Belajar IPA #dirumahaja: Bab 5. Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-Hari (Materi 3 : Rangkaian Listrik)

Kompetensi Dasar :

Pengetahuan

3.5 Menerapkan konsep rangkaian listrik, energi dan daya listrik, sumber energi listrik dalam kehidupan sehari-hari termasuk sumber energi listrik alternatif, serta berbagai upaya menghemat energi listrik.

Keterampilan

4.5 Menyajikan hasil rancangan dan pengukuran berbagai rangkaian listrik.

Tujuan Pembelajaran :

Setelah mengikuti proses pembelajaran daring, peserta didik dapat :

1. Mengidentifikasi jenis rangkaian listrik dengan benar.

2. Menganalisis rangkaian listrik seri dengan benar.

3. Menganalisis rangkaian listrik paralel dengan benar.

4. Menganalisis rangkaian listrik campuran dengan benar.

Assalamualaikum Wr. Wb

Anak-anak, sebelum kita belajar IPA hari ini, jangan lupa untuk berdoa terlebih dahulu. Dengan doa dan upaya kalian yang sungguh-sungguh, Pak Arief yakin kalian akan mampu menguasai materi hari ini. Berikut Peta Konsep materi yang akan kita pelajari.

PETA KONSEP

APERSEPSI

Sebelum melanjutkan membaca ringkasan materi, silakan disimak dulu video berikut ini untuk memberikan gambaran mengenai materi yang akan kita pelajari.

RINGKASAN MATERI

Dalam kehidupan sehari-hari, manusia modern dibantu oleh alat elektronik untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Mulai dari kulkas, microwave, pendingin ruangan, lampu, penanak nasi, ponsel pintar, hingga perangkat komputer semua adalah alat elektronik. Namun bagaimanakah alat elektronik bisa menyala? Alat elektronik bisa menyala karena tersambung dengan sumber tegangan listrik. Alat elektronik bisa tersambung ke sumber tegangan listrik dan menyala tidak lepas dari keberadaan rangkaian listrik.

A. Rangkaian Listrik

Terdapat dua tipe rangkaian yaitu: rangkaian seri dan rangkaian paralel.
Selain itu ada juga gabungan dari dua jenis rangkaian listrik, yang disebut rangkaian campuran. Sehingga, terdapat tiga bentuk rangkaian listrik yaitu rangkaian listrik seri, paralel, dan campuran.

1. Rangkaian Seri

Cara menyusun rangkaian cenderung praktis dan sederhana.

Semua komponen listrik disusun secara sejajar (berderet atau berurutan).

Kabel penghubung pada seluruh komponen tidak memiliki percabangan sepanjang rangkaian.

Hanya ada satu jalan yang dapat dilalui oleh arus, jadi jika ada satu jalur yang terputus maka rangkaian tidak dapat berfungsi dengan benar (Jika ada yang padam satu maka padam semua).

Arus listrik yang mengalir di berbagai titik dalam rangkaian sama besarnya.

Setiap komponen yang terpasang akan mendapat arus yang sama.

Beda potensial/tegangan pada setiap komponen yang terpasang memiliki nilai yang berbeda.

Memiliki hambatan total yang lebih besar daripada hambatan penyusunnya.

Penerapan rangkaian seri dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada lampu senter. Biasanya, lampu senter tersusun atas dua batu baterai dan sebuah lampu. Batu baterai sebagai sumber tegangan dan lampu pada senter disusun secara seri.

Gambar Rangkaian Seri :

Rumus pada Rangkaian Seri :

Contoh Soal :

1. Terdapat tiga buah hambatan listrik yang disusun secara Seri seperti pada gambar di bawah ini. Berapakah hambatan total dan arus listrik yang ada pada rangkaian tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui :

R1 = 2 Ω

R2 = 3 ΩR3 = 4 Ω

V = 9 volt

Ditanyakan :

a. R total

b. I

Jawab :
a. Hambatan total pada rangkaian di atas (R total = Rs) :

Jadi, hambatan total pada rangkaian di atas adalah 9 Ω .

b. Arus listrik pada rangkaian di atas (Ingat Hukum Ohm) :

Jadi, arus listrik pada rangkaian di atas adalah 1 A.

2. Perhatikan gambar berikut!

Diketahui nilai R1 = 4 Ω, R2 = 5 Ω, dan R3 = 2 Ω. Jika nilai arus listriknya sebesar 2 A, maka berapa nilai beda potensial rangkaian tersebut?

Penyelesaian :

Diketahui :

R1 = 4 Ω

R2 = 5 Ω

R3 = 2 Ω

I = 2 A

Ditanyakan : V =…?

Jawab:

a. Mencari hambatan total pada rangkaian (R total = Rs) :

Rs = R1+R2+R3

= 4+5+2

= 11 Ω

b. Mencari beda potensial pada rangkaian (Ingat Hukum Ohm) :

V = I . Rs

= 2 . 11

= 22 V

Jadi, nilai dari beda potensial pada rangkaian tersebut adalah 22 V.

