Rangkaian arus searah (Arsip Zenius)

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya

Halo, Sobat Zenius! Buat elo yang udah masuk ke kelas 12 gue mau ngajak elo kenalan dengan materi rangkaian arus searah. Nggak lupa gue juga bakal kasih contoh soal dan pembahasannya.

Materi rangkaian arus searah kelas 12 perlu elo pelajari lho. Karena setelah ini elo akan ketemu materi-materi kayak medan magnet akibat arus listrik, gaya magnet, induksi elektromagnetik, dan lain-lain.

Sebelum ke rumus arus listrik searah. Kenapa sih dikatakan searah? Karena arus mengalir dari kutub negatif ke positif secara terus-terusan. Gue pingin elo ngerti dulu nih, arus listrik yang mengalir searah memiliki nilai dan arah yang tetap.

Nah, contoh arus listrik searah adalah baterai, remot tv, kincir angin dan masih banyak lagi. Coba elo tuliskan contoh lainnya di komentar ya!

Langsung aja yuk ke pembahasan materi rangkaian arus searah.

Rangkaian Hambatan

Hambatan Listrik

Ohm adalah salah satu ilmuwan yang meniti tentang cara listrik bekerja. Makanya cek hukum Ohm biar lebih paham materi rangkaian arus searah. Hukum Ohm ini membahas antara hubungan arus dan tegangan.

Hukum Ohm : Kuat arus (I) yang mengalir pada rangkaian berbanding lurus dengan tegangan (V) pada ujung-ujung rangkaian (V ∼ I).

I = V/R

Hambatan Listrik Kawat Penghantar:

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 169

Keterangan:

I : kuat arus listrik (Ampere)

V : hambatan listrik (Ω/ohm)

R : beda potensial listrik (Volt)

Nah, di hukum Ohm ini kita jadi tahu ketika arusnya naik disebabkan oleh naiknya tegangannya juga.

Hambatan Pengganti Seri dan Paralel

Di materi rangkaian arus searah tentunya akan membahas rangkaian seri dan paralel juga dong. 

Hambatan pengganti rangkaian seri:

materi rangkaian arus searah

Rs = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Hambatan pengganti rangkaian paralel:

rumus listrik arus searah

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 170

Hukum Kirchhoff

Hukum Kirchof juga dapat menjelaskan tentang materi rangkaian arus searah ini. Jadi di hukum Kirchof ini akan dijelaskan tentang aliran arus listrik dan tegangan pada suatu rangkaian.

Hukum I Kirchhoff

Bunyi hukum I Kirchhoff : “Arus total yang masuk melalui sebuah titik percabangan pada rangkain listrik sama dengan arus total yang keluar dari percabangan tersebut.”

Persamaan:

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 171

rumus listrik arus searah

I1 + I2 = I3 + I4 + I5

Hukum II Kirchhoff

Bunyi hukum II Kirchhoff : “Jumlah beda potensial pada loop tertutup sama dengan nol”.

Persamaan:

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 172

Arus dan Tegangan pada Rangkaian

Arus dan Tegangan pada Rangkaian Seri dan Paralel

Rangkaian seri dan paralel adalah termasuk dalam rangkaian listrik arus searah. Langsung lihat aja deh rumus arus listrik searah pada rangkaian seri dan paralel di bawah ini.

Arus dan tegangan pada rangkaian seri:

rumus listrik arus searah

I1 = I2 = I

VAB = V1 + V2

Arus dan tegangan pada rangkaian paralel:

rumus listrik arus searah

I = I1 + I2

V1 = V2 = VAB

Gaya Gerak Listrik, Hambatan Dalam, dan Tegangan Jepit

rumus listrik arus searah

Hubungan antara gaya gerak listrik Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 173, hambatan dalam (r), dan tegangan jepit (VAB):

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 174

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 175

Energi dan Daya Listrik

Di materi rangkaian arus searah kelas 12, elo akan ketemu juga rumus menghitung energi listrik dan daya listrik.

Energi Listrik

Energi listrik adalah salah satu jenis energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik atau energi yang tersimpan dalam arus listrik.

Persamaan:

W = V.I.t

W = I2.R.t

W = V2t/R

Daya Listrik

Daya listrik merupakan jumlah energi yang bisa diserap pada suatu rangkaian listrik atau energi listrik per satuan waktu.

Persamaan:

P = V.I

P = I2.R

P = V2/R

Alat Ukur Listrik

Masa cuma belajar rumus-rumusnya aja sih. Nah sekarang untuk melengkapi materi rangkaian arus searah ini, simak juga alat ukurnya yuk.

