√Gaya Gerak Listrik (ggl), Hambatan Dalam, Tegangan Terminal ⊗ Full Pembahasanya

Pembahasan Soal MIPA , Baik dari segi perhitungan serta rumus singkatnya, sangatlah dibutuhkan untuk membantu dalam menyelesaikan permasalahan yang dihadapi oleh setiap siswa.Kebanyakan dari siswa itu kurang menyukainya karena mereka menganggapnya sangatlah rumit dan susah dengan berbagai rumus yang ada.

√Gaya Gerak Listrik (ggl), Hambatan Dalam, Tegangan Terminal ⊗ Full Pembahasanya

Dan jika kita lihat dari sisi yang positif, MIPA -Matemarika dan csnya jika kita nalar dari segi logika sebenarnya sangatlagh mudah. Dan kita tidak perlu menghapal rumusnya. Sebab pada dasarnya MIPA meruapakan ilmu pasti yang memang sudah di tentukan dan di golongkan solusi dari permasalahan yang ada,.

Trik Menyukai MIPA : kita jangan anggap MIPA itu pelajaran yang membosankan,dan susah, saat belajar MIPA kita hubungankan dengan dengan kehidupan sehari-hari, belajar MIPA bisa kita buat ke sebuah cerita yang menarik

Gaya gerak listrik (ggl), hambatan dalam, tegangan terminal

Arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian tertutup, dari potensial tinggi ke potensial rendah. Ketika arus listrik bergerak melalui suatu komponen hambatan listrik, terjadi pengurangan energi potensial listrik karena energi listrik terpakai pada hambatan tersebut. Agar arus listrik tetap mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah maka harus ada alat untuk menambah energi potensial listrik, alat tersebut adalah gaya gerak listrik (ggl) atau lebih tepat disebut sumber tegangan listrik. Ggl atau sumber tegangan listrik merupakan komponen yang mengubah suatu jenis energi menjadi energi listrik, misalnya baterai, aki, sel surya atau generator listrik.

Sumber tegangan listrik (ggl)

Gambar di samping merupakan ilustrasi sederhana sebuah rangkaian tertutup yang mempunyai ggl (ε) dan hambatan (R). Garis vertikal yang panjang pada sumber ggl mewakili potensial tinggi sedangkan garis vertikal yang pendek mewakili potensial rendah. Muatan listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah. Muatan listrik yang bergerak selama selang waktu tertentu disebut arus listrik, di mana arah arus listrik ditunjukkan oleh tanda panah.

Ketika berada pada potensial tinggi, muatan mempunyai energi potensial listrik. Energi potensial listrik berkurang ketika muatan listrik bergerak melewati resistor. Ketika muatan listrik bergerak dalam sumber ggl dari potensial rendah ke potensial tinggi, energi potensial listrik bertambah.

 

Hambatan dalam

Ketika muatan listrik bergerak di dalam sumber ggl dari potensial rendah ke potensial tinggi, muatan tersebut mengalami hambatan. Sumber tegangan listrik yang sebenarnya dalam kehidupan biasanya mempunyai hambatan dalam, yang dinyatakan dengan simbol r. Ketika muatan listrik mengalir melalui hambatan dalam (r), terjadi penurunan potensial atau energi potensial listrik berkurang. 

Tegangan terminal

Tegangan terminal (V) atau tegangan jepit merupakan tegangan neto yang dihasilkan oleh sebuah sumber tegangan listrik atau sumber ggl. Secara matematis, dinyatakan melalui persamaan :

V = ε – I r

Keterangan :

V = Tegangan terminal, ε = ggl, I = arus listrik, r = hambatan dalam.

Jika sebuah baterai 12 Volt mempunyai hambatan dalam 0,2 Ω maka ketika arus 2 A mengalir dari baterai, tegangan terminal bernilai 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 Volt.

Ketika tidak ada arus listrik yang mengalir dari baterai, nilai tegangan terminal = ggl. Misalkan ggl = 12 Volt maka tegangan terminal = 12 Volt. Apabila ada arus listrik yang mengalir dari sumber ggl, tegangan terminal bernilai lebih kecil dari ggl.

