Perhatikan diagram berikut
Bangun Budaya Positif, Wujudkan Pembelajaran Berdiferensiasi
-
Bangun Budaya Positif, Wujudkan Pembelajaran Berdiferensiasi
Apakah mereka membaca buku yang sama?
Pembelajaran berdiferensiasi yang optimal tidak serta mer...
Berikut adalah ringkasan materi listrik, yang terdiri dari listrik statis dan listrik dinamis.
Listrik Statis1. Atom terdiri dari inti atom (nukleon) dan elektron (muatan negatif) yang mengelilinginya. Inti atom terdiri dari proton (bermuatan positif) dan neutron (tak bermuatan).
2. Atom bermuatan positif jika kekurangan elektron (jumlah elektron < jumlah proton)
Atom bermuatan negatif jika kelebihan elektron (jumlah elektron > jumlah proton)
Atom bermuatan netral jika jumlah proton = jumlah elektron
3. Cara memberi muatan listrik
a. dengan digosok
Misalnya penggaris plastik yang digosok dengan kain wol akan bermuatan negatif karena elektron dari kain wol pindah ke penggaris.
Batang kaca yang digosok dengan sutra akan bermuatan positif karena elektron dari kaca pindah ke sutra.
b. dengan metode konduksi
Misalnya, dengan menyentuhkan batang bermuatan positif ke ujung logam
c. dengan cara induksi
4. Sifat muatan listrik
Muatan yang sejenis tolak-menolak dan muatan yang tidak sejenis tarik-manarik.
5. Hukum Coulumb :
q = muatan listrik (C)
r = jarak kedua muatan listrik (m)
k = 9.109 N m2/C2
6. Medan listrik adalah daerah di sekitar suatu benda bermuatan listrik di mana benda bermuatan listrik lain yang berada di ruangannya akan mengalami gaya listrik.
7. Induksi listrik adalah pemisahan muatan listrik di dalam suatu penghantar karena penghantar didekati oleh (tanpa menyentuh) benda bermuatan listrik
8. Elektroskop digunakan untuk mengetahui suatu benda bermuatan listrik atau tidak
 |
Elektroskop negatif, jika didekati benda negatif daunnya akan mekar.
Elektroskop negatif, jika didekati benda positif daunnya akan menguncup.
9. Suatu benda yang bermuatan listrik negatif jika dihubungkan ke bumi akan netral karena eklektron dari benda mengalir ke bumi.
Suatu benda yang bermuatan listrik positif jika dihubungkan ke bumi akan netral karena eklektron dari bumi mengalir ke benda.
10. Pada konduktor berongga, muatan listrik hanya tersebar pada bagian luarnya.
Muatan paling rapat terdapat pada bagian permukaan luar konduktor yang paling runcing.
Listrik dinamis
1. Beda potensial listrik
atau W = V Q
V = beda potensial (Volt)
W = energi (Joule)
Q = muatan (Coulomb)
2. Sumber arus listrik
a. Elemen Volta
Anoda : pelat tembaga (Cu)
Katoda : pelat seng (Zn)
Lar. elektrolit : asam sulfat encer (H2SO4)
Terjadi polarisasi, yaitu menempelnya gelembung-gelembung gas hidrogen di sekitar pelat tembaga
b. Akumulator
Anoda : timbal dioksida (PbO2)
Katoda : timbal (Pb)
Larutanelektrolit : asam sulfat encer (H2SO4)
Pada saat dipakai terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.
Pada saat diisi terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia.
c. Batu baterai
Anoda : batang karbon (C)
Katoda : pelat seng (Zn)
Larutan elektrolit : pasta amonium klorida (NH4Cl)
Depolarisator : campuran mangan dioksida dan serbuk karbon
3. Untuk mengukur tegangan listrik digunakan voltmeter yang dipasang secara paralel dan untuk mengukur kuat arus listrik digunakan amperemeter yang dipasang secara seri.
4. Gaya gerak listrik (GGL) adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber arus listrik ketika tidak mengalirkan arus listrik (saklar terbuka)
Tegangan jepit adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber arus listrik ketika mengalirkan arus listrik (saklar tertutup)
Tegangan jepit < ggl
5. Arus listrik didefinisikan sebagai aliran muatan listrik positif (arus konvensional) yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Aliran elektron (muatan listrik negatif) mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.
6. Arus listrik mengalir karena adanya beda potensial.
Besarnya kuat arus listrik :
I = kuat arus listrik (A)
q = muatan (C)
t = selang waktu (s)
7. Hambatan listrik pada kawat penghantar
a. sebanding dengan hambat jenis kawat (ρ)
b. sebanding dengan panjang kawat (l)
c. berbanding terbalik dengan luas penampang kawat (A)
8. Hukum Ohm :
V = I R atau
V = tegangan (Volt)
I = kuat arus listrik (A)
R = hambatan (ohm atau W)
9. Hukum I Kirchoff : ΣImasuk = ΣIkeluar
10. Rangkaian seri resistor (pembagi tegangan)
· I = I1 = I2 = I3
· V = V1 + V2 + V3
· RS = R1 + R2 + …
· untuk n hambatan yang sama berlaku :
RS = n R
11. Rangkaian paralel resistor (pembagi arus)
· V = V1 = V2 = V3
· I = I1 + I2 + I3
·
· untuk n hambatan yang sama :
· untuk dua buah hambatan :
12. GGL dan tegangan jepit :
Vjepit = ε - I r = IR
ε = ggl, r = hambatan dalam
13. Gabungan sumber tegangan :
a. Gabungan seri :
εs = ε1 + ε2 + ε3; rs = r1 + r2 + r3
b. Gabungan paralel :
εp = ε1 = ε2 = ε3
14. Energi dan daya listrik
W = energi listrik (J)
V = tegangan (V)
I = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s)
R = hambatan (ohm atau W)
15. Hambatan peralatan listrik
dengan R tetap berlaku
16. Besarnya biaya rekening yang harus dibayarkan ditentukan oleh besarnya energi yang digunakan.
satuan :
1 kwH (kilowatt hour) = 3.600.000 J
Demikianlah ringkasan materi listrik, khususnya untuk tingkat SMP. Semoga bermanfaat.
Arsyad Riyadi Februari 25, 2015 New Google SEO Bandung, Indonesia
HUKUM COULOMB
Kita sudah tahu, bahwa dua muatan yang sejenis akan tarik-menarik dan dua muatan yang tidak sejenis akan tolak-menolak. Ketika sudah kelas IX SMP, pengetahuan itu belum cukup. Kita juga harus tahu berapa besar gaya tarik-menariknya dan berapa gaya tolak-menolaknya.
Charles Augustin de Coulomb, menemukan hubungan antara gaya listrik dengan besar muatan-muatan dan jarak antara kedua muatan tersebut. Hubungan ini disebut sebagai Hukum Coulomb.
“Besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”.
Gaya tarik-menarik atau tolak menolak ini disebut dengan gaya Coulomb atau gaya listrik.
Sekarang mari kita kupas hukum Coulomb ini dengan seksama :
a. Besarnya gaya tarik menarik atau tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing
Contoh :
Dua muatan masing-masing + 2Q dan + Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Berapa besar gayanya jika muatan masing-masing menjadi +3Q dan +4Q?
Penyelesaian
Dari soal di atas dapat dibuat diagram sebagai berikut.
Karena besarnya gaya Coulomb F sebanding dengan muatan-muatannya maka dapat dituliskan
Perhatikan diagram berikut.
Nampak bahwa, ketika muatan-muatannya menjadi lebih besar maka besar gaya Coulomb-nya juga lebih besar.
b. Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik kuadrat jarak kedua muatan
Ketika dua buah muatan terpisah makin jauh, tentunya pengaruh keduanya akan semakin kecil. Lebih kecilnya, bukan sekedar berbanding terbalik tetapi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya.
Contoh :
Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Berapa gaya tolak-menolaknya, ketika jarak muatan-muatannya menjadi 2d?
Penyelesaian
Besarnya gaya Coulomb berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan, sehingga besar gaya Couomb F’ nya menjadi :
Jadi, ketika jarak kedua muatan menjadi 2 kali lebih besar, maka gaya Coulombnya ¼ kali gaya semula, ketika jaraknya menjadi 3 kali, maka gaya Coulombnya menjadi 1/9 kali gaya semula dan seterusnya.
Latihan :
1. Dua muatan masing-masing + 2Q dan + 3Q terpisah sejauh d mengalami gaya listrik sebesar F. Jika muatan masing-masing menjadi +6Q dan +4Q,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
2. Dua muatan masing-masing +Q C dan +Q C terpisah sejauh d mengalami gaya Coulomb sebesar F. Ketika jarak kedua muatannya menjadi ½ d,
a. Gambarkan diagramnya?
b. Berapa gaya Coulombnya sekarang?
Rumus Hukum Coulomb
Dari bunyi hukum Coulomb, yaitu “besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”, maka dapat dirumuskan :
F = besarnya gaya Coulomb (N)
Q1,2 = muatan 1 dan 2 (C)
r = jarak kedua muatan (m)
k = 9.109 N m2/C2
Contoh :
Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 3µ C, terpisah sejauh 2 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Penyelesaian
Diketahui :
k = = 9.109 N m2/C2
Q1 = + 2µ C = 2.10-6 C
Q2 = + 3µ C = 3.10-6 C
r = 2 cm = 2.10-2 m
Ditanya : F ?
Jawab :
=
= 
= 13,5. 109-6-6-(-4)
= 13,5. 101
= 135 N
Latihan :
1. Dua buah muatan masing-masing + 2µ C dan + 6µ C, terpisah sejauh 3 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
2. Dua buah muatan masing-masing + 4.10-5 C dan + 8.10-5 C, terpisah sejauh 4 cm. Jika k = 9.109 N m2/C2, berapa besar gaya tolak-menolaknya?
Arsyad Riyadi
Agustus 13, 2012
New Google SEO
Bandung, Indonesia
Pada prinsipnya, ketika dua resistor (hambatan) atau lebih dirangkai secara seri maka hambatan penggantinya merupakan hasil penjumlahan hambatan-hambatan yang ada. Pada rangkaian seri ini akan diperoleh hambatan pengganti yang lebih besar dari pada hambatan penyusunnya.
Sedangkan dalam rangkaian paralel, hambatan penggantinya akan diperoleh harga yang lebih kecil dibanding hambatan-hambatan penyusunnya.
Untuk lebih jelasnya, pelajari materi rangkaian resistor berikut ini. Dan kerjakan soal-soal latihannya.
DAYA LISTRIK
Pada saat kelas VIII, kita sudah belajar mengenai daya. Daya dapat didefinisikan sebagai kecepatan melakukan usaha atau usaha per satuan waktu.
P = daya (watt)
W = energi (joule)
t = waktu (s)
Dari persamaan di atas, didapatkan hubungan :
1 watt = 1 joule/sekon
Sehingga dapat didefinisikan :
1 watt (1 W) adalah besarnya daya ketika energi sebesar 1 joule dibebaskan dalam waktu 1 sekon.
Satuan yang lain :
1 kW = 1000 W
Dengan mengingat kembali rumus energi diperoleh :
W = energi listrik (J)
V = tegangan (V)
I = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s)
R = hambatan (ohm atau W)
Contoh Soal
1. Sebuah lampu dipasang pada tegangan 220 V menyebabkan arus mengalir sebanyak 2 A. berapa daya lampu tersebut?
Penyelesaian
Diketahui :
V = 220 V
I = 2 A
Ditanya : P ?
Jawab
P = V I = 220 . 2 = 440 W
2. Sebuah seterika listrik tertulis 350 W, 220 V dipasang pada tegangan yang sesuai selama 10 menit. Berapa energi yang dihasilkan?
Penyelesaian
Pada soal seperti ini menggunakan rumus hubungan antara energi dengan daya.
Diketahui :
P = 350 W
V = 220 V
t = 10 menit = 600 s
Ditanya : W ?
Jawab
W = P t = 350 . 600 = 210.000 J = 210 kJ
Daya Lampu pada Alat-alat Listrik
 |
| Lampu dengan berbagai daya |
Beberapa lampu tertulis : 220V 60 W, 220V 40 W, 220V 20 W, 220V 8 W. Jika lampu-lampu tersebut dinyalakan pada tegangan yang sama maka lampu dengan spesifikasi 220 V 60 W akan menyala paling terang dan lampu dengan spesifikasi 220V 8 W paling redup.
Sebuah lampu tertulis 220 V 60 W artinya lampu akan menyala normal ketika menggunakan tegangan 220 volt. Lampu akan menjadi redup tidak seperti biasanya jika suplai tegangannya berkurang, akibatnya dayanya juga berkurang. Besarnya daya yang berkurang ini dapat dihitung dengan menganggap bahwa hambatan R dari alat lampu tersebut sama.
Dari persamaan :
Diperoleh
. Dengan menganggap R tetap diperoleh :
atau
Dari persamaan di atas juga dapat dituliskan :
P1 = daya yang tertera pada alat listrik (W)
P2 = daya sesungguhnya (W)
V1 = tegangan yang tertera pada alat listrik (V)
V2 = tegangan yang diberikan (V)
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa perbandingan daya sesungguhnya P2, dengan daya yang tertera pada peralatan listrik P1, adalah sebanding dengan kuadrat perbandingan tegangannya.
Contoh Soal
Sebuah lampu tertulis 220 V 40 W. Ketika diberikan tegangan 110 V, berapa daya lampu sekarang?
Penyelesaian
Diketahui :
P1 = 40 W
V1 = 220 V
V2 = 110 V
Ditanya : P2 ?
Jawab :
Jadi ketika lampu tersebut diberikan tegangan sebesar 110 V (setengah dari tegangan yang tertera) maka daya lampu akan berkurang seperempat kali daya yang tertera (lampu menjadi redup).
Referensi :
Kanginan, Marthen. 2002. IPA Fisika untuk Kelas IX. Jakarta : Erlangga
Referensi gambar :
http://lebengjumuk.blogspot.com/2012/03/tips-dan-trik-memperbaiki-lampu-jari-tl.html Arsyad Riyadi Agustus 09, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
ENERGI LISTRIK
Masih ingatkah dengan hukum kekekalan energi? Ya, energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan. Energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Energi berguna ketika terjadi perubahan bentuk. Di antara berbagai bentuk energi yang banyak digunakan adalah energi listrik. Agar energi listrik itu bermanfaat, maka harus dirubah menjadi menjadi bentuk energi yang lain.Berbagai bentuk perubahan energi
 |
| Lampu neon dua stick |
 |
| Kipas Angin |
 |
| Solder Listrik |
 |
| Penyepuhan logam |
1. Energi listrik menjadi energi cahaya
Contohnya pada lampu
2. Energi listrik menjadi energi gerak
Contohnya pada kipas angin
3. Energi listrik menjadi energi panas
Contohnya pada setrika listrik dan solder.
4. Energi listrik menjadi energi kimia
Misalnya pada peristiwa pengisian aki atau penyepuhan.
Ada dua jenis lampu yang biasa digunakan, yaitu lampu pijar dan lampu neon
 |
| Lampu neon |
 |
| Lampu pijar |
Perbedaan lampu pijar dengan lampu TL
1. Lampu pijar memiliki filames sedangkan lampu TL tidak
Filamen ini terbuat dari kawat tungsten tipis yang digulung menjadi spiral rangkap. Filamen inilah yang menyebabkan lampu lampu pijar memancarkan cahaya sekaligus panas.
2. Lampu TL memiliki efisiensi tinggi dibanding lampu pijar dalam mengubah energi listrik menjadi energi panas
3. Lampu TL mempunyai waktu hidup yang lebih lama dibanding dengan lampu pijar
4. Harga lampu pijar lebih murah
Meskipun demikian, dengan panas yang dihasilkan, lampu pijar banyak digunakan pada peternakan ayam sebagai penghangat ruangan.
Persamaan untuk Menghitung Energi Listrik
W = energi listrik (J)
V = tegangan (V)
I = kuat arus listrik (A)
t = waktu (s)
R = hambatan (ohm atau W)
Contoh Soal
1. Sebuah solder listrik yang bertegangan 110 volt dilalui arus 2 ampere. Berapa energi kalor yang dihasilkan setelah solder dialiri arus selama 20 menit?
Penyelesaian
Diketahui :
V = 110 volt
I = 2 ampere
t = 20 menit = 1200 s
Ditanya : W ?
Jawab :
W = V I t = 110 . 2 . 1200 = 264.000 J = 264 kJ
2. Sebuah lampu pijar yang memiliki hambatan 6 ohm dialiri arus sebesar 1,5 ampere selama 5 menit. Berapa energi listrik yang dihasilkan?
Penyelesaian
Diketahui :
R = 6 Ω
I = 1,5 A
t = 5 menit = 300 s
Ditanya : W ?
Jawab :
W = I2 R t = 1,52 . 6 . 300 = 4.050 J = 4,05 kJ
3. Sebuah elemen pemanas radiator memiliki hambatan 40 ohm dihubungkan dengan sumber tegangan 220 V selama 20 sekon. Berapa energi listrik yang dihasilkan?
Penyelesaian :
Diketahui :
R = 40 Ω
V = 220 V
t = 20 s
Ditanya : W ?
Jawab :
Referensi
Kanginan, Marthen. 2003. Fisika SLTP 3A Kelas 3. Jakarta : Erlangga
Sudibyo, Elok. 2008. Mari Belajar IPA SMP/MTs Kelas IX. Jakarta : Pusat Perbukuan, Depdiknas
Sumber gambar
Lampu neon 2 stick : http://sparepartmotormurah.com/635-lampu-neon-2-stick-putih.html
Kipas angin : http://klikrumahanda.blogspot.com/2012/03/pilih-ac-atau-kipas-angin.html
Solder listrik : http://www.infoservicetv.com/jenis-jenis-solder-untuk-service.html
Penyepuhan logam : http://www.chem-is-try.org/wp-content/migrated_images/fokus/electrolysis.jpg
Lampu pijar : http://prasuke.blogspot.com/2009/11/bahaya-lampu-neon.html
Lampu neon : http://www.tj-tehnik.indonetwork.co.id/930624/philips-genie-lampu-genie.htm Arsyad Riyadi Agustus 08, 2012 New Google SEO Bandung, Indonesia
