telah berkunjung.

Bagikan Artikel ini