Ggl merupakan tegangan listrik yang tercantum misalnya pada baterai, sedangkan tegangan jepit merupakan tegangan listrik yang sebenarnya atau beda potensial sebenarnya, di mana nilainya dipengaruhi oleh arus listrik yang mengalir di dalam baterai.

Gaya gerak listrik (ggl), hambatan dalam, tegangan terminal

Arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian tertutup, dari potensial tinggi ke potensial rendah. Ketika arus listrik bergerak melalui suatu komponen hambatan listrik, terjadi pengurangan energi potensial listrik karena energi listrik terpakai pada hambatan tersebut. Agar arus listrik tetap mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah maka harus ada alat untuk menambah energi potensial listrik, alat tersebut adalah gaya gerak listrik (ggl) atau lebih tepat disebut sumber tegangan listrik. Ggl atau sumber tegangan listrik merupakan komponen yang mengubah suatu jenis energi menjadi energi listrik, misalnya baterai, aki, sel surya atau generator listrik.

Sumber tegangan listrik (ggl)

Gambar di samping merupakan ilustrasi sederhana sebuah rangkaian tertutup yang mempunyai ggl (ε) dan hambatan (R). Garis vertikal yang panjang pada sumber ggl mewakili potensial tinggi sedangkan garis vertikal yang pendek mewakili potensial rendah. Muatan listrik bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah. Muatan listrik yang bergerak selama selang waktu tertentu disebut arus listrik, di mana arah arus listrik ditunjukkan oleh tanda panah.

Ketika berada pada potensial tinggi, muatan mempunyai energi potensial listrik. Energi potensial listrik berkurang ketika muatan listrik bergerak melewati resistor. Ketika muatan listrik bergerak dalam sumber ggl dari potensial rendah ke potensial tinggi, energi potensial listrik bertambah.

 

Hambatan dalam

Ketika muatan listrik bergerak di dalam sumber ggl dari potensial rendah ke potensial tinggi, muatan tersebut mengalami hambatan. Sumber tegangan listrik yang sebenarnya dalam kehidupan biasanya mempunyai hambatan dalam, yang dinyatakan dengan simbol r. Ketika muatan listrik mengalir melalui hambatan dalam (r), terjadi penurunan potensial atau energi potensial listrik berkurang. 

Tegangan terminal

Tegangan terminal (V) atau tegangan jepit merupakan tegangan neto yang dihasilkan oleh sebuah sumber tegangan listrik atau sumber ggl. Secara matematis, dinyatakan melalui persamaan :

V = ε – I r

Keterangan :

V = Tegangan terminal, ε = ggl, I = arus listrik, r = hambatan dalam.

Jika sebuah baterai 12 Volt mempunyai hambatan dalam 0,2 Ω maka ketika arus 2 A mengalir dari baterai, tegangan terminal bernilai 12 – (0,2)(2) = 12 – 0,4 = 11,6 Volt.

Ketika tidak ada arus listrik yang mengalir dari baterai, nilai tegangan terminal = ggl. Misalkan ggl = 12 Volt maka tegangan terminal = 12 Volt. Apabila ada arus listrik yang mengalir dari sumber ggl, tegangan terminal bernilai lebih kecil dari ggl.

Ggl merupakan tegangan listrik yang tercantum misalnya pada baterai, sedangkan tegangan jepit merupakan tegangan listrik yang sebenarnya atau beda potensial sebenarnya, di mana nilainya dipengaruhi oleh arus listrik yang mengalir di dalam baterai.

Hambatan jenis

Pada tulisan tentang arus listrik telah dibahas rapat arus listrik, demikian juga medan listrik sudah dijelaskan pada tulisan tentang medan listrik. Medan listrik dan arus listrik ada pada suatu konduktor apabila ada beda potensial pada konduktor tersebut, sebaliknya jika tidak ada beda potensial maka medan listrik dan arus listrik juga tidak ada.

