O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Gaya gerak listrik

1.485 visualizações

Publicada em

Gaya Gerak Listrik

Publicada em: Educação
  • My struggles with my dissertation were long gone since the day I contacted Emily for my dissertation help. Great assistance by guys from ⇒⇒⇒WRITE-MY-PAPER.net ⇐⇐⇐
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui

Gaya gerak listrik

  1. 1. GAYA GERAK LISTRIKKELAS 9.C
  2. 2. Tujuan• Dapat memahami prinsip kerja ggl dan fungsinya dalam suatu rangkaian tertutup.• Dapat mencari arus dan tegangan dalam suatu rangkaian rumit dengan memakai hukum kirchoff tentang titik cabang dan loop.• Memahami penyelesaian rangkaian multisimpal.• Memahami prinsip rangkaian dalam rangkaian Rc dan Rl.
  3. 3. GGL dan Tegangan Terminal
  4. 4. • Baterai memiliki hambatan,yang disebut hambatan dalam,dilambangkan dengan r• Perbedaan potensial pada terminal a dan terminal b, disebut tegangan terminal (Vab).• Bila arus I mengalir dari baterai,terjadi penurunan tegangan terminal.tegangan terminal yang diberikan Vab = Ɛ – Ir• Tegangan terminal menurun secara linier terhadap arus. r E a b Tegangan terminal Vab
  5. 5. Hukum Kirchhoff + R1 R2 E - + E - R3
  6. 6. Hukum Kirchhoff 1 Pada setiap titik cabang , jumlah semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabangSecara matematis kita tuliskan : Σ I masuk = Σ I keluar I1 + I2 + I3 = I4 + I5 ,atau I1 + I2 + I3 - I4 - I5 = 0
  7. 7. a Contoh soal 1A 6A Hitunglah i dan 5Ω 2Ω i 3Ω vab pada cabang rangkaian ini 12V 1A 4Ωb Berilah titik titik cabang dengan Penyelesaian nama x, y, z, dan arus yang mengalir adalah i1, i2, i3 a 1A 6A 5Ω 2Ω i 3Ω z y x 12V i2 i1 1A 4Ω b i3
  8. 8. • vzb = 12 V = i3 4 atau i3 = 12/4 = 3 A• MENGHITUNG ARUS i – Pada node z : menurut HAK : i2 –i3 – 1 = 0 atau i2 = i3 + 1 = 3+1=4A – Pada node y : menurut HAK : -i2 + i1 + 6 = 0 atau i1 = i2 – 6 = 4 – 6 = -2 A – Pada node x : menurut HAK : 1 – i1 – i = 0 atau i = 1 – i1 = a 1 – (-2) = 3 A 1A 5Ω 6A 2Ω i 3Ω z y xJadi arus i = 3 A 12V i2 i1 1A 4Ω b i3• MENGHITUNG TEGANGAN vab : Menurut pembagi tegangan : vab = vax + vxy + vyz + vzb = i.3 + i1.2 + i2.5 + 12 = (-3).3 + (-2).2 + 4.5 + 12 = 19 VJadi tegangan v = 19 V
  9. 9. Hukum Kirchhoff 2 Pada setiap rangkaian tertutup , jumlah aljabar dari beda potensialnya harus sama dengan nol• Jika kita melintasi suatu titik (simpal) rangkaian ,beda potensial akan bertambah atau berkurang jika kita melewati resistor atau baterai,namun jika simpal tersebut telah dilewati sepenuhnya dan kita sampai kembali ke titik awal lintasan , perubahan potensialnya akan sama dengan nol.• Secara matematis hukum II Kirchhoff , dirumuskan : ΣV=0
  10. 10. a R1 + - b r1 - + R2 + g + + c - - - d + - f + - e R3 a b c d e f g a -IR1 -IR2 -E2 -Ir2 -IR3 +E1 +Ir1Ɛ1 adalah laju dimana baterai 1 menimbulkan energi ke dalam rangkaian Ɛ2I adalah laju dimana energi listrik diubah menjadi energi kimia dibaterai 2 I2R1 adalah panas joule dihasilkan dalam resistor 1
  11. 11. Contoh soal• Elemen – elemen pada rangkaian memiliki nilai nilai Ɛ1 = 12 V, Ɛ2 = 4 v,r1 = r2 = 1 Ω , R1 = R2 = 5 Ω,dan R3 = 4 Ω.Tentukan potensial dari titik a hingga g , dengan mengansumsikan potensial pada f adalah nol. 5 1 b + - c d+ - e 4 - - 5 I 4 + 12 + a - +g f 1
  12. 12. • Pertama kita cari arus dalam rangkaian dengan persamaan sebelumnya.Kita dapat :Kini kita dapat mencari tegangan dari a hingga g,Potensial pada titik g = 12 VPotensial pada titik a = 12 V – (0,5A.1 Ω) = 11,5 VPotensial titik b = 11,5 V – (0,5 A. 5 Ω) = 9 V 5 1Potensial titik c = 9 V – 2,5 V = 6,5 V b + -c d+ - ePotensial di titik d = 6,5 V – 4 V = 2,5 VPotensial di titik e = 2,5 V – ( 0,5A . 1 Ω) = 2V 4 - -Potensial dititik f = 2V – (0,5A. 4 Ω) = 0 5 I 4 + 12 + a - +g f 1
  13. 13. Rangkaian multi simpal• Rangkaian yang terdiri lebih dari satu simpal(loop) dinamakan rangkaian multi simpal. 42 V 3 a b - + 3 h c g 4 6V+ 6 4 - f e d 6 Tentukan arus pada setiap bagian rangkaian !!!
  14. 14. • Pilih suatu arah dalam setiap cabang rangkaian ,dan beri nama arus – arus tersebut dalam suatu diagram rangkaian. 42 V 3 a b - + I 3 I I-I2 I-I1 h c g 4 6V+ 6 I1 4 I2 - I1-12 f e d 6• Kita terapkan hukum loop kirchoff pada loop terluar abcdefga. Kita sederhanakan (1) dengan membagi dengan 2Ω
  15. 15. • Dengan cara yang sama , pada simpal (abchga) memberikan Sederhanakan dengan membagi 2Ω• Untuk simpal ketiga kita pilih simpal kiri bawah (efghe) memberikan Sederhanakan dengan membagi 2Ω• Untuk mendapat I1 ,eliminasi persamaan 1 dan 2 dengan mengalikan 3 Kita jumlahkan pada suku (1) dan mengalikan dengan 2 pada suku ke (2),kita dapatyang persamaan : dihasilkan 42 V 3 a b - + I 3 I I-I2 I-I1 h c g + 4 6 I1 4 I2 6 V - I1-12 f e d 6
  16. 16. • Kita subtitusikan 5I2 = 2I – 3A dari persamaan (3) ke dalam persamaan (4),kita peroleh• Lalu dari persamaan (3),kita dapat :• Dan dari persamaan (1) kita dapatkan : 0V 42 V 42 33 30 V aa bb -- + + Titik B: 42 V – (3Ω.4A) = 30 V 4I A 3 3 C : 304V Titik I A I-I2 3A 1I-I1 A Titik D : 30 V – (3A.4h = 18 V Ω) 30 V c c gg Titik E : 18 V4 46 V + + 4A 6 6 I1 12 V 6 V- 44 I2– (6 Ω.1 A) = 12 V3A Titik g Titik f : 18 V A 1 = - I1-12 2A Titik H :30 V – (6 Ω.1A) = 24 V f f e dd Titik A :V V 12 12 66– (4A.3 Ω) = 0 V 18 V 18 V
  17. 17. Rangkaian Rc• Rangkaian yang terdiri DALAM KAPASITOR PELEPASAN MUATAN dari resistor dan kapasitor disebut rangkaian Rc.• Terdapat dua proses yang terjadi pada kapasitor dalam berlaku : RC, yaitu menurut hukum Kirchoof rangkaian pengisian resistor ketika muatan penuh adalah : Arus awal muatan dan pengosongan muatan. karena V= Q/C, maka : Q/C pindah ruas , R Q dan t (kalikan Pisahkahkan variabel kali silang didapat : dengan dt / Q) , maka kedua sisi Dengan mengintegralkan kita peroleh : , A = konstanta integrasi sembarang Karena sifat lnx = A → X = ea ,maka atau konstanta C diperoleh dari kondisi awal bahwa Q=Q 0 pada t = 0, sehingga : C Dimana τ ,yang disebut konstanta waktu , adalah waktu yang dibutuhkan muatan untuk berkurang menjadi 1/e dari nilai awalnya R τ = RC
  18. 18. • Gambar menunjukkan pelepasan muatan yang adadi dalam kapasitor yang berkurang setiap saat secaraeksponensial (maksudnya turun menurutkurva fungsi eksponen) hingga akhirnya pada t takhingga (sangat lama) tidak ada muatan lagi dalamkapasitor. Jika persamaan (5) kita turunkan terhadapwaktu, maka akan kita peroleh :
  19. 19. Contoh Soal• Sebuah baterai 10 volt digunakan untuk mengisi kapasitor dalam suaturangkaian RC, dengan C = 2μF dan R = 100 Ω, hitunglah :a. Konstanta waktu dari rangkaian RCb. Arus mula-mulac. Besarnya muatan akhir yang terisi pada kapasitor Diket : E = 10 V C = 2 µf R = 100 Ω Dit : τ , I0 , Q ? Jawab :
