Modul 3.2 Kelas 9 (Listrik Dinamis) [PDF]

Citation preview

SMP NEGERI 3 PURWOKERTO



MODUL : IPA / IX-1



ILMU PENGETAHUAN ALAM UNTUK SMP KELAS lX SEMESTER I



LISTRIK DINAMIS



DI SUSUN OLEH : TIM GURU IPA SMP NEGERI 3 PURWOKERTO



TAHUN 2016



KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan pada penulis dalam menyelesaikan Modul ini, sampai dengan selesainya tulisan ini, penulis masih dalam keadaan sehat wal’afiat. Modul ini merupakan wujud tanggung jawab penulis terhadap tugas yang diberikan oleh pembimbing. Penulis menyadari kegiatan penyusunan tidak akan dapat berjalan dengan baik tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Drs. Yunan Helmi, M.Si, selaku Kepala Dinas Pendidikan Kabupaten Bangka 2. Bapak Iwan Kusuma , S.Pd, selaku Kepala SMP Negeri 2 Sungailiat 3. Bapak Kusmoro, M.Pd. Sebagai pembimbing 4. Ibu Widyaningtyas Sistaningrum, SE.MM Sebagai pembimbing 5. Rekan-rekan guru IPA SMP Sekabupaten Bangka Dalam tulisan ini tentu masih banyak terdapat kekurangan atau kesalahan, sehingga demi kesempurnaan tulisan ini, perlu kiranya sumbang saran dari rekan - rekan pembaca sekalian. Karya ini merupakan pengalaman pertama penulis yang semoga memiliki manfaat bagi yang membacanya.



Belinyu,



Juni 2012



DAFTAR ISI I



HALAMAN JUDUL



i



KATA PENGANTAR



ii



DAFTAR ISI



iii



DAFTAR GAMBAR



iv



DAFTAR TABEL



v



STANDAR KOMPETENSI



vi



KOMPETENSI DASAR



vii



CAKUPAN MODUL



viii



PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL



ix



MATERI



x



LEMBAR KERJA



GLOSARIUM DAFTAR PUSTAKA



DAFTAR GAMBAR 1.



Gambar 1,2 dan 3 :



2.



Gambar 4



:



3.



Gambar 5



:



4.



Gambar 6



:



.



Standar Kompetensi : 3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Kompetensi Dasar



:



3.2. Menganalisis percobaan listrik dinamis dalam suatu rangkaian serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari



Cakupan Modul : 1.



Teori tentang arus listrik dan beda potensial : 1.1. Konsep arus listrik dan beda potensial



2.



Cara membuat rangkaian listrik susunan seri dan paralel



3.



Mengamati berbagai gambar rangkaian listrik baik secara seri maupun paralel untuk menemukan prinsip perangkaiannya



4.



Melakukan percobaan sederhana untuk menyelidiki hubungan antara arus listrik dan beda potensial dalam suatu rangkaian



5.



Mencari informasi melalui studi pustaka untuk menemukan teori tentang hambatan dari beberapa jenis bahan baik yang tergolong konduktor, semikonduktor, dan isolator, serta prosedur penerapan Hukum Kirchoff.



6.



Memecahkan soal-soal yang berkait dengan perhitungan hambatan pengganti rangkaian listrik



Petunjuk Penggunaan Modul : 1. Bacalah modul dengan teliti alinea per alinea. 2. Setelah modul dipahami, Kerjakan latihan soal yang ada pada tiaptiap sub judul. 3. Bacalah lembaran kerja, dan lakukan kegiatan yang ada pada lembar kerja tersebut dengan bimbingan guru.



Listrik Dinamis Indikator Pencapaian Kompetensi  Menjelaskan konsep arus listrik dan beda potensial listrik  Membuat rangkaian komponen listrik dengan berbagai variasi baik seri maupun paralel  Menggambarkan arus listrik dan beda potensial dalam bentuk tabel dan grafik.  Menyelidiki hubungan antara arus listrik dan beda potensial dalam suatu rangkaian (Hukum Ohm)  Menemukan perbedaan hambatan beberapa jenis bahan (konduktor, semi konduktor dan isolator)  Menggunakan Hukum Kirchoff I untuk menghitung V dan I dalam rangkaian  Menghitung hambatan pengganti rangkaian listrik seri dan paralel Pada bab ini, akan dibahas : - Pengertian Arus Listrik - Potensial Listrik - Rangkaian listrik - Hambatan Listrik - Hukun 1 Kirchoff



PETA KONSEP :



T ES MATERI AWAL : Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa kembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan jawaban tersebut? A. Apabila kita menyalakan sakelar di rumah kita, lampu akan menyala. Hal itu karena adanya aliran arus listrik. Apakah aliran arus listrik itu? B. Apakah alat untuk megukur kuat arus listrik? C. Bagaimanakah caranya mengukur kuat arus dan beda potensial listrik?



Pada bab yang lalu tentang Listrik Statis, telah kita pelajari mengenai muatan listrik yang diam. Kata "listrik" tentunya sudah tidak asing lagi didengar, sebab saat ini tidak saja orang-orang kota yang dapat menikmati listrik, tetapi orang-orang di pedesaan pun sudah banyak yang menikmati listrik. Orang Yunani kuno disebut-sebut sebagai penemu listrik diam yang pertama. Kemudian ditemukan listrik mengalir oleh orang Itali, yang selanjutnya mengalami perkembangan sampai sekarang ini. Dalam kehidupan sehari-hari, peralatan listrik yang kita gunakan berhubungan dengan muatan listrik yang bergerak. Contohnya muatan listrik yang mengalir melalui filamen lampu pijar yang menyebabkan lampu pijar menyala. Perlu kita ingat, bahwa muatan listrik ada dua (2) jenis, yaitu muatan listrik positif (+) dan muatan listrik negatif (-). Pada bab ini, kamu akan mempelajari muatan listrik bergerak yang disebut listrik dinamis. Bagaimanakah muatan listrik itu bergerak? Apakah yang menyebabkan muatan listrik itu bergerak? Bagaimanakah rangkaian listriknya? Mari kita pelajari pembahasannya untuk menjawab pertanyaan tersebut di atas.



Gambar a. Rangkaian dengan saklar tertutup



b. Rangkaian dengan saklar terbuka.



Pada gambar b lampu tidak menyala karena tidak ada aliran muatan listrik pada penghantar sebab saklar dibuka, sering disebut rangkaian terbuka. Sedangkan pada gambar a lampu menyala karena ada aliran muatan listrik sebab saklar tertutup, sering disebut rangkaian tertutup. Jadi, arus listrik mengalir hanya pada rangkaian tertutup. Lalu apa arus listrik itu? Arus listrik muncul ketika elektron-elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi. Arah gerakan elektron ini berlawanan dengan arah arus listrik. Jadi, akibat pergerakan elektron-elektron ini, muncul arus listrik yang arahnya dari potensial tinggi ke potensial rendah. Catatan : Dalam suatu penghantar, muatan listrik yang dapat mengalir adalah hanya muatan listrik negatif (-) saja atau yang disebut dengan elektron. Aliran elektron yang terus menerus, dapat kita manfaatkan untuk menyalakan lampu, radio, televisi dan lain-lain. Pada rangkaian tertutup, sumber tegangan dapat menimbulkan beda potensial dalam rangkaian. Dengan adanya perbedaan potensial ini elektron-elektron terdorong untuk bergerak dari potensial rendah (kutub -) ke potensial tinggi (kutub +). Kondisi ini akan menimbulkan arus listrik dalam rangkaian yang arahnya dari potensial tinggi (kutub +) ke potensial rendah (-).



Lihat rangkaian berikut ini : Elektron bergerak dari kutub negatif (-) ke kutub posotif (+) Sedangkan arus listrik (I), se olah-olah mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) atau dari potensial tinggi ke potensial rendah Arah arus listrik berlawanan arah dengan gerak elektron( The direction of the electron flow is opposite to the electrical curren). Jadi arus listrik adalah gerakan muatan listrik dalam suatu penghantar. Dan arus listrik akan mengalir pada rangkaian yang tertutup, jika ada beda potensial. Ketika kamu menyalakan lampu, radio, atau setrika listrik pada dasarnya kamu memberi perintah pada barisan elektron untuk mulai bergerak dari sumber tegangan menuju alat listrik. Lalu, kembali lagi ke sumber tegangan melalui kawat atau kabel. Energi yang menggerakkan elektron disebut energi listrik. Gerakan barisan elektron inilah yang menyebabkan lampu menyala, radio berbunyi, dan setrika listrik menjadi panas. Bergeraknya elektronelektron dalam kawat atau kabel disebut arus listrik. Para ahli telah membuat kesepakatan bahwa arus listrik mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. KEGIATAN 1 : Tujuan : Mengamati arus listrik pada sebuah rangkaian Alat dan bahan : Sebuah baterai, dudukan baterai, dudukan lampu, lampu 3 V, kabel penghubung, dan sakelar Cara kerja : 1. Rangkaikanlah alatalat seperti pada Gambar di samping 2. Periksalah rangkaian sampai kamu yakin bahwa semuanya benarbenar saling berhubungan. 3. Tutuplah sakelar. Apakah yang terjadi pada lampu? 4. Bukalah sakelar. Apakah yang terjadi pada lampu? 5. Tutuplah kembali sakelar tersebut. Kemudian, cabutlah salah satu ujung kabel. Apakah yang terjadi pada lampu? 6. Bukalah ujungujung kabel dari dudukan baterai. Hubungkan ujungujung kabel yang sudah dilepas tadi sehingga rangkaian terhubung tanpa baterai. Amatilah yang terjadi pada lampu. Pertanyaan : 1. Ketika sakelar ditutup, apakah yang terjadi pada lampu? 2. Ketika sakelar dibuka, apakah yang terjadi pada lampu? Mengapa demikian? 3. Ketika sakelar ditutup tetapi salah satu ujung kabel dibuka, adakah arus listrik yang mengalir pada rangkaian? Apakah yang terjadi pada lampu? 4. Jika seluruh rangkaian ditutup, tetapi sumber tegangan (baterai) dipasang adakah arus listrik yang mengalir? Mengapa demikian? 5. Jadi, apakah syarat arus listrik mengalir?



Sudah



dikatakan di atas, bahwa arus listrik adalah gerakan/aliran muatan listrik. Dan dalam suatu rangkaian listrik, arus listrik akan mengalir jika ada beda potensial pada ujungujung penghantar tersebut. Berapakah besar atau kuatnya arus listrik itu ? Besar atau kuat arus listrik (simbol I), ternyata tergantung pada banyaknya muatan listrik ( simbol Q) yang mengalir dalam satu satuan waktu ( simbol Δ t ). Hubungan ke tiga besaran tersebut adalah : Dimana : I = Kuat arus listrik .............. satuannya : Ampere (A) Q = jumlah muatan listrik ...... satuannya : Coulomb (C) Δt = selang waktu ................... satuannya : sekon/detik (s) Satuan di atas sudah merupakan satuan dalam Sistem Internasional (SI). Dalam kehidupan sehari-hari, sering kita jumpai satuan yang lebih kecil atau satuan yang lebih besar, misalnya miliampere (mA), mikroampere (µA), atau kiloampere (kA) 1 mA = 0,001 A, atau = 10-3 A 1 µA = 0,000001 A, atau = 10-6 A 1 kA = 1000 A, atau = 103 A



Contoh soal :



1. Banyaknya muatan yang mengalir pada sebuah penghantar 120 C selama 0,5 menit. Berapa ampere kuat arus yang mengalir pada penghantar tersebut? Penyelesaian Diketahui: Q = 120 C Δt = 0,5 menit = 30 sekon Ditanya: I = …?



Q Δt 120C = 30 s



Jawab: I ¿



= 4A



2. Dalam waktu 2 menit, sebuah kawat penghantar mengalirkan arus listrik sebesar 10 ampere. Hitunglah besar muatan listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut! Penyelesaian Diketahui: Δt = 2 menit = 120 s I = 10 A Ditanya: Q = …? Jawab: Q = I . Δt = 10A. 120s = 1200 A.s = 1200 C



Alat Ukur : Alat yang digunakan untuk mengukur besar atau kuat arus listrik dalam suatu rangkaian, adalah Amperemeter. Karena yang diukur adalah arus listrik atau aliran elektron dalam rangkaian, amperemeter dipakai sebagai jalan aliran elektron dan dipasang secara seri pada rangkaian. Sebelum mengukur kuat arus listrik, kamu harus mengenal dulu cara kerja amperemeter. Amperemeter ada yang berdiri sendiri dan ada pula yang tergabung dengan alat lain, seperti avometer. Pada avometer analog, pembacaan skala berdasarkan pada jarum yang menunjuk angka pada panel. Adapun pada avometer digital, kamu cukup melihat angka yang tertera pada panel. Avometer analog ataupun digital memiliki ketelitian tertentu. Semakin besar ketelitiannya, semakin tepat pengukuran yang dapat dilakukan avometer tersebut. Besarnya arus listrik yang diukur ditentukan dengan cara sebagai berikut.



Kegiatan 2: Tujuan Mengukur kuat arus listrik Alat dan bahan Amperemeter, dudukan lampu, 3 buah dudukan baterai, 3 buah baterai, lampu 6 V, sakelar, dan kabel penghubung Cara kerja Rangkaikanlah alat­alat seperti pada Gambar Hubungkan sakelar. Apakah yang terjadi pada lampu dan amperemeter? Tuliskanlah data besar kuat arus listrik (A) dan nyala lampu yang kamu amati pada tabel hasil pengamatan berikut. Lakukanlah percobaan yang sama dengan menggunakan dua baterai dan tiga baterai.



Pertanyaan Hitunglah kuat arus listrik yang mengalir pada rangkaian untuk setiap banyaknya baterai. Bandingkanlah nyala lampu dengan besarnya kuat arus listrik. Apakah kesimpulan yang dapat kamu ambil?



I Untuk lebih memahami cara pembacaan skala amperemeter dan cara mengukurnya, lakukan kegiatan berikut.



Contoh pemasangan alat ukur Amperemeter dalam rangkaian listrik



(a) Rangkaian amperemeter; (b) Bagan Rangkaian amperemeter



(a) amperemeter;



(b) Lambang amperemeter EVALUASI :



Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Pada suatu penghantar mengalir muatan listrik sebesar 180 Coulumb selama 3 menit. Berapa ampere besar kuat arus listriknya? 2. Sebuah baterai mobil menyimpn muatan 150.000 C, sampai berapa lama baterai itu mampu mencatu arus sebesar 50 ampere? 3. Sebuah kawat penghantar mengalirkan arus sebesar 50 A selama 1 menit. Berapa Coulumb muatan listrik yang dipindahkan dalam penghantar tersebut? 4. Apa pengaruh yang ditimbulkan terhadap kuat arus listrik jika rangkaian terus dinyalakan? 5. Dalam waktu 5 menit muatan listrik sebesar 1.200 coulomb mengalir melalui rangkaian. Hitunglah besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian. 6. Suatu pengukuran kuat arus listrik menghasilkan data seperti pada gambar di bawah. Berapa besar arus yang pada masing-masing rangkaian?



Beberapa Komponen Listrik : Sakelar Sakelar adalah alat yang dapat membuat arus listrik mengalir atau terputus. Terdapat beberapa jenis sakelar yang semuanya memiliki fungsi sama, yaitu untuk mengalirkan dan memutuskan arus listrik. Sakelar terdiri atas dua keping penghantar yang dapat diputus atau disambungkan sesuai dengan keperluan.



( Sakelar peredup)



( sakelar)



( Bagian-bagian sakelar)



Sekering Sekering adalah alat listrik yang digunakan untuk memutuskan arus listrik secara otomatis. Apakah instalasi listrik di rumahmu memakai sekering? Terdapat berbagai macam bentuk dan ukuran sekering yang dijual di pasaran. Alat elektronik juga menggunakan sekering dalam rangkaiannya. Alat elektronik yang dijual di pasar biasanya dilengkapi dengan sekering yang disebut fuse. Sekering ini digunakan untuk mencegah kerusakan pada komponen­komponen elektronik akibat arus listrik yang tiba­tiba membesar pada saat pemakaian, seperti hubungan singkat atau korsleting. Oleh karena itu, gunakanlah sekering untuk mencegah terjadinya kebakaran akibat korslet.



Sekering tabung Sekering Sumbat



Potensial listrik, sering disebut juga beda potensial listrik, adalah energi potensial listrik yang bekerja pada tiap satuan muatan listrik yang diam. Dimana energi ini akan memberikan kemampuan untuk mengalirkan muatan-muatan listrik yang diam tersebut. Hubungan antara energi listrik, muatan listrik, dan beda potensial listrik secara matematik dirumuskan



V¿



W Q



Dimana : V = beda potensial listrik satuannya volt (V) W = energi listrik satuannya joule (J) Q = muatan listrik satuannya coulomb (C)



Dalam kehidupan sehari-hari, kamu dapat mengamati adanya gejala beda potensial di baterai atau akumulator. Beberapa baterai dapat disusun secara seri maupun paralel. Yang dimaksud susun seri adalah kutub positif disambungkan dengan kutub negatif lainnya. Adapun, untuk susun paralel adalah kutub-kutub yang sejenis disatukan. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut



Untuk susunan seri akan menghasilkan kuat arus listrik yang lebih besar daripada rangkaian susunan paralel. Hal itu disebabkan oleh bertambahnya beda potensial. Karena itu jika kedua macam rangkaian itu digunakan untuk menyalakan lampu, akan menghasilkan nyala yang berbeda. Dapatkah kamu menjelaskan hal tersebut? Dalam rangkaian listrik, sumber tegangan disimbolkan dengan tanda



atau



Tugas Individu : Sediakan lampu 2,5 V, baterai 1,5 V sebanyak 3 buah, dan kabel secukupnya. Dengan berdasarkan peralatan tersebut, rancanglah beberapa variasi rangkaian untuk menyalakan lampu. Ada berapa variasi rangkaian yang dapat kamu gunakan untuk menyalakan lampu? Kamu dapat mengukur beda potensial listrik antara dua tempat pada rangkaian, dengan cara seperti Gambar berikut.



Gambar



di samping adalah skema rangkaian percobaan untuk menentukan hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik yang timbul. Banyaknya baterai pada rangkaian tersebut diubah-ubah. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui beban R yang terbaca pada Amperemeter (A) dan beda potensial ujung-ujung beban R yang terbaca pada voltmeter (V) terlihat seperti tabel berikut



Berdasarkan tabel di atas diperoleh hal sebagai berikut. 1. Nilai V sebanding dengan I (V ~ I) sehingga grafik hubungan V dan I seperti di bawah ini.



2.



Perbandingan



V adalah konstan. I



Terdapat berbagai jenis sumber tegangan listrik di antara nya baterai (elemen kering), akumulator (aki), dan elemen volta. Sumber tegangan listrik pada rangkaian dituliskan dengan V atau Ɛ . Sumber tegangan listrik dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu sumber tegangan arus bolak-balik (AC) dan sumber tegangan arus searah (DC). a. Sumber tegangan arus bolak balik (AC) adalah sumber tegangan yang menghasilkan arus bolak balik, yaitu sumber tegangan yang kutub positif dan negatifnya berganti-ganti secara periodik. Misalnya generator arus bolak balik, dinamo sepeda, dan stop kontak arus bolak balik.



Simbol sumber arus bolak-balik adalah b. Sumber tegangan arus searah (DC) adalah sumber tegangan yang menghasilkan arus searah, yaitu sumber tegangan yang kutub positif dan negatifnya selalu tetap. Misalnya, elemen volta, elemen kering, accu, dan generator arus searah. Pada elemen volta, elemen kering, accu energi kimia diubah menjadi energi listrik. Pada generator dan dinamo sepeda, energi mekanik diubah menjadi energi listrik. Dalam pengisian accu terjadi konversi : yaitu energi listrik diubah menjadi energy kimia.



SUSUNAN ELEMEN Sebuah baterai (elemen) ukuran kecil, biasanya memiliki tegangan sebesar 1,5 V. Baterai yang disusun seri menghasil kan nilai tegangan yang lebih besar. Besarnya tegangan total baterai yang disusun seri merupakan penjumlahan dari besar tegangan setiap baterai.



Jika tiga baterai bertegangan 1,5 V dipasang seri, tegangan total rangkaian itu menjadi 4,5 V, yaitu hasil penjumlahan dari 1,5 V + 1,5 V + 1,5 V. Secara matematis, perumusannya dapat dituliskan sebagai berikut. Vtotal = V1 + V2 + V3 Alat elektronika yang menggunakan baterai sebagai sumber energi listriknya, sebaiknya dimatikan jika tidak dipergunakan. Hal ini disebabkan energi kimia dalam baterai akan cepat habis dan baterai tidak dapat digunakan lagi. Sedangkan, jika baterai (elemen) itu disusun paralel, dengan tegangan masing-masing 1,5 V, akan memiliki nilai tegangan yang sama dengan nilai sebuah baterai.



Secara matematis, perumusannya dapat dituliskan sebagai berikut :



Vtotal = V1 = V2 = V3 = 1,5 V Bagaimana jika ketiga baterai (elemen) tersebut disusun seperti gambar di bawah ini ? Berapa tegangan total ketiga baterai ?



1.



Hambatan



Pernahkah kamu memikirkan,mengapa lampu listrik dapat menyala jika ada arus listrik? Perhatikan lampu pijar pada Gambar 9.1. Di dalam lampu terdapat kawat halus yang disebut filamen. Jika terdapat arus listrik pada rangkaian, maka muatan-muatan listrik melewati filamen lampu tersebut. Pada saat melewati filamen, energi listrik yang dikandung muatan listrik berubah menjadi energi panas dan cahaya. Berpijarnya filamen ini mirip dengan air sungai di pegunungan yang melewati bebatuan, dan kamu mendengar bunyi gemericik air. Bebatuan tersebut menghambat aliran air, dan energi gerak air berubah menjadi energi bunyi. Seperti halnya bebatuan yang menghambat aliran air, filamen tersebut memiliki hambatan. Hambatan merupakan kecenderungan suatu benda untuk melawan aliran muatan listrik, mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain. Di dalam rangkaian listrik, hambatan diberi simbol R. Beberapa contoh hambatan listrik dengan simbolnya.



Hambatan (R) Hambatan Geser (Rh) Lampu (L) Amperemeter (A) Voltmeter (V) Baterai (E) Dari hasil percobaan, besarnya hambatan kawat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : 1. Jenis kawat (diberi symbol ρ) satuannya ohm.meter (Ω.m) 2. Panjang kawat (diberi symbol ℓ ) satuannya meter (m) 3. Luas penampang kawat (diberi symbol A) satuannya (m2) 4. Suhu (diberi symbol t) satuannya second (s) Maka besar hambatan kawat penghantar (R), dapat dirumuskan sebagai berikut : a.



b. R = R0 ( 1 + α . Δt ) dan



ρ = ρ0 ( 1 + α . Δt )



Satuan hambatan kawat penghantar adalah Ohm ( Ω ) Bila diketahui luas penampang kawat konstanta sebesar 1 mm2, maka 1 m kawat konstantan mempunyai hambatan sekitar 5 ohm, berarti nilai hambat jenis kawat konstantan sebesar:



ρ=



5 ohm .1 mm2 = 5 ohm mm2/m 1m



Jadi, satuan hambat jenis atau resistivitas adalah ohm.mm2/m Bila luas penampang kawat menggunakan satuan meter persegi(m 2), maka satuan hambat jenis dapat juga dalam satuan: ohm.m (ohm meter)1 ohm.m = 1 ohm m 2/m, bila satuan m2, diubah ke dalam mm2, maka di dapat: 1 ohm.m2/m = 1 ohm x 106 (mm2/m) = 106ohm mm2/m dan 1 ohm.mm2/m = 1 ohm x 10-6m2/m = 10-6 ohm Jadi, hambat jenis atau resistivitas bahan adalah nilai hambatan bahan tersebut setiap meter bila luas penampang 1 mm2. nilai resistavitas berbagai jenis zat dapat dilihat pada tabel berikut.



Contoh Soal Sebuah kawat penghantar yang terbuat dari wolfram panjangnya 50 m, luas penampangnya 5.10 -5 m². Bila hambat jenis wolfram 5,6 . 10 -8 ohm.m, maka hitunglah besar hambatan kawat penghantar tersebut! Penyelesaian Diketahui: ℓ = 50 m A = 5.10-5 m² ρ = 5,6 . 10-8 ohm.m Ditanya: Jawab :



R = …. ?



= 5,6 . 10-8 Ohm.m .



50 m 5.10−5 m2



= 5,6 . 10-2 Ohm



2.



Hukum Ohm Coba kamu amati air yang dialirkan melalui selang. Jika selang dinaikkan ke atas, maka lebih banyak air yang mengalir. Sebaliknya jika posisi selang kamu turunkan, air yang mengalir lebih sedikit. Ketinggian air ini mirip dengan besar beda potensial listrik, dan banyaknya air yang mengalir mirip dengan arus listrik. Jadi, semakin besar beda potensial listrik, maka semakin besar pula arus listrik yang mengalir. Sebaliknya, semakin kecil beda potensial listrik, maka semakin kecil pula arus listriknya. George Simon Ohm (1787–1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujungujungnya: I ∞ V Jika kamu menghubungkan kawat ke baterai 6 V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan jika dihubungkan ke baterai 3 V. Berapa besar aliran arus pada kawat tidak hanya ber gantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang diberikan kawat terhadap aliran elektron. Elektronelektron diperlambat karena adanya interaksi dengan atomatom kawat. Makin tinggi hambatan ini, maka makin kuat arus untuk suatu tegangan V sehingga didapat persamaan:



dengan:



R = hambatan kawat atau suatu alat lainnya (Ohm) V = beda potensial yang melintasi alat tersebut (Volt) I = arus yang mengalir pada alat tersebut (Ampere)



Hubungan ini sering dituliskan V=I.R Persamaan di atas dikenal sebagai hukum Ohm. Bahan atau alat yang tidak mengikuti hukum ohm disebut nohohmik. Satuan untuk hambatan disebut Ohm (Ω). Karena R = V/I maka 1,0 Ω sama dengan 1,0 V/A.



Latihan Soal 1.Sebuah lampu pijar dihubungkan dengan beda potensial 12 V. Ternyata timbul kuat arus sebesar 0,3 A. Berapakah hambatan filamen lampu pijar itu? Diketahui : beda potensial, V = 12 V kuat arus, I = 0,3 A Ditanya : hambatan, R? Jawab :



R=



V



2.



Sebuah bola lampu dengan hambatan 6 ohm dihubungkan dengan aki 12 V. besar kuat arus listrik yang mengalir melalui bola lampu itu?



Berapakah



Langkah-langkah Pemecahan-Masalah: Diketahui



:



Hambatan R = 6Ω Tegangan V = 12 Volt



Ditanyakan :



Kuat arus I



Pemecahan :



I = V/R I = 12 V/6 Ω



Jadi kuat arus listrik yang mengalir = 2 A



Soal Latihan 1.



Hitunglah kuat arus yang mengalir melalui sebuah kawat 6Ω yang dihubungkan baterai 12 V. Berapakah kuat arusnya bila kawat itu dihubungkan baterai 6 V?



2.



Hitunglah besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus 3 A pada sebuah lampu yang memiliki hambatan 4 Ω.



3.



Empat buah baterai masing-masing memiliki beda potensial 1,5 V dihubungkan secara seri. Empat baterai seri tersebut mengeluarkan arus 2 A pada saat dihubungkan dengan sebuah lampu. Berapakah besarnya hambatan lampu tersebut ?



Arus Listrik dalam Rangkaian Tertutup Pada saat kita membahas GGL dan tegangan jepit baterai di atas, ternyata nilai GGL baterai tidak sama dengan nilai tegangan jepit baterai. Hal tersebut dikarenakan adanya hambatan dalam baterai yang disebut hambatan dalam. Bagaimanakah besar arus listrik dalam rangkaian tertutup? Perhatikan uraian di bawah ini! Gambar di samping melukiskan rangkaian tertutup sederhana yang terdiri atas hambatan luar R dan sumber listrik (baterai) yang mempunyai GGL = E dan berhambatan dalam = r, maka besar kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan :



Keterangan : I = kuat arus listrik (dalam ampere) E = GGL sumber listrik (dalam volt) R = hambatan luar (dalam ohm) r = hambatan dalam (dalam ohm)



Berdasarkan persamaan : maka di dapat : E = I (R + r) E=I.R+I.r Hasil kali kuat arus dengan hambatan luar disebut tegangan jepit (V j) sehingga diperoleh : Vj = I . R. Hasil kali kuat arus dengan hambatan dalam disebut tegangan rugi atau tegangan polarisasi (E pol), sehingga : Epol = I . r. Untuk itu persamaan hukum Ohm dapat dinyatakan : E = Vj + Epol . Contoh soal: 1. Sebuah baterai yang ber-GGL 1,5 Volt dan berhambatan dalam 0,5 ohm dihubungkan dengan sebuah lampu yang berhambatan 4 ohm. Hitunglah : a) kuat arus yang mengalir melalui lampu, b) tegangan jepit baterai, c) tegangan rugi baterai! Penyelesaian : Diketahui : Ditanya : Jawab a)



E = 1,5 volt; r = 0,5 ohm; R = 4 ohm a) I = ...? b) Vj = ...? c) Epol = ...?



:



E I= R +r I=



1,5 volt ( 4+ 0,5 ) ohm



b) Vj = I . R



c) Epol = I x r



= 0,33 x 4



= 0,33 x 0,5



= 1,32 volt



= 0,165 volt



I = 0,33 A 2.



Sebuah aki yang ber-GGL 6 volt dihubungkan dengan sebuah penghantar yang berhambatan 9 ohm. Ternyata tegangan jepitnya 5,4 volt. Berapakah hambatan dalam accu tersebut? Penyelesaian : Diketahui : E = 6 volt; Vj = 5,4 volt; R = 9 ohm Ditanya : r = ...? Jawab : I = Vj/R = 5,4/9 = 0,6 A



I . r = E – Vj r=



E−Vj I



Uji Pemahaman



==



6−5,4 = 1 ohm 0,6



1. Sebuah elemen dengan GGL = E dan hambatan dalam = r, pada saat ditutup dengan penghambatan 29 Ω arus yang mengalir 0,1 A dan jika ditutup dengan penghambatan 9 Ω arus yang mengalir 0,3 A. Berapakah nilai E dan r? 2. Sebuah elemen dengan GGL = 2 Volt digunakan untuk menyalakan sebuah lampu yang berhambatan 9,5 Ω. Jika tegangan jepit elemen saat itu 1,9 volt, berapakah hambatan dalam elemen tersebut? 3. Perhatikan gambar di bawah ini Empat buah baterai yang masing-masing ber GGL 1,5 volt dan hambatan dalamnya adalah 0,1ohm dirangkai seri. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan hambatan luar R = 1,6 ohm. Berapa besar arus yang mengalir?



Rangkaian Hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan angkaian paralel. 1.



Rangkaian Seri Jika terdapat beberapa hambatan yang dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan sumber listrik maka masing-masing hambatan tersebut dilalui oleh arus listrik yang sama besar. Dengan demikian dari rangkaian tersebut diperoleh : Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan pengganti. Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini sering disebut hambatan seri, RS. Berapa besar RS ? 1.



VAB + VBC + VCD = VAD atau VR1 + VR2 + VR3 = VAD



2.



I yang melalui R1 = I yang melalui R2 = I yang melalui R3



3.



VAB = I . R1 ,



VBC = I . R2 ,



VCD = I . R3.



Maka VAD = I (R1 + R2 + R3) atau VAD = I . RS 4.



Besar hambatan pengganti (Rs). VAD = I . Rs Maka :



atau VAD = I (R1 + R2 + R3)



Rs = R1 + R2 + R3



Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan. Sedang besarnya nilai beda potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama, karena untuk susunan seri, yang mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan. Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda, maka nilai beda potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda. Maka potensial totalnya adalah : Vtotal = V1 + V2 + V3 2.



Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang) Jika terdapat beberapa hambatan yang dirangkai secara paralel dan dihubungkan dengan sumber listrik maka masing-masing ujung-ujung hambatan tersebut mempunyai beda potensial yang sama. Dengan demikian, dari rangkaian tersebut diperoleh : V =V =V =V



VR1 = I1 . R1 ; VR2 = I2 . R2 ; VR3 = I3 . R3



3. I = I1 + I2 + I3



I1 =



V R1 V = AB R1 R1



I2 =



V R2 V = AB R2 R2



I3 =



V R3 V = AB R3 R3



Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut hambatan pengganti. Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan penggantinya disebut hambatan paralel (RP). Karena I = I1 + I2 + I3



V AB V AB V AB V AB = + + RP R1 R2 R3 Besar hambatan paralel (RP) dapat ditentukan menggunakan persamaan,



Hukum 1 Kirchhoff Perhatikanlah gambar rangkaian di bawah ini.



Pada saat saklar di tutup, maka di dalam rangkaian akan mengalir arus listrik, termasuk pada tiap-tiap cabang. Dan besarnya arus listrik yang mengalir, dapat dilihat pada setiap amperemeter. Dari hasil percobaan, ternyata kuat arus yang melalui tiap rangkaian bercabang lebih kecil daripada kuat arus dalam rangkaian tak bercabang. Dan bahwa jumlah kuat arus yang melalui I 1, I2, I3 , dan I4 adalah sama dengan kuat arus yang melalui I. Dapat disimpulkan bahwa dalam rangkaian bercabang, kuat arus yang masuk pada titik percabangan sama besar dengan kuat arus yang keluar dari titik percabangan. Hal ini pertama kali diselidiki oleh Kirchoff sehingga hasil penemuannya disebut Hukum Kirchoff. Jika kuat arus yang masuk ke titik percabangan adalah I, dan arus yang keluar dari titik percabangan adalah I1 , I2 , I3 , dan I4 maka berlaku hubungan:



I1 + I 2 + I 3 + I 4 = I Persamaan ini dikenal sebagai hukum Kirchoff. Secara fisis dapat diartikan kuat arus yang masuk pada titik percabangan sama besarnya dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan.



Dari gambar di samping diperoleh: I1 = I2 + I3



Dari gambar di samping diperoleh: I1 + I3 = I2



Contoh : Perhatikanlah gambar di bawah ini!



Jika I = 20 mA, I1 = 5 mA, dan I2 = 7 mA maka tentukanlah I3 ! Penyelesaian Diketahui : I = 20 mA I1 = 5 mA I2 = 7 mA Ditanya : I3 = …? Jawab



:



I = I1 + I2 + I3 I3 = 20 mA – (5 mA + 7 mA) = 8 mA



Evaluasi Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar! 1. Kuat arus pada rangkaian bercabang pada gambar di bawah, tentukanlah besar arus I !



2.



Perhatikanlah gambar di bawah, jika diketahui I 1 = 2 mA, I2 = 3 mA, dan I3 =5 mA, dan I4 = 5 mA maka hitunglah I?



3.



Perhatikan gambar berikut



Dari gambar di atas jika I = 1 A. Berapakah kuat arus listrik yang melalui hambatan R 1 dan R2?



Contoh : 1. Perhatikan gambar berikut. Berdasarkan gambar di atas, tentukan: a. hambatan pengganti, b. arus listrik yang mengalir pada R1, R2, dan R3, dan c. beda potensial pada masing-masing hambatan.



2. Perhatikan rangkaian berikut.



Jika IAB = 0,25 A, tentukan: a. hambatan total pada rangkaian, b. beda potensial pada ujung hambatan AB, BC dan CD, c. beda potensial pada ujung AD.



Penyelesaian : Diketahui: R1 = 20Ω R3 = 30Ω R2 = 10Ω V = 6 V Ditanya: a. Rs = ... ? b. I = ... ? c. V1 = ... ? V3 = ... ? V2 = ... ? Jawab: a. Rs = R1 + R2 + R3 c. V1 = I × R1 = 20 + 10 + 30 = 0,1 x 20 = 60 Ω =2V b. I = V 2 = I × R2 = 0,1 x 10



=



= 0,1 A



= 1V



V3 = I × R3 = 0,1 x 30 I = I1 = I2 = I3 = 0,1 A



=3V



Penyelesaian : Diketahui : RAB = 40Ω IAB = 0,25 A RBC = 20Ω RCD = 60Ω Ditanya : a. RS = ... ? b. VAB = ... ? VBC = ... ? VCD = ... ? c. VAD = ... ? Jawab : a. RS = RAB + RBC + RCD = 40 + 20 + 60 = 120Ω



= 0,25 × 40 = 0,25 × 20 = 10 V = 5 V VCD = ICD × RCD = 0,25 × 60 = 15 V c. Cara 1: VAD = I × RS = 0,25 × 120 = 30 V Cara 2: VAD = VAB + VBC + VCD = 10 + 5 + 15 = 30 V



3. Berdasarkan gambar berikut, tentukan:



a. hambatan pengganti paralel, b. arus listrik yang mengalir dalam rangkaian, c. arus listrik yang mengalir pada setiap hambatan R1, R2, dan R3 .



Penyelesaian: Diketahui: R1 = 60 Ω R3 = 40 Ω R2 = 120 Ω V = 6 volt Ditanya: a. Rp = ... ? b. I = ... ? c. V = ... ? d. I1 = ... ? I1 = ... ? I1 = ... ? Jawab : a.