Pada konduktor logam, medan listrik berbanding lurus dengan rapat arus listrik, di mana perbandingan medan listrik terhadap rapat arus listrik bernilai konstan. Nilai perbandingan medan listrik terhadap rapat arus disebut resistivitas atau hambatan jenis. Secara matematis hubungan antara medan listrik, rapat arus dan hambatan jenis dinyatakan dalam persamaan :

Keterangan : ρ = hambatan jenis, E = medan listrik, J = rapat arus

Salah satu rumus medan listrik adalah E = V/s di mana V = beda potensial listrik = tegangan listrik dan s = jarak, sehingga satuan medan listrik adalah Volt/meter (V/m). Rumus rapat arus adalah J = I/A di mana I = arus listrik dan A = luas penampang konduktor, sehingga satuan rapat arus adalah Ampere/meter kuadrat (A/m2). Rumus hambatan jenis adalah ρ = E/J sehingga satuan hambatan jenis adalah V/m : A/m2 = V/m x m2/A = V/A (m) = Ω m (baca : Ohm meter). Ω = Volt/Ampere merupakan satuan hambatan listrik, mengenai satuan ini dijelaskan pada tulisan tentang hukum Ohm.

Nilai hambatan jenis terbesar dimiliki oleh isolator listrik atau penghantar listrik yang buruk sedangkan nilai hambatan jenis terkecil dimiliki oleh konduktor listrik atau penghantar listrik yang baik. Semakin baik suatu konduktor menghantar arus listrik, semakin kecil hambatan jenis konduktor tersebut. Urutan konduktor logam yang mempunyai hambatan jenis terbesar hingga terkecil adalah timah, baja, aluminium, emas, tembaga, perak. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai hambatan jenis suatu benda menyatakan ukuran kemampuan benda tersebut dalam menghambat arus listrik.

Konduktor yang baik dan mematuhi hukum Ohm, pada suatu suhu tertentu nilai hambatan jenisnya tidak bergantung pada medan listrik, artinya jika besar medan listrik berubah maka nilai hambatan jenis tidak berubah. Sebaliknya konduktor yang tidak mematuhi hukum Ohm, nilai hambatan jenisnya bergantung pada medan listrik, artinya bila besar medan listrik berubah maka nilai hambatan jenis juga berubah.

Nilai hambatan jenis hamkonduktor logam bergantung pada suhu. Apabila suhu logam bertambah maka nilai hambatan jenis logam meningkat, sebaliknya jika suhu logam berkurang maka nilai hambatan jenis logam menurun. Ketika suhu bertambah, atom-atom bergerak lebih cepat dan tersusun tidak teratur sehingga menghalangi gerakan elektron, menyebabkan aliran elektron menjadi lebih lambat. Pada saat suhu berkurang, atom-atom bergerak lambat dan tersusun lebih teratur sehingga aliran elektron lebih lancar.

Kebalikan dari hambatan jenis (resistivitas) adalah konduktivitas. Secara matematis, hubungan antara resistivitas dan konduktivitas dinyatakan melalui persamaan :
σ = 1/ρ
Keterangan : σ = konduktivitas konduktor, ρ = resistivitas konduktor.
Satuan resistivitas adalah Ωm sehingga satuan konduktivitas adalah 1/Ωm = (Ωm)-1

Nilai konduktivitas terbesar dimiliki oleh konduktor listrik atau penghantar listrik yang baik sedangkan nilai konduktivitas terkecil dimiliki oleh isolator listrik atau penghantar listrik yang buruk. Semakin baik suatu konduktor menghantar arus listrik, semakin besar konduktivitas konduktor tersebut. Urutan konduktor logam yang mempunyai konduktivitas terbesar hingga terkecil adalah perak, tembaga, emas, aluminium, baja, timah. Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai konduktivitas suatu benda menyatakan ukuran kemampuan benda tersebut dalam menghantar arus listrik. Perak mempunyai konduktivitas besar tetapi mahal sehingga tembaga lebih banyak digunakan sebagai penghantar arus listrik.

Referensi

Tweet

Subscribe to receive free email updates: