bahan kuliah fisika dasar with Fitri Wijayanti, S.Si, M.Eng

Untuk memahami Arus listrik, tahanan, dan tegangan, dapat kita analogikan pada sebuah sungai berbatu. Air yang mengalir adalah arus listrik, batu-batu yang menghalangi adalah tahanan listrik, dan perbedaan ketinggian sumber air dan tempat tujuan air adalah tegangan atau beda potensial. Makin tinggi letak sumber air maka akan makin deras arus air yang mengalir, makin besar batu yang menghadang maka arus air yang mengalir akan makin sedikit karena terhalang.

  1. Pengertian Arus Listrik
    Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu. Satuan arus listrik adalah Coulomb/detik atau Ampere. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahanan listrik adalah Ampere Meter (Clamp Ampere).

    I = Q/t
    I : Arus listrik dalam Ampere (A)
    Q : Muatan listrik dalam Coulomb
    t : Waktu dalam detik

  1. Pengertian Tahanan
    Tahanan/ hambatan adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik  dengan arus listrik yang mengalir dalam rangkaian itu. Satuan tahanan adalah Ohm. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tahanan adalah Ohm Meter.

    R = V / I
    R : Tahanan dalam Ohm
    V : Tegangan Listrik dalam Volt
    I : Arus Listrik dalam Ampere
  2. Pengertian Tegangan
    Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, makin tinggi perbedaan potensial maka akan makin besar tegangan listrik demikian juga sebaliknya. Satuan tegangan listrik adalah Volt (V).Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik adalah Votl Meter.
    V = I x R
    V : Tegangan Listrik dalam Volt
    I : Arus Listrik dalam Ampere
    R : Resistansi (hambatan) dalam Ohm
  3. Hukum Ohm
    Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah konduktor (penghantar) akan berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.Jika sebuah benda penghantar mempunyai resistansi yang tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya, maka dalam kondisi ini berlaku hukum Ohm..Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827 (Wikipedia)

    Hukum Ohm
    V = I x R
    V : Tegangan Listrik dalam Volt
    I : Arus Listrik dalam Ampere
    R : Tahanan (Resistansi) dalam Ohm

download materi kuliah hukum kirchoff disini

  1. Hukum Kirchoff
    • Suatu aliran arus listrik dalam rangkaian tertutup berlaku persamaan berikut: “Jumlah Aljabar dari hasilkali-hasilkali kekuatan arus dan tahanan disetiap bagian adalah sama dengan jumlah Aljabar dari gaya-gaya gerak listriknya”.
    • Jika berbagai arus listrik bertepatan di suatu titik, maka jumlah Aljabar dari kekuatan arus-arus tersebut adalah 0 (nol) di titik pertepatan tadi.
    • Besar Arus listrik yang mengalir menuju titik percabangan sama dengan jumlah arus listrik yang keluar dari titik percabangan
    Hukum Kirchoff
    E1 = V1 + V2 + V3
    E1 – V1 – V2 -V3 = 0
    E1 – (V1 + V2 + V3) = 0

    E1 : Tegangan sumber dalam Volt (V)
    V1, V2, V3 : Tegangan di masing-masik resistor
    Hukum Kirchoff
    I = I1 + I2 + I3
    I – I1 – I2 – I3 = 0
    I – (I1 + I2 + I3) = 0

    I : Arus input dalam Ampere
    I1, I2, I3 : Arus output dalam Ampere
    Hukum Kirchoff
    Ia + Ib + Ic = I1 + I2 + I3
    Ia + Ib + Ic -I – I1 – I2 – I3 = 0
    Ia + Ib + Ic – (I1 + I2 + I3) = 0

    Ia, Ib, Ic : Arus input dalam Ampere
    I1, I2, I3 : Arus output dalam Ampere

Hukum Kirchhoff

Di dalam rangkaian listrik (terdiri dari sumber tegangan dan komponen-komponen), maka akan berlaku Hukum-hukum kirchhoff. Hukum ini terdiri dari hukum kirchhoff tegangan (Kirchhoff voltage law atau KVL) dan hukum Kirchhoff arus (Kirchhoff Current Law atau KCL).

Hukum Kirchhoff Tegangan

Hukum ini menyebutkan bahwa di dalam suatu lup tertutup maka jumlah sumber tegangan serta tegangan jatuh adalah nol.

Gambar 1. Contoh suatu ikal tertutup dari rangkaian listrik

Seperti diperlihatkan dalam Gambar 1 di atas, rangkaian ini terdiri dari sumber tegangan dan empat buah komponen. Jika sumber tegangan dijumlah dengan tegangan jatuh pada keempat komponen, maka hasilnya adalah nol, seperti ditunjukan oleh persamaan berikut.

Hukum Kirchhoff Arus

Hukum Kirchhoff arus menyebutkan bahwa dalam suatu simpul percabangan, maka jumlah arus listrik yang menuju simpul percabangan dan yang meninggalkan percabangan adalah nol.

Gambar 2. Percabangan arus listrik dalam suatu simpul

Gambar 2 adalah contoh percabangan arus listrik dalam suatu simpul. Dalam Gambar 2, terdapat tiga komponen arus yang menuju simpul dan tiga komponen arus yang meninggalkan simpul. Jika keenam komponen arus ini dijumlahkan maka hasilnya adalah nol, seperti diperlihatkan dalam persamaan berikut.

 semoga bermanfaat.

Iklan