Listrik Dinamis SMA 1
Listrik Dinamis SMA
1. Konsep Dasar Listrik Dinamis
Listrik dinamis adalah listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup. Komponen utama:
- Arus listrik (I)
- Beda potensial/tegangan (V)
- Hambatan (R)
- Daya listrik (P)
2. Hukum Ohm
Rumus Dasar:
V = I × R
Dimana:
- V = Tegangan (volt)
- I = Arus listrik (ampere)
- R = Hambatan (ohm)
3. Rangkaian Listrik
A. Rangkaian Seri:
- Rtotal = R1 + R2 + R3 + ...
- I = I1 = I2 = I3 = ...
- Vtotal = V1 + V2 + V3 + ...
B. Rangkaian Paralel:
- 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...
- Itotal = I1 + I2 + I3 + ...
- V = V1 = V2 = V3 = ...
4. Daya dan Energi Listrik
Rumus Daya:
- P = V × I
- P = I² × R
- P = V²/R
Rumus Energi:
- W = P × t
- W = V × I × t
- W = I² × R × t
Dimana t = waktu (detik)
5. Hukum Kirchhoff
Hukum I Kirchhoff (Arus):
∑I masuk = ∑I keluar
Pada titik percabangan, jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar.
Hukum II Kirchhoff (Tegangan):
∑V = ∑(I×R)
Dalam loop tertutup, jumlah tegangan sama dengan jumlah hasil kali arus dan hambatan.
6. Alat Ukur Listrik
- Amperemeter: mengukur kuat arus (dipasang seri)
- Voltmeter: mengukur tegangan (dipasang paralel)
- Ohmmeter: mengukur hambatan
- Wattmeter: mengukur daya listrik
7. Visualisasi Rangkaian
Latihan Soal Listrik Dinamis
Tingkatkan Pemahaman Anda dengan Latihan Soal Berikut
A. Hukum Ohm dan Rangkaian Sederhana
Soal 1 Mudah
Sebuah rangkaian memiliki tegangan 12 volt dan hambatan 6 ohm. Berapakah kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
- V = 12 volt
- R = 6 ohm
Menggunakan hukum Ohm:
Maka:
I = 12/6 = 2 ampere
Jawaban: 2 ampere
Soal 2 Sedang
Tiga resistor masing-masing 3Ω, 6Ω, dan 9Ω dirangkai secara seri. Jika tegangan sumber adalah 36 volt, hitunglah:
- Hambatan total rangkaian
- Kuat arus yang mengalir
- Tegangan pada masing-masing resistor
Pembahasan:
a) Hambatan total rangkaian seri:
Rtotal = 3 + 6 + 9 = 18Ω
b) Kuat arus:
c) Tegangan pada masing-masing resistor:
- V1 = I × R1 = 2 × 3 = 6 volt
- V2 = I × R2 = 2 × 6 = 12 volt
- V3 = I × R3 = 2 × 9 = 18 volt
B. Rangkaian Paralel dan Daya Listrik
Soal 3 Sedang
Dua resistor 4Ω dan 12Ω dirangkai paralel dan dihubungkan dengan sumber tegangan 24 volt. Hitunglah:
- Hambatan total rangkaian
- Kuat arus total
- Kuat arus yang mengalir pada masing-masing resistor
Pembahasan:
a) Hambatan total rangkaian paralel:
1/Rtotal = 1/4 + 1/12 = 3/12 + 1/12 = 4/12
Rtotal = 3Ω
b) Kuat arus total:
c) Kuat arus pada masing-masing resistor:
- I1 = V/R1 = 24/4 = 6 ampere
- I2 = V/R2 = 24/12 = 2 ampere
Soal 4 Sulit
Sebuah rangkaian listrik terdiri dari dua resistor yang dirangkai paralel (R1 = 6Ω dan R2 = 3Ω), kemudian dirangkai seri dengan resistor R3 = 3Ω. Jika rangkaian dihubungkan dengan sumber tegangan 24 volt, hitunglah:
- Hambatan total rangkaian
- Kuat arus total
- Daya yang diserap oleh masing-masing resistor
Pembahasan:
a) Hambatan total:
- Hambatan paralel R1 dan R2:
- Hambatan total = Rp + R3 = 2 + 3 = 5Ω
Rp = 2Ω
b) Kuat arus total:
c) Daya pada masing-masing resistor:
- Tegangan pada rangkaian paralel = I × 2 = 4,8 × 2 = 9,6 volt
- P1 = V²/R1 = 9,6²/6 = 15,36 watt
- P2 = V²/R2 = 9,6²/3 = 30,72 watt
- P3 = I² × R3 = 4,8² × 3 = 69,12 watt
C. Hukum Kirchhoff
Soal 5 Sulit
Perhatikan rangkaian listrik berikut:
Tentukan:
- Kuat arus total
- Tegangan pada masing-masing resistor
- Daya yang diserap tiap resistor
Pembahasan:
a) Kuat arus total:
Rtotal = 6Ω + 4Ω = 10Ω
I = V/Rtotal = 12/10 = 1,2 ampere
b) Tegangan pada resistor:
- V1 = I × R1 = 1,2 × 6 = 7,2 volt
- V2 = I × R2 = 1,2 × 4 = 4,8 volt
c) Daya pada resistor:
- P1 = I² × R1 = 1,2² × 6 = 8,64 watt
- P2 = I² × R2 = 1,2² × 4 = 5,76 watt
Fullscreen Mode