  20. 20. Pengisian muatan ke dalam kapasitorKita juga bisa mengisi kapasitor kita anggap kosongKapasitor pada saat awal (t = Vc dengan carabeda dengan 0) merupakanmenghubungkan kapasitor pada sebuah sumberdari muatan listrik, maka arus listrik pada awalnya potensial pada kapasitor, karenategangan (baterai) dalam waktu tertentu sebagaimanaseperti pada gambar ,Karenamenurut /hukum maka I = +dQ V = Q/C, maka : dt , Cgambar berikut : :Kirchoff berlaku maka : Karena sifat lnx = Akonstanta ,maka Dimana B adalah → X = ea integrasi sembarang E jika kita kalikan dengan C pada : jika kita sebut saja e-B sebagai A maka masing-masing ruas ,maka : R Pisahkan variabel Q dan t dengan mengalikan tiap sisi dengan dt/RC dan membaginya sederhanakan persamaan ini bisa kita dengan CE – Q : dengan mengingat bahwa t = 0, muatan Q haruslah 0, sehingga : Dengan mensubtitusikan A = CE jika kita integrasi kedua ruas : ke pers. 6 ,kita peroleh untuk muatan : Nilai CE ini adalah tidak lain muatan maksimumdiperoleh dengan Arus (akhir) dari kapasitor, yang kita sebut saja sebagai Qmax : mendiferensialkan persamaan ini
  21. 21. atauGambar diatas menunjukkan bahwa pada t = 0muatan pada kapasitor adalah kosong dankemudian terus menerus bertambah hingga menuju + -suatu nilai Cmaksimum tertentu. Pada saat tersebut kapasitorakan memiliki polarisasi muatan yang berlawanan S +dengan baterai E. E -Dalam gambar disamping berikut terlihat bahwa setelahterisi muatan, kapasitor memiliki arah polarisasi R(positif-negatif) yang berlawanan dengan baterai
  22. 22. Contoh Soal• Sebuah rangkaian RC dengan R = 1 MΩ dan C = 2 μF seperti pada gambar di bawah. Jika saklar dihubungkan, hitunglah :a. Arus awal (sebelum terjadi penurunan secara transien)b. Konstanta waktu τc. Hitung arus setelah 2 detik kemudiand. Muatan yang terkumpul pada kapasitor saat kapasitor penuh
  23. 23. PEMBAHASAN• Diket : R = 1 MΩ = 10 X 106 Ω E = 12 V C = 2 µf = 2 x 10-6 F e = 2,1718281828 t = 2s• Dit : I0 , τ , I , Q ?• Jawab :
  24. 24. USAHA YANG DILAKUKAN MEMUATI KAPASITOR• Pada suatu saat tertentu, plat atas +q, bawah –q• Beda potensialnya adalah ΔV = q / C• Usaha yang dilakukan untuk membawa dq yang lain adalah dW = dq ΔV
  25. 25. • Sehingga usaha yang dilakukan untuk menggerakkan dq adalah Energi total untuk memuati sampai q = Q :
  26. 26. Rangkaian RL Pengisian muatan induktor• Rangkaian yang berisi tahanan dan induktor disebut rangkaian RL.• Sesaat setelah saklar ditutup , terdapat arus I S R dalam rangkaian dan potensial kirchoff maka jatuh IR pada a b Dengan menggunakan kaidahtahanan. I Laju perubahan awal arus ialah : + + E0 - L L dI/dt - Laju perubahan arus , ketika arus meningkat adalah : Nilai akhir arus I diperoleh dengan membuat dI / dt = 0 Dari pers. (a) ,kita peroleh :
  27. 27. Contoh soal• Kumparan dengan induktansi diri 8 H dan tahanan 14 Ω ditempatkan pada terminal 12 V yang tahanan dalamnya dapat diabaikan.(a)Berapakah arus akhirnya (b)Berapakah arusnya setelah 0,5 s ? (a) Arus akhir sama dengan (b) Konstanta waktu untuk rangkaian ini adalah Arus setelah 0,5 detik adalah
  28. 28. Pengosongan muatan• Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan maka makin lama proses pengosongannya.• Arus I diberikan oleh : Dengan τ = L/R merupakan konstanta waktu.
  29. 29. Contoh Soal• Arus dalam suatu kumparan dengan induktansi diri 2mH sama dengan 4,0 A pada saat t=0 , ketika kumparan tersebut terhubung singkat melalui tahanan.Tahanan menyeluruh kumparan ditambah tahanan sama dengan 12,0 Ω. Carilah arusnya setelah (a) 0,5 mdet,dan (b)10 mdet.Diket : L = 2 mH R = 12 Ω I0 = 4 A t = 0,5 mdet dan 10 mdetDitanya : I ?Jawab :a.
  30. 30. b.
  31. 31. SEKIAN DAN TERIMA KASIHKELAS 9.C

×