Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9) ✓ Muatan listrik terdiri dr muatan listrik aktual & muatan listrik negatif. Muatan listrik yg tak sejenis akan bersifat tarik-mempesona, sedangkan untuk muatan listrik yg sejenis akan saling tolak-menolak. Pada bab ini, kita akan belajar bareng mengenai pemahaman arus listrik, tegangan listrik, komponen listrik, & beberapa alat ukur listrik.
Daftar Isi
Daftar Isi
Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA Sekolah Menengah Pertama/MTs Kelas 9)
1. Pengertian Arus Listrik
Di bagian ini, sobat – teman akan belajar mengenai muatan listrik bergerak yg sering disebut sebagai listrik dinamis. Muatan listrik akan mengalami pergerakan apabila ada beda berpeluang dlm suatu rangkaian tertentu yg disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah muatan listrik bergerak? Apakah yg menjadi penyebab muatan listrik bergerak? Bagaimanakah rangkaian listriknya? Teman-sahabat sudah tahu bahwa suatu zat terdiri dr penggalan-bagian kecil yg disebut atom. Untuk masing-masing atom mempunyai inti yg berada di pusatnya. Inti atom dikelilingi oleh elektron seperti halnya pada tata surya kita bahwa planet-planet mengelilingi matahari. Untuk jenis materi tertentu, elektron-elektron tersebut mampu dgn gampang bergerak. Elektron tersebut mendorong elektron yg yang lain & berpindah dr satu atom ke atom yg lainnya, oleh karenanya akan terlihat mirip barisan elektron. Tumbukan antarelektron yg terjadi menciptakan sejumlah energi yg mengalir. Pada saat teman – sahabat menyalakan lampu, radio, atau setrika listrik pada dasarnya memberi perintah pada barisan elektron semoga mulai bergerak dr sumber tegangan menuju alat listrik yg dipakai. Energi yg menggerakkan elektron disebut sebagai energi listrik. Gerakan dr barisan elektron tersebut yg menimbulkan kenapa lampu menjadi menyala, radio mampu berbunyi, & setrika listrik menjadi panas. Bergeraknya elektron – elektron dlm kawat atau kabel dinamakan arus listrik. Para andal sudah membuat suatu janji bahwa arus listrik akan mengalir dr kutub konkret menuju kutub negatif. Sehingga, arah arus listrik akan senantiasa berlawanan dgn arah aliran elektron. Apabila barisan elektron bergerak ke arah kiri, arah arus listrik akan bergerak ke arah kanan. Sebaliknya, apabila barisan elektron bergerak ke arah kanan maka arus listrik akan bergerak ke arah kiri.
a). Arus Listrik Mengalir pada Rangkaian Tertutup
Sesaat sehabis kita menyalakan lampu atau radio, bola lampu atau radio tersebut akan menyala. Hal ini memberi gambaran bahwa barisan elektron yg mengalir melewati bola lampu atau radio tak berhenti. Sarana yg dipakai untuk mengalirkan elektron-elektron tersebut disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah rangkaian listrik mampu menjadikan adanya aliran arus listrik? Pada dikala kita menghubungkan sakelar, elektron-elektron pada kawat penghubung mendapatkan energi untuk bergerak dr kutub negatif baterai menuju kutub aktual baterai melalui lampu. Hal tersebut memperlihatkan bahwa arus listrik mengalir dr kutub faktual baterai melewati lampu ke kutub negatif baterai. Sebagai risikonya, lampu akan menyala. Pada dikala sakelar terbuka, gerakan elektron berhenti karena kawat penghubungnya putus sehingga lampu tak menyala. Begitu pula pada waktu salah satu ujung kawat penghubung terbuka, hal tersebut menjadikan kekerabatan yg terputus sehingga barisan elektron tak mampu bergerak lagi. Rangkaian dgn sumber tegangan serta kawat penghubung yg saling bersatu dgn demikian tak ada ujung pangkalnya, inilah yg disebut rangkaian tertutup. Syarat mengalirnya arus listrik yaitu:
- adanya sumber tegangan sebagai sumber energi
- rangkaian listriknya merupakan rangkaian tertutup.
b). Kuat Arus Listrik
Pada ketika kita memperbesar sumber tegangan listruk, ini memiliki arti bahwa kita telah memperlihatkan energi listrik yg lebih besar lagi pada rangkaian, dgn demikian elektron pun akan bergerak kian cepat yg menyebabkan jumlah elektron yg melewati lampu dlm satuan waktu semakin banyak & nyala lampu akan semakin terang. Pengertian kuat arus listrik yaitu banyaknya muatan listrik yg mengalir setiap detik. Simbol kuat arus listrik ialah I. Apabila muatan listrik disimbolkan dgn huruf Q & waktu disimbolkan dgn karakter t, berpengaruh arus dirumuskan mirip yg berikut ini.
Satuan muatan listrik yaitu coulomb (C) & satuan waktu ialah sekon (s) maka satuan besar lengan berkuasa arus listrik yakni coulomb per sekon (C/s) atau dikenal dgn nama ampere (A).
c). Mengukur Kuat Arus Listrik
Alat yg digunakan untuk mengukur besarnya besar lengan berkuasa arus listrik pada suatu rangkaian disebut selaku amperemeter. Oleh alasannya yg diukur yakni arus listrik atau aliran elektron pada suatu rangkaian, maka amperemeter dipasang dengan-cara seri lantaran digunakan sebagai jalan aliran elektron. Sebelum melakukan pengukuran dgn memakai amperemeter, teman – sobat sebaiknya mengenal terlebih dulu cara kerja amperemeter.
Amperemeter ada yg bangun sendiri & ada pula yg tergabung sama alat yg yang lain, mirip avometer. Pada waktu kini ini, terdapat avometer analog & digital. Pada avometer analog, cara pembacaan skala yaitu menurut pada jarum yg menunjuk angka pada panel. Sedangkan pada avometer digital, kita cukup melihat angka saja yg tertera di panel. Avometer analog ataupun digital mempunyai kecermatan tertentu. Semakin besar ketelitiannya, semakin sempurna pengukuran yg bisa dilakukan avometer tersebut. Rumus menghitung besarnya arus listrik ialah selaku berikut:
2. Komponen Listrik
a). Sakelar
Secara biasa bahwa alat-alat listrik ataupun elektro telah dilengkapi dgn sebuah atau beberapa buah sakelar. Pengertian sakelar ialah alat yg bisa membuat arus listrik menjadi mengalir atau terputus. Ada beberapa jenis sakelar yg semuanya memiliki fungsi yg sama, yakni untuk mengalirkan ataupun untuk memutuskan arus listrik. Pada prinsipnya, sakelar terdiri dr dua keping penghantar yg mampu diputus atau disambungkan sesuai dgn keperluan. Bagian-bagian sakelar yaitu selaku berikut:
Tombol sakelar digunakan untuk memutus sambungan plat logam. Apabila tongkat sakelar ditekan maka kedua logam akan bersentuhan. Hal tersebut yg menyebabkan sakelar dlm posisi hidup (on) & arus listrik akan mengalir. Pada saat sakelar dlm posisi mati (off ), muatan listrik tak bisa menyeberang lewat sakelar tersebut. Arus listrik akan terhenti mengalir & benda-benda listrik akan berhenti bekerja pula.
b). Sekering
Pengertian sekering ialah alat listrik yg dipakai untuk menetapkan arus listrik dgn otomatis. Ada berbagai macam bentuk & ukuran sekering yg dipasarkan. Alat elektronik yg dijual di pasar umumnya sudah dilengkapi dgn sekering yg disebut fuse. Secara lazim pemasangan sekering dimanfaatkan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada komponen-komponen elektronik akibat arus listrik yg tiba-tiba membesar pada dikala pemakaian. Sekering dibuat dlm upaya untuk menangkal masuknya arus yg terlalu besar pada rangkaian listrik karena adanya relasi singkat. Hubungan singkat terjadi karena adanya sentuhan dengan-cara pribadi antara kutub aktual & kutub negatif rangkaian sehingga timbul arus listrik yg terlalu besar. Kondisi tersebut disebut korsleting atau korslet. Dari keadaan listik yg korslet akan menyebabkan arus listrik menjadi membesar & kawat menjadi panas. Sebagai risikonya, cuilan kabel akan menjadi terbakar. Salah satu penyebab permulaan terjadinya kebakaran yakni adany apercikan api pada kabel listrik yg terbakar karena korslet. Oleh sebab itu, pakailah sekering agar dapat terjadinya kebakaran balasan korslet dapat dicegah. Kawat sekering merupakan kawat yg terbuat dr kawat kecil, pendek, & gampang meleleh. Secara umum, kawat sekering terbuat dr materi timah atau perak. Dengan begitu, apabila arus listrik membengkak maka kawat akan cepat meleleh & putus. Rangkaian kawat pada sekering terputus & kabel lain yg berada di dlm rangkaian tak sempat panas. Kawat sekering ini dimasukkan ke dlm tabung porselen berpasir yg dapat memadamkan api. Tujuannya yaitu semoga sekering tak menyala pada waktu kawat sekering terbakar & meleleh.
3. Beda Potensial atau Tegangan Listrik
Tahukah teman, bagaimana lampu sepeda mampu menyala? Hal tersebut terjadi karena adanya arus listrik dr dinamo sepeda. Pengertian dinamo adalah suatu sumber energi listrik yg mampu mengubah energi gerak, yaitu gerak berputar roda sepeda menjadi energi listrik. Selain dinamo, ada pula sumber energi listrik yg yang lain, seperti baterai, akumulator (aki), elemen volta, generator, & sel surya. Agar arus listrik bisa mengalir dlm suatu kawat penghantar rangkaian listrik, maka antara kedua ujung kawat tersebut mesti mempunyai beda berpeluang. Alat yg bisa menghasilkan beda berpeluang disebut sumber tegangan listrik. Seperti halnya dgn air, pada arus listrik pula akan mengalir dr memiliki potensi tinggi ke berpotensi rendah. Aliran air akan terhenti apabila permukaaan air sudah sama tinggi. Untuk mampu mengembalikan agar terjadi perbedaan ketinggian, air mesti dipompa kembali ke atas. Pada suatu sumber tegangan, kutub kasatmata mempunyai memiliki peluang yg lebih tinggi ketimbang kutub negatif. Oleh lantaran itu, arus listrik akan mengalir dr kutub positif menuju kutub negatif. Beda potensial listrik dinamakan tegangan listrik & untuk satuannya yaitu volt. Terdapat berbagai macam jenis sumber tegangan listrik antara lain baterai (elemen kering), akumulator (aki), & elemen volta. Sumber tegangan listrik pada rangkaian disimbolkan dgn karakter V. Beda potensial listrik yaitu banyaknya energi yg digunakan untuk memindahkan muatan listrik dr titik yg potensialnya tinggi ke titik yg potensialnya rendah. Simbol untuk beda berpeluang listrik adalah huruf V, akronim dr voltage dan dirumuskan sebagai berikut:
a). Mengukur Tegangan Listrik
Alat yg digunakan untuk mengukur tegangan listrik disebut voltmeter. Seperti halnya pada amperemeter, voltmeter pun ada yg bangun sendiri & ada yg bergabung dgn alat ukur yg lain. Pembacaan skala pada voltmeter menyerupai dgn amperemeter & satuan yg digunakan yaitu volt. Cara membaca skala voltmeter yakni
Cara pemasangan alat ukur tegangan listrik pada rangkaian, berbeda dgn cara pemasangan alat ukur arus listrik. Sebab beda memiliki peluang terjadi antara dua titik yg berlainan, yaitu berpotensi tinggi & memiliki potensi rendah, maka pemasangan alat ukur voltmeter mesti dipasang pada dua titik tersebut atau dipasang paralel pada rangkaian.
b). Hukum Ohm & Rangkaian Hambatan
Supaya dapat menciptakan arus listrik pada suatu rangkaian, dibutuhkan beda memiliki peluang. Dengan memakai baterai merupakan salah satu cara untuk menghasilkan beda berpeluang tersebut. George Simon Ohm (1787–1854) menentukan dgn percobaannya bahwa arus pada kawat logam sepadan dgn beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujungnya. Apabila teman – sobat menghubungkan kawat ke baterai 6 V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan apabila dihubungkan ke baterai 3 V. Berapa besar aliran arus pada kawat tak cuma bergantung pada tegangan, tetapi pula akan tergantung pula pada kendala yg diberikan kawat terhadap aliran elektron. Karena adanya interaksi dgn atom-atom kawat maka elektron-elektron menjadi melambat. Semakin tinggi kendala ini, maka akan makin berpengaruh arus untuk suatu tegangan V sehingga didapat persamaan:
Persamaan V=IR dikenal selaku hukum ohm. Bahan atau alat yg tak mengikuti hukum ohm disebut selaku nohohmik. Satuan untuk hambatan disebut Ohm (Ω). Karena R = V/I maka 1,0 Ω sama dgn 1,0 V/A
Fungsi hambatan atau sering disebut resistor yaitu untuk mengendalikan besar atau kecilnya arus listrik yg mengalir pada suatu rangkaian tertutup. Hambatan dlm suatu rangkaian mampu dipasang dengan-cara seri, paralel, atau dipasang variasi keduanya.
a. Rangkaian Seri
Pada ketika dua atau lebih kendala dipasang dr ujung ke ujung maka dibilang kendala dihubungkan dengan-cara seri. Berikut gambarnya
Muatan yg melewati R1 akan melewati R2 & R3, oleh karenanya arus I yg sama melalui setiap kendala.
Apabila dilihat dr rangkaian, tegangan sumber akan sama dgn jumlah tegangan dlm setiap hambatan.
Berdasarkan hukum ohm maka tegangan untuk tiap – tiap hambatan ialah mirip yg berikut ini:
Untuk contohnya yaitu apabila baterai 12 V dihubungkan dgn resistor 4 Ω, arus akan menjadi 3 A. Namun apabila baterai 12 V dihubungkan dgn tiga buah resistor 4 Ω yg dirangkai seri, kendala totalnya 12 Ω & arus yg mengalir cuma sebesar 1 A
2. Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel, arus total I yg meninggalkan baterai terbagi menjadi 3 cabang. Oleh alasannya adalah muatan listrik tetap, maka arus yg masuk ke dlm titik cabang harus sama dgn arus yg keluar dr titik cabang.
Sehingga pada saat hambatan terhubung paralel, masing-masing mengalami tegangan yg sama.
Olehkarenanya, tegangan sumber diberikan pada setiap kendala. Untuk mengenali kendala pengganti pada rangkaian paralel maka:
c). Sumber Tegangan Listrik
Beberapa sumber tegangan listrik yg sering dipakai di antaranya yakni elemen kering, elemen volta, & akumulator.
a. Elemen Volta
Untuk pertama kalinya elemen volta oleh Alesandro Volta (1745–1827). Elemen volta merupakan sel elektrokimia yg mampu menghasilkan arus listrik.
Prinsip elemen volta ini yaitu digunakan untuk menciptakan baterai & aki yg bisa bekerja dlm waktu yg lebih lama.
b. Elemen Kering
Baterai merupakan elemen kering atau sel kering. Elemen kering ini mengganti energi kimia menjadi energi listrik. Baterai terdiri atas dua elektroda & masing-masing elektroda mempunyai bahan kimia yg berlainan. Terdapat banyak sekali jenis, tipe, & ukuran baterai. Baterai digunakan selaku sumber energi, contohnya untuk menggerakkan mobil mainan, menyalakan lampu senter, radio, & remote TV. Sebuah baterai ukuran kecil, umumnya mempunyai tegangan sebesar 1,5 V. Baterai yg disusun seri menghasilkan nilai tegangan yg lebih besar. Besarnya tegangan total baterai yg disusun seri merupakan penjumlahan dr besar tegangan setiap baterai.
Apabila tiga baterai bertegangan 1,5 V dipasang seri, tegangan total rangkaian itu menjadi 4,5 V, yaitu dr hasil penjumlahan 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V. Secara matematis, perumusannya mampu kita tulis mirip yg berikut ini
Vtotal = V1 + V2 + V3
Alat elektronika yg memakai baterai sebagai sumber energi listriknya, disarankan dimatikan apabila tak dipergunakan, lantaran energi kimia dlm baterai akan cepat habis & baterai tak dapat dipakai lagi.
c. Akumulator
Akumulator (aki) tergolong elemen sekunder, artinya elemen yg reaksi kimianya bisa dibalik.
Pada proses pengisian aki, kutub positif aki dipasangkan pada kutub negatif sumber tegangan arus searah & kutub negatif aki dipasangkan pada kutub nyata sumber tegangan arus searah. Reaksi kimia yg terjadi pada waktu mengisi aki berkebalikan dgn reaksi kimia pada waktu aki digunakan.
Pada kehidupan sehari-hari, aki sering kita ditemui di kendaraan beroda empat ataupun motor. Aki dimanfaatkan untuk menghidupkan mesin kendaraan beroda empat sebagai sumber energi listrik. Untuk tempat yg belum terjangkau oleh jaringan listrik PLN, aki mampu dipakai sebagai sumber energi untuk TV & radio.
Baca pula : Listrik Statis
Selengkapnya tentang materi pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam kelas IX dapat di lihat melalui link berikut ini >>> Rangkuman Materi Pelajaran IPA SMP/ MTs Kelas 9
Demikian postingan yg berjudul Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA Sekolah Menengah Pertama/MTs Kelas 9) yg gampang-mudahan berguna. Terimakasih.