Amperemeter

Fungsi: mengukur besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian

Besar Rs untuk meningkatkan batas ukur:

rumus listrik arus searah

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 176

Pemasangan amperemeter: dipasang secara seri pada rangkaian listrik

Pembacaan hasil pengukuran:

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 177

Voltmeter

  • Fungsi: mengukur besar tegangan listrik diantara dua titik pada rangkaian
  • Besar Rs untuk meningkatkan batas ukur:
rumus listrik arus searah

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 178

Pemasangan Amperemeter: dipasang secara paralel pada rangkaian listrik

Pembacaan Hasil Pengukuran:

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 179

Jembatan Wheatstone

rumus listrik arus searah

Di materi rangkaian arus searah, ada yang dinamakan jembatan wheatstone.

Rangkaian jembatan wheatstone adalah rangkaian hambatan yang digunakan untuk mengukur nilai suatu resistor yang tidak diketahui.

Cara penggunaannya adalah dengan memasang dua buah resistor yang sudah diketahui nilainya (R1 dan R2​), sebuah hambatan variabel (R3), hambatan yang akan dicari nilainya (R4​), serta sebuah galvanometer seperti berikut.

rumus listrik arus searah

Jembatan Wheatstone Setimbang

Rangkaian di atas dikatakan setimbang apabila arus yang melewati galvanometer bernilai nol. Kondisi tersebut dapat dicapai dengan cara mengubah nilai dari hambatan variabel.

Saat rangkaian dalam keadaan setimbang, berlaku:

R1R3 = R2R4

Sehingga hambatan yang tidak diketahui nilainya dapat dihitung dengan persamaan

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 180

Transformasi Wye (Y) – Delta Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 181

Transformasi ini digunakan apabila rangkaian jembatan wheatstone dalam keadaan tidak setimbang (arus pada galvanometer tidak sama dengan nol)

rumus listrik arus searah

Dengan transformasi ini rangkaian wye seolah-olah dapat dihitung dengan rangkaian delta, begitupun sebaliknya.

Transformasi dari Delta ke Wye

rumus listrik arus searah

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 182

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 183

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 184

Transformasi dari Wye ke Delta

rumus listrik arus searah

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 185

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 186

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 187

Udah belajar tentang materi rangkaian arus searah beserta rumusnya kan ya, mendingan langsung lihat ke contoh soal arus listrik searah biar makin ngerti.

Contoh Soal Arus Listrik Searah dan Pembahasannya

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 188

Nilai R agar lampu dapat menyala normal adalah … ohm.

Pembahasannya: 

Dari rangkaian di atas informasi apa nih yang bisa elo ambil? Oke, jadi lampu akan menyala normal kalau dapat tegangan 3 volt dan daya 5 watt.

V = 3 Volt
P = 5 watt

Nah, kita pakai rumus daya listrik nih
P = V. I
5 = 3. I
I =5/3 A

Balik lagi ke gambar rangkaian di atas. Tegangan di kiri adalah 12 V, nah agar menjadi 12V juga, maka totalnya di R harus 9 V ya karena ditambah dengan 3 V tadi untuk menyala normal.

Dari situ kita dapat:

Vr = 9 v
Ir = 5/3 A

V =  I. R
R = V / I = 9 : 5/3
R = 27 / 5 = 5,4 Ohm

Sampai sini dulu ya pembahasan tentang materi rangkaian arus searah kelas 12 ini. Kalau ada pertanyaan bisa langsung elo tulis di komen ya!

Butuh contoh soal arus listrik searah yang lebih susah lagi? Tenang ada kok. Elo tinggal download aplikasi Zenius di hp elo untuk dapetin soal-soal dan video pembahasannya sekalian.

Elo juga bisa klik banner di bawah ini untuk belajar materi rangkaian arus searah atau materi fisika lainnya. Tinggal klik banner dan ketik materi yang diinginkan di kolom pencarian ya!

Materi Rangkaian Arus Searah, Contoh Soal & Pembahasannya 189
Klik banner dan ketik materi yang ingin dipelajari

Sampai bertemu di artikel selanjutnya. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

2 Rumus Medan Listrik dan Efeknya

Rumus Kuat Arus Itu Apa Sih?

Kenapa Listrik Rumah Menggunakan Arus Bolak Balik?

Originally published: September 25, 2021
Updated by: Silvia Dwi

Bagikan Artikel Ini!