= + +b. I = = + + = = = 0,3 A Rp= = 20 Ω



c. I1



=



I2



=



= = 0,1 A



= = 0,05 A



4. Perhatikan gambar berikut. Jika kuat arus pada hambatan R1 sebesar 0,4 A, tentukan: a. beda potensial pada ujung-ujung hambatan, b. kuat arus pada hambatan R2 dan R3 c. tegangan yang dihasilkan oleh baterai, dan d. kuat arus yang dihasilkan baterai.



I3



= = = 0,15 A



Penyelesaian : Diketahui: I1 = 0,4 A R2 = 9 Ω R1 = 45 Ω R3 = 15 Ω Ditanya: a. V1 = ... ? b. I2 = ... ?, I3 = ... ? c. V = ... ? d. I = ... ? Jawab: a. V1 = V2 = V3 = I × R1 = 0,4 × 45 = 18 V b. I2 I3



c. V = V1 = V2 = V3 = 18 V d. I = I1 + I2 + I3 = 0,4 + 2 + 1,2 = 3,6 A



Konduktor, Isolator, dan Semikonduktor Pada tahun 1729, seorang Ilmuwan Inggris bernama Stephen Gray menemukan bahwa muatan listrik dapat berpindah dari suatu benda ke benda lainnya yang tidak bermuatan. Namun ada juga zat yang sukar atau tidak dapat menghantarkan muatan listrik. Ini disebabkan karena hambatan jenis setiap bahan berbeda-beda. Bahan yang mempunyai hambatan jenis besar memiliki hambatan yang besar pula, sehingga sulit menghantarkan arus listrik. Berdasarkan daya hantar listriknya (konduktivitas listrik), bahan dibedakan menjadi tiga, yaitu konduktor, isolator, dan semikonduktor.



Konduktor Konduktor adalah suatu bahan yang memungkinkan elektron-elektron bergerak dengan mudah melalui bahan tersebut. Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut electron bebas. Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat tinggi 70.000°C bersifat sebagai gas sempurna. Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah bahan konduktor. Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan dengan elektron bebas yang lain. Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik. Bahan konduktor yang baik dan sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar yaitu σ ≅ ∞ (mendekati tak terhingga besarnya). Sebaliknya untuk hambatan atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil.Logam seperti tembaga dan perak terbuat dari atom-atom yang tidak memegang secara kuat elektron-elektronnya, sehingga elektron-elektron bergerak dengan mudah melalui bahan yang terbuat dari jenis bahan ini. Oleh karena alasan tersebut, kawat listrik yang pada umumnya terbuat dari tembaga merupakan konduktor yang baik. Perak juga menghantarkan listrik amat baik, namun perak jauh lebih mahal daripada tembaga. Contoh bahan konduktor antara lain : logam-logam, karbon, air raksa, badan manusia, elektrolit, kayu basah dan tanah (bumi).



Isolator Apakah yang membungkus kawat yang menghubungkan radio dengan stop-kontak di dinding? Kawat itu biasanya dibungkus dengan bahan sejenis plastik, yaitu suatu bahan isolasi. Pada bahan isolator, tidak memungkinkan elektron-elektron mengalir dengan mudah melalui bahan tersebut. Untuk isolator konduktivitas, hambatan, hambatan jenis, dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor. Zat-zat yang sukar atau tidak dapat menghantarkan muatan listrik disebut penyekat atau isolator. Contoh bahan isolator antara lain : karet,kayu, plastic, kaca, porselin, udara, ebonit, parafin, minyak pelumas, dan sirlak.



Semikonduktor Selain terdapat zat konduktor dan isolator terdapat juga zat yang bersifat di antara konduktor dan isolator yang disebut dengan zat semi konduktor.



Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat sebagai konduktor dan isolator. Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator. Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan. Bahan semikonduktor dapat dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika. Karbon digunakan untuk membuat komponen elektronika, seperti resistor. Silikon dan germanium digunakan untuk membuat komponen elektronika, seperti diode, transistor, dan IC (integrated circuit). Ada 2 jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis n dan semikonduktor jenis p. Semikonduktor jenis n adalah bahan semikonduktor yang terbuat dari bahan germanium atau silicon yang dikotori (doping) oleh bahan lain sehingga akan terdapat kelebihan electron (n). Sedangkan, semikonduktor jenis p, adalah bahan semikonduktor yang dikotori oleh bahan lain yang memungkinkan terjadinya hole (lubang atau tempat yang dapat diisi oleh electron), sehingga bersifat bermuatan positif (p). Gabungan semikonduktor jenis n dan jenis p, digunakan sebagai bahan pembuatan diode dan transistor. Jika semikonduktor jenis p dan n disambung, maka akan terjadi sambungan p-n atau n-p, dan membentuk Dioda. Sambungan antara p-n-p atau n-p-n akan membentuk transistor. p



n



Arus mengalir



p



n



Arus tidak mengalir



Pada saat kutub baterai di balik, ternyata tidak ada arus listrik yang mengalir. Jadi, fungsi Dioda adalah sebagai penyearah arus, atau dengan kata lain bahwa arus listrik tidak dapat mengalir pada arah sebaliknya pada dioda Tabel Hubungan antara Bahan Konduktor, Semikondutor, Isolator, dan Nilai Konduktivitasnya



Uji Kompetensi A.



Pilih salah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (x) pada huruf a, b, c, atau d! 1.



Banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik disebut .... a. potensial listrik c. hambatan listrik b. kuat arus listrik d. tegangan listrik



2.



Aliran muatan listrik disebut … a. arus listrik b. tegangan listrik



c. energi listrik d. potensial listrik



3.



Dalam suatu penghantar mengalir muatan listrik sebesar 240 C selama 2 menit. Besar kuat arusnya adalah .... a. 120 A c. 20 A b. 40 A d. 2 A



4.



Satu mikroampere sama dengan .... a. 0,000001 A c. 1.000 A b. 0,001 A d. 1.000.000 A



5.



Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah .... a. voltmeter c. amperemeter b. basicmeter d. benar semua a.



6.



Bagan rangkaian yang benar dalam pemasangan amperemeter adalah ….



7.



Manakah rangkaian yang benar untuk mengukur kuat arus listrik ....



8.



Sakelar adalah alat yang berfungsi untuk …. a. menyambungkan arus listrik b. menggerakkan elektron pada kawat penghantar c. memutuskan hubungan rangkaian d. memutus dan menyambungkan arus listrik



9.



Alat yang digunakan untuk mengamankan rangkaian listrik dari arus yang tibatiba membesar adalah .... a. sakelar otomatis c. sekering b. stop kontak d. elemen



10. Untuk menghasilkan beda potensial dalam rangkaian listrik digunakan .... a. sumber arus c. voltmeter b. amperemeter d. ohmmeter 11. Jika pada skala alat pengukur tertera huruf V menunjukan alat pengukur .... a. kuat arus listrik c. hambatan listrik b. beda potensial listrik d. energi listrik 12. Untuk memindahkan muatan listrik 10 C dari titik P ke titik Q dibutuhkan energi yang besarnya 350 J. Beda potensial antara titik P dan Q adalah .... a. 10 Volt c. 340 Volt b. 35 Volt d. 360 Volt 13. Tabel di bawah ini menunjukan hubungan antara kuat arus (I), hambatan (R) dan tegangan (V).



Dari tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa kuat arus listrik.... a. sebanding dengan hambatan b. sebanding dengan tegangan c. berbanding terbalik dengan hambatan d. berbanding terbalik dengan tegangan 14. Di bawah ini adalah faktor yang mempengaruhi besarnya hambatan pada penghantar, kecuali .... a. panjang kawat c. luas penampang kawat b. jenis kawat d. warna kawat 15. Dalam sebuah rangkaian listrik, jika kawat penghantarnya makin panjang maka nilai kuat arusnya makin kecil. Hal ini menunjukkan ....



a. b.



nilai hambatannya makin kecil nilai hambatannya makin besar



c. energi listriknya makin besar d. beda potensialnya makin kecil



16. Nilai hambatan pengganti pada rangkaian di bawah ini adalah ....



a. b.



25 ohm 100 ohm



c. 150 ohm d. 250 ohm



17. Perhatikanlah gambar di bawah ini!



Hambatan pengganti pada gambar di atas adalah .... a. 40 Ohm c. 120 Ohm c. 60 ohm 100 ohm b. 80 Ohm d. 150 Ohm d. 80 ohm 80 ohm 18. Beda potensial kedua ujung konduktor 24 Volt, bila kuat arus yang mengalir pada konduktor besarnya 2 A, maka besar hambatan konduktor tesebut adalah.... a. 12 Ohm c. 26 Ohm b. 24 Ohm d. 48 Ohm 19. Dalam sebuah penghantar yang mempunyai hambatan 400 ohm, mengalir arus listrik sebesar 250 miliampere. Besar beda potensial pada kedua ujungnya adalah . . . . a. 100 V b. 200 V c. 400 V d. 100.000 V 20. Dua buah hambatan masing-masing 2 Ohm dihubungkan secara paralel, kemudian dirangkaikan seri dengan hambatan sebesar 4 ohm. Hambatan pengganti dari rangkaian tersebut adalah ……. a. 4 Ohm c. 6 Ohm b. 5 Ohm d. 8 Ohm 21. Jika beberapa penghambat dihubungkan seri, maka kuat arus yang mengalir melalui masingmasing penghambat .... a. berbanding lurus dengan besar hambatannya b. berbanding terbalik dengan besar hambatannya c. berbanding lurus dengan jumlah hambatannya d. sama besarnya 22. Dari gambar arus listrik dalam percabangan berikut diperoleh ....



a. b. c. d.



I I I I



= = = =



I1 I1 I2 I1



= – – +



I2 I2 I1 I2



23. Perhatikan gambar rangkaian Besar kuat arus I2 adalah ....



a. b.



0,5 A 1,5 A



c. 2 A d. 2,5 A



24. Kuat arus yang paling besar dari kombinasi di bawah ini adalah .... a. tegangan 3 V dan hambatan 15 Ω b. tegangan 4,5 V dan hambatan 30 Ω c. tegangan 6 V dan hambatan 40 Ω d. tegangan 4,5 V dan hambatan 30 Ω 25. Perhatikan gambar di bawah ini.



Jika IA = ID = 0,4 A dan IB = IC, maka IB sebesar .... a. 0,35 A c. 0,7 A b. 0,4 A d. 1,1 A



B.



Selesaikanlah soal-soal berikut dengan benar 1.



Gunakan Hukum Kirchoff untuk menghitung V dan I pada rangkaian berikut.



2. Perhatikan gambar berikut.



Hitunglah: a. hambatan pengganti, b. kuat arus yang mengalir, c. kuat arus pada R1 dan R2 d. tegangan pada ujung-ujung BC, dan e. tegangan pada ujung-ujung AB. 3. Kawat penghantar panjangnya 2 km dan hambatan jenisnya 2,8 × 10 -8 ohm.m. Jika luas penampang kawat 5,6 mm2 berapakah hambatan kawat itu? 4. Tentukan nilai hambatan pengganti antara titik A dan titik B dari rangkaian hambatan di bawah ini!



BALIKAN HASIL PENILAIAN 1. Kriteria Ketuntasan Minimal (KKM) adalah 75 2. Jika siswa memperoleh nilai > 75, dinyatakan lulus dan boleh melanjutkan ke materi berikutnya 3. Jika siswa memperoleh nilai < 75, dinyatakan tidak lulus dan mempelajari kembali materi (remedial)



DAFTAR PUSTAKA 



Sarwono, dkk. 2009, IPA Terpadu SMP/MTs Kelas IX – Jakarta: Depdiknas







Karim, Saeful, dkk.



2008, Belajar IPA SMP/MTs Kelas IX – Jakarta : Pusat Perbukuan



Depdiknas







Widodo, Tri, dkk. 2009.IPA Terpadu SMP Kelas IX - Surakarta : Mevi Caraka, CV







Sudibyo, Elok, dkk. 2008.Mari Belajar IPA SMP/MTs Kelas IX. Jakarta: Karya Mandiri Nusantara, PT







Nur Kuswanti, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning IPA SMP/MTs Kelas IX -Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008







Ganawati, Dewi, dkk 2008. Pembelajaran IPA terpadu dan kontekstual SMP/MTs Kelas IX Jakarta : Pusat Perbukua







Wariyono, Sukis, dkk. 2008. Mari belajar ilmu alam sekitar kelas IX SMP/MTs — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional







Widijanto, Eko, dkk. 2007. IPA Fisika Kelas IX SMP – Jakarta : Erlangga