LKPD Jawaban [PDF]

Citation preview

Listrik Dinamis



Petunjuk 1. Isilah identitas kelompok 2. untuk mengerjakan LKPD, anda boleh menggunakan sumber daya tak terbatas 3. Jika ada hal-hal yang tidak dimengerti, silahkan tanyakan pada guru



Kompetensi Dasar



Indikator



3.2 Mengevaluasi prinsip kerja peralatan listrik searah (DC) dalam kehidupan sehari-hari



Rangkaian Resistor 3.2.11 Menghitung nilai hambatan pengganti dari rangkaian resistor seri. 3.2.12 Menghitung nilai hambatan pengganti dari rangkaian resistor paralel. 3.2.13 Menghitung nilai hambatan pengganti dari rangkaian resistor seriparalel. Hukum-hukum Kirchof 3.2.14 Menuliskan bunyi Hukum I Kirchoff. 3.2.15 Menentukan arah arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian bercabang. 3.2.16 Menghitung kuat arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian Menuliskan bunyi Hukum II Kirchoff. 3.2.17 Menuliskan bunyi Hukum II Kirchoff 3.2.18 Memecahkan permasalahan pada rangkaian listrik majemuk dengan menggunakan metode kuat arus loop. Energi dan Daya Listrik 3.2.19 Menghitung energi listrik. 3.2.20 Menghitung daya listrik. 3.2.21 Menghitung biaya pemakaian listrik.



Page | 1



Listrik Dinamis TEORI SINGKAT Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian yang arus listriknya mengalir dari titik potensial tinggi ke titik berpotensial rendah. MENGAMATI Cermati gambar di bawah ini. Gambar tersebut memberikan gambaran kejadian yang terkait dengan listrik dinamis.



A



Bola lampu



C



Arus listrik yang mengalir pada



Sumber



cabang



B



Susunan bola lampu



D



Pemakaian peralatan listrik



Sumber



Sumber



Sumber



Setelah mengamati gambar di atas, tulislah hasil pengamatan anda! 1. Rangkaian sederhana: sumber listrik (batrai), kabel dan bola lampu 2. Rangkaian bola lampu secara seri dan parallel 3. Arus yang mengalir pada percabangan 4. Pemakaian alat listrik pada kehidupan sehari-hari



Page | 2



Listrik Dinamis Rangkaian Resisitor 1. Berdasarkan gambar di samping rangakaian tersebut disusun secara seri 2. Rangkaian seri adalah rangkaian yang disusun secara berurutan atau segaris. 3. Pada rangkaian seri



yang dihubungkan dengan



suatu sumber tegangan , besar kuat arus disetiap titik dalam rangkaian tersebut adalah sama. 4. Dari gambar di atas gambarkan dan rumuskan rangkaian hambatan penggantinya berdasarkann hukum Ohm ?



V = VAB + VBC = I R1 + I R2 = I (R1 + R2) Karena V = I RAC, Maka RAC = R1 + R2 Hambatan



gabungan



(Rgab)



beberapa



terhubung secara seri dituliskan sebagai:



hambatan



yang



Rgab = R1 + R2+.......



+Rn 5.



Berdasarkan gambar di samping rangakaian tersebut disusun secara paralel. 6. Rangkaian paralel adalah rangkaian yang disusun



secara



berdampingan



atau



berjajar. 7. Pada rangkaian paralel yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan , besar tegangan pada ujung-ujung tiap hambatan adalah sama. Page | 3



Listrik Dinamis 8. Dari rangkaian gambar di atas , gambarkan dan rumuskan rangkaian penggantinya berdasarkann hukum Kirchoff I ?



I=I 1 + I 2 I=



V V 1 1 V + =V + = R1 R2 R 1 R 2 Rgab



(



)



1 1 1 1 = + +… …+ R gab R1 R2 Rn 9.



Dari



gambar disamping tentukan pengganti totalnya? Rs 1=( 1 Ω+3 Ω+ 4 Ω )=8 Ω



hambatan



Rs 2= (16 Ω+ 8 Ω+5 Ω )=29 Ω 1 1 1 = + R total 8 Ω 29 Ω (8 Ω x 29 Ω) 232 Ω2 Rtotal= = =6,27 Ω 8 Ω+29 Ω 37 Ω



Page | 4



Listrik Dinamis Hukum Kirchhoff Suatu rangkaian yang akan dianalisis, maka perlu mencari : a.



beda



potensial



masing-masing



komponen



dalam



rangkaian b. arus listrik masing-masing komponen dalam rangkaian Hukum Kirchof I Lakukan kegiatan untuk mengumpulkan informasi dari berbagai sumber agar dapat menjawab pertanyaan atau melengkapi pernyataan berikut. 1. Bunyi Hukum I Kirchoff Arus yang masuk pada titik percabangan sama dengan kuat arus yang keluar pada titik percabangan tersebut. 2. Persamaan Sistematis Hukum I Kirchoff



∑ I masuk=∑ I keluar 3. Perhatikan gambar di samping ini! Jika



besarnya arus masuk 200 mA , maka hitunglah besarnya kuat arus I1,I3 dan Diketahui : Imasuk = 200 mA I2 = 80 mA I4 = 40 mA Ditanya : I1 =......? I3 =......? I5 =......? Jawab: Imasuk = I1 + I2 I1 = I3 + I4 200 = I1 + 120 = I3 + 80 40 I1 = 200 I3 = 120 – 80 – 40 I1 = 120 I3 = 80 mA mA



I5!



