Pengertian Listrik Dinamis, Rumus, Rangkaian dan Contohnya
Pengertian Listrik Dinamis, Rumus, Rangkaian dan Contohnya. Pembahasan materi listrik dinamis yang meliputi definisi, rangkaian, besaran, rumus dan contoh soal listrik dinamis yang dapat menambah wawasan untuk sobat semua di materi pelajaran fisika. Lantas apakah yang dimaksud dengan listrik dinamis?
Sebelum menuju ke pembahasan, ada baik jika sobat juga mempelajari materi yang telah kami hadirkan sebelumnya, yaitu tentang definisi gaya gravitasi dan juga rumus listrik statis.
Untuk hari ini tim redaksi RUMUSPELAJARAN.COM akan mencoba mengulas materi listrik dinamis. Lalu apakah itu listrik dinamis, serta bagaimana cara bekerja listrik dinamis?
Oke langsung saja menuju pokok pembahasan tentang listrik dinamis yang meliputi pengertian listrik dinamis, rumus listrik dinamis, rangkaian listrik dinamis, besaran dalam listrik dinamis dan contoh soal listrik dinamis.
Pengertian Listrik Dinamis
Pengertian listrik dinamis adalah listrik yang dapat berubah-ubah atau bergerak. Listrik yang bisa bergerak ini sering disebut dengan arus listrik.
Arus listrik pada listrik dinamis berasal dari aliran elektron yang mengalir secara terus-menerus dari kutub negatif menuju ke kutub positif, serta dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah dari sumber beda potensial (tegangan).
Suatu benda akan memiliki potensial yang lebih tinggi apabila muatan listrik positip benda tersebut lebih banyak. Sedangkan benda yang mempunyai potensial lebih rendah adalah benda dengan muatan negatif yang lebih banyak.
Arus listrik dapat timbul apabila ada dua tempat yang mempunyai beda potensisal. Namun dengan syarat keduanya telah dihubungkan dengan suatu penghantar. Pada umumnya beda potensial biasa dikenal sebagai tegangan.
Ada 2 jenis arus listrik, yaitu arus bolak-balik (AC) dan arus searah (DC). Biasanya arus listrik akan melewati kawat penghantar tiap satuan waktu, kemudian untuk jumlah arus listrik yang mengalir dalam waktu tertentu disebut dengan kuat arus listrik (i).
Berdasarkan Hukum Kirchoff, kuat arus yang masuk pada rangkaian bercabang akan sama dengan kuat arus yang keluar, sedangkan di rangkaian seri kuat arus akan terus sama di setiap ujung hambatan
Kemudian Hukum Ohm juga menjelaskan bahwa, semakin besar sumber tegangan, maka semakin besar juga arus yang akan mengalir. Namun jika hambatan diperbesar, maka akan membuat aliran arus berkurang.
Perhatikan gambar dibawah ini.
Dari gambar diatas dapat disimpulkan kalau potensial A lebih tinggi daripada B. Arus listrik terjadi berasal dari A menuju ke B, hal ini dapat terjadi karena adanya usaha penyeimbangan potensial antara A dan B.
Arus listrik seakan-akan berupa arus muatan positif, dari potensial tinggi menuju ke rendah. Namun pada kenyataannya muatan listrik positif tidak bisa berpindah, melainkan yang bisa berpindah adalah muatan listrik negatif (elektron).
Analisis Rangkaian Listrik Dinamis
Adapun beberapa terminologi yang harus diperhatikan dalam analisis rangkaian listrik dinamis, anatara lain sebagai berikut:
- Loop adalah siklus tertutup yang mempunyai titik awal dan titik akhir di komponen yang sama. Hanya ada satu arus listrik yang dapat mengalir pada setiap satu loop, dan mempunyai nilai beda potensial yang berbeda pada setiap loop.
- Junction adalah sebuah titik temu diantara dua atau lebih komponen listrik. Junction juga disebut dengan node, yaitu tempat bertemunya arus listrik yang mempunyai sasaran berbeda besaran.
Besaran dalam Listrik Dinamis
Pada listrik dinamis, besaran aliran arus listrik berbeda-beda. Selain itu juga dipengaruhi oleh besarnya hambatan dan beda potensialnya.
Jika nilai sumber tegangan semakin besar, maka jumlah arus yang mengalir juga semakin besar. Namun, jika hambatan tersebut diperbesar, maka arus listrik yang mengalir akan berkurang.
Besaran dalam listrik dinamis ini ada di dalam hukum ohm. Hukum ohm sendiri merupakan hukum yang menjelaskan tentang hubungan di antara sumber tegangan, kuat arus listrik dan besarnya sebuah hambatan.
Rumus Listrik Dinamis
Ada empat (4) rumus listrik dinamis yang berbeda, antara lain adalah sebagai berikut.
1. Rumus Kuat Arus Listrik (I)
Arus listrik dapat terjadi apabila ada perpindahan elektron seperti uraian diatas. Jika kedua benda bermuatan telah dihubungkan dengan penghantar maka akan menghasilkan arus listrik.
Simbol dari kuat arus listrik adalah huruf I, kemudian satuan dari kuat arus listrik adalah Ampere (A).
Berikut adalah rumusnya:
I = Q / t
Keterangan:
I= Kuat arus listrik (A)
Q= Jumlah muatan listrik (Coulomb)
t= Selang waktu (s)
2. Rumus Beda Potensial / Sumber Tegangan (V)
Sebagaimana penjelasan diatas, arus listrik memiliki definisi banyaknya elektron yang berpindah dalam waktu tertentu.
Perbedaan potensial akan menimbulkan perpindahan elektron, sedangkan banyaknya energi listrik yang dibutuhkan untuk mengalirkan setiap muatan listrik dari ujung penghantar disebut beda potensial atau tegangan listrik.
Beda potensial atau tegangan listrik memiliki simbol V, dengan satuan Volt.
Berikut adalah rumusnya:
V = W / Q
Keterangan:
V= Beda potensia atau sumber tegangan listrik (Volt)
W= Energi (Joule)
Q= Muatan (Coulomb)
3. Rumus Hambatan Listrik (R)
Simbol dari hambatan atau resistor adalah R, dan memiliki satuan ohm.
Berikut adalah rumusnya:
R = ρ . l / A
Keterangan:
R= Hambatan listrik (ohm)
ρ= Hambatan jenis (ohm.mm2/m)
A= Luas penampang kawat (m2)
4. Rumus Hukum Ohm (Ω)
Hukum ohm adalah hukum yang menghubungkan antara kuat arus listrik, beda potensial, dan hambatan.
Berikut adalah rumusnya:
I = V / R atau R = V / I atau V = I . R
Keterangan:
I= Kuat arus listrik (A)
V= Beda potensia atau sumber tegangan listrik (Volt)
R= Hambatan listrik (ohm)
Contoh Soal Listrik Dinamis
1. Kuat arus didalam sepotong kawat penghatar adalah 10 A, berapa menit waktu yang dibutuhkan oleh muatan sebesar 9.600 C untuk mengalir melalui penampang tersebut ?
Diketahui:
I = 10 A
Q = 9.600 C
Ditanya:
t …??
Jawaban:
I = Q / t
t = Q / I = 9.600 C / 10 A = 960 s atau 16 menit.
2. Perhatikan gambar dibawah ini!
Tentukan aliran arus listrik yang terdapat pada hambatan R2?
Diketahui: R1 = 1 Ω; R2 = 3 Ω; R3 = 9 Ω; V = 8 V
Ditanyakan: I2 = ?
Jawab:
Contoh soal listrik dinamis ini bisa diselesaikan dengan mencari jumlah total hambatannya terlebih dahulu. Untuk melakukannya bisa menggunakan langkah-langkah seperti di bawah ini:
1/Rp = 1/R2 + 1/R3
= (1/3) + (1/9)
= (3/9) + (1/9)
= 4/9
Rp = 9/4 Ω
Hambatan Total (Rt) = R1 + Rp
= 1 + 9/4
= 13/4 Ω
Langkah berikutnya yaitu mencari arus totalnya dengan hukum Ohm seperti di bawah ini:
I = V/Rt
= 8/(13/4)
= 32/13 A
Langkah terakhir yaitu menghitung arus yang mengalir pada R2 dengan rumus seperti berikut:
I2 = R3 / (R2 + R3) x I
= (9/(3 + 9)) x (32/13)
= (9/13) x (32/13)
= 1,7 A
Jadi pada hambatan R2 terdapat arus listrik yang mengalir sebesar 1,7 A.
3. Sepotong kawat dihubungkan pada beda potensial 12 V, jika kuat arus yang melalui kawat tersebut 4 A, berapakah hambatan kawat tersebut ?
Diketahui:
V = 12 Volt
I = 4 A
Ditanya:
R …?
Jawaban:
I = V / R
R = V / I = 12 V / 4 A = 3 Ohm
4. Besar masing-masing resistor yang berjumlah 3 buah dalam rangkaian seri adalah 4 Ω, 5 Ω dan 7 Ω. Kemudian terdapat sebuah baterai yang dihubungkan pada kedua ujungnya dengan besar GGL 6 Volt dan hambatan dalamnya 3/4 Ω. Hitunglah tegangan jepit pada rangkaian tersebut?
Diketahui: R1 = 4 Ω; R2 = 5 Ω; R3 = 7 Ω; V = 6 V; R = 3/4 Ω
Ditanyakan: V jepit= ?
Jawab:
R total = R1 + R2 + R3 + R
= 4 + 5 + 7 + 3/4
= 16,75 Ω
I = V / R
= 6 / 16,75
= 0,35 A
V jepit = I x R jepit
= 0,35 x (4 + 5 + 7)
= 5,6 Volt
Jadi tegangan jepit pada rangkaian tersebut ialah 5,6 Volt.
Demikianlah pembahasan materi pengertian listrik dinamis, rumus, rangkaian dan contoh soal listrik dinamis. Semoga bermanfaat bagi sobat yang sedang mencari referensi materi soal pelajaran tentang listrik dinamis. Jangan lupa pelajari juga materi tentang sifat zat cair dan juga ciri zat padat, serta rumus pemuaian zat gas yang telah kami sajikan di halaman lainnya.