I5 = I2 + I3 + I4 I5 = 80 + 80 + 40 I5 = 200 mA



Page | 5



Listrik Dinamis Hukum Kirchoff II Lakukan kegiatan untuk mengumpulkan informasi dari berbagai sumber agar dapat menjawab pertanyaan atau melengkapi pernyataan berikut. 1. Bunyi Hukum II Kirchoff: Jumlah perubahan potensial yang mengelilingi lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus sama dengan nol. 2. Persamaan sistematis hukum II Kirchoff ∑ E=∑ (I x R) Keterangan : E=ggl sumber listrik ( volt ) I =Arus Listrik ( Ampere ) R=Hambatan (Ω)



3. Tentukan besar arus listrik pada gambar rangkaian tertutup disamping? Tentukan beda potensial pada Vab, Vbc , Vcd, Vde dan Vea. Berapa total beda potensialnya? Besar arus listrik pada rangkaian tertutup: ∑ ε=18 V −3 V =15V



∑ V resistors=I ( 8 Ω+3 Ω+9 Ω ) =I 20 Ω 15 V =I (20 Ω) I =0,75 A



Beda potensial pada Vab, Vbc , Vcd, Vde dan Vea Vab = Va + Vb Vab = I (8Ω) = 6 V Vbc = I (3Ω) = 2,25 V Vcd = -18 V Vde = I (9Ω) = 6,75 V Vea = 3 V ∑ V total=6 V + 2,25V + (−18 V ) +6,75 V +3 V =0 V 4. Dari gambar rangkaian tertutup disamping tentukan arah arus listrik dengan metode loop! Loop I ABGFA ∑ E=∑ ( IxR ) E1−E 2=I ( r 1 + R1 +r 2 + R2 + R3 ) + I 2 x R4 Loop II FEDGE Page | 6



Listrik Dinamis



∑ E=∑ ( IxR ) E3=I 3 ( R6 +r 3 + R5 ) + I 2 x R 4 Penerapan hukum Kirchof I I 2 =I 1 + I 3



Energi dan Daya Listrik Energi Listrik Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Misal setrika listrik, mengubah energi listrik menjadi energi panas. Energi merupakan besaran yang bersifat



kekal



dan



energi



diperoleh



dari



sumber tegangan listrik. 1. Energi listrik: Energi listrik adalah energi yang disebabkan oleh mengalirnya muatan listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup. 2. Persamaan sistematis Energi listrik W=VIt V= I R atau I = V/R 2 W = I Rt W = (V2/R) t Keterangan: W =Energi listrik (Joule) V = Tegangan (volt) I = Arus Listrik (Ampere) t = Waktu (sekon) 3. Daya listrik: Daya listrik adalah energi listrik persatuan waktu. 4. Persamaan sitematis Daya listrik: P = W/t W= V I t P=VI V=IR P = I2R I = V/ R 2 P = V /R Keterangan: P = Daya Listrik (Watt) W =Energi listrik (Joule) V = Tegangan (volt) I = Arus Listrik (Ampere) Page | 7



Listrik Dinamis t = Waktu (sekon) 5. Sebuah CD playeryang dapat ditenteng menarik arus 280mA ketika dioperasikan oleh baterai 9 V selama 1 jam. Hitunglah energi listriknya? Diketahui : I =280 mA = 280 x 10-3 A 3600 s Ditanya: W =....? Jawab: W=VIt = (9) (280x10-3) (3600) = 9072 J



V = 9 Volt



t = 1 jam =



6. Sebuah lampu pijar 80watt/220 volt dihubungkan dengan sumber tegangan 110 volt. Hitunglah daya lampu yang digunakan? Diketahui: P2= 80 watt Ditanya: P1=.....? Jawab: 2 V P= R



V1= 110 volt



P1 V 1 2 P1 110 = ↔ = P2 V 2 80 220



( )



V2= 220 volt



2



( )



P1=20 W



7. Setiap



hari



lima



buah



lampu



masing-masing



50



watt



dan



dinyalakaan selama 10 jam dan lima barang elektronik masingmasing 400 watt dinyalakan selama 2 jam. Jika tarif listrik sebesar Rp 400,00 per kWh. Hitunglah ongkos selama 30 hari? Data yang diperoleh dari soal: 5 lampu (50 watt, 10 jam) Jumlah kWh = 5 lampu x 50 watt x 10 jam x 30 hari = 75000Wh = 75 kWh 5 barang (400 watt, 2 jam) Jumlah kWh = 5 barang x400 watt x 2 jam x 30 hari = 120000 Wh = 120 kWh



Page | 8



Listrik Dinamis Total pemakaian biaya = (75 kWh + 120 kWh) x Rp400,00/kWh = Rp 78.000,00



Page | 9