2. Rangkaian Paralel

Cara menyusun rangkaian cenderung lebih rumit.

Semua komponen listrik terpasang secara bersusun.

Kabel penghubung pada sebuah rangkaian memiliki percabangan.

Terdapat beberapa jalan yang dapat dilalui oleh arus.

Arus yang mengalir pada setiap cabang memiliki besar nilai yang berbeda.

Setiap komponen yang terpasang mendapat besar arus yang berbeda.

Semua komponen mendapat tegangan yang sama besar.

Hambatan totalnya lebih kecil dari hambatan pada tiap-tiap komponen penyusunnya.

Jika ada yang padam satu maka yang lain tetap menyala.

Penerapan rangkaian paralel dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada instalasi listrik pada rumah-rumah.

Gambar Rangkaian Paralel

Rumus pada Rangkaian Paralel :

Contoh Soal :

Tiga buah hambatan listrik disusun secara paralel seperti pada gambar di bawah ini.

Hambatan pertama memiliki besar hambatan 2 Ω, hambatan kedua 3 Ω, hambatan ketiga 6 Ω. Ketiga hambatan tersebut disusun paralel dan dihubungkan ke sumber tegangan listrik 3 volt. Tentukan :

a. Besar hambatan total

b. Besar arus total

c. Besar arus yang melewati hambatan pertama, hambatan kedua, dan hambatan ketiga

Penyelesaian :

Diketahui :

R1 = 2 Ω

R2 = 3 Ω

R3 = 6 Ω

V = 3 V

Ditanyakan : a. Rp

b. I

c. I masing-masing hambatan

Jawab:

a. Menentukan besar hambatan total

\frac{1}{R_{t o t}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}

\frac{1}{R_{t o t}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6}

\frac{1}{R_{t o t}} = \frac{6 + 4 + 2}{12}

\frac{1}{R_{t o t}} = \frac{12}{12}

R_{t o t} = 1 Ω

b. Menentukan besar arus total

I = \frac{V}{R_{t o t a l}} = \frac{3}{1} = 3 A

c. Menentukan besar arus yang mengalir pada masing-masing hambatan

I_{1} = \frac{V_{1}}{R_{1}} = \frac{V}{R_{1}} = \frac{3}{2} = 1, 5 A

I_{2} = \frac{V_{2}}{R_{2}} = \frac{V}{R_{2}} = \frac{3}{3} = 1 A

I_{3} = \frac{V_{3}}{R_{3}} = \frac{V}{R_{3}} = \frac{3}{6} = 0, 5 A

3. Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian seri dan paralel.
Secara umum, karakteristik dan hukum yang berlaku pada rangkaian campuran juga mengikuti keduanya.

Gambar Rangkaian Campuran

Contoh Soal :
1. Perhatikan gambar berikut!

Tentukan :
a. Hambatan pengganti
b. Kuat arus rangkaian
Penyelesaian :

Diketahui:

Ditanyakan: I= ...?
Jawab:

a. Hambatan pengganti pada rangkaian :

b. Kuat arus yang mengalir pada rangkaian :

Jadi, kuat arus yang mengalir pada rangkaian listrik adalah 1,2 A.

2. Perhatikan gambar rangkaian listrik campuran di bawah ini.

Berdasarkan gambar rangkaian listrik campuran di atas. Berapakah arus listrik total dalam rangkaian tersebut ?

Penyelesaian :
Diketahui:

Ditanyakan: I= ...?
Jawab:
Pada gambar, hambatan R2 dan R3 dirangkai secara paralel, maka hambatan paralelnya :

Kemudian dihubungkan seri dengan R1, maka :

Sehingga arus yang mengalir pada rangkaian adalah :

Jadi, arus yang mengalir pada rangkaian adalah 10 A.

3. Perhatikan gambar rangkaian berikut!

rangkaian listrik seri, paralel, dan campuran

Tentukan : a. Besar hambatan total

b. Besar kuat arus total

Penyelesaian :

Diketahui :
R1 = 2 Ω
R2 = 3 Ω
R3 = 6 Ω
V = 3 V
Ditanyakan : a. Rp
b. I
Jawab :

a. Hambatan total pada rangkaian :

$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}$

$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{12} + \frac{1}{6} + \frac{1}{4}$

$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1 + 2 + 3}{12}$

$\frac{1}{R_{p}} = \frac{6}{12}$

${R_{p}} = \frac{12}{6} = 2 \; \Omega$

${R_{total}} = R_{p} + r = 2 + 1 = 3 \; \Omega$

b. Kuat arus yang mengalir pada rangkaian:

$I = \frac{V}{R_{total}} = \frac{1,5}{3} = 0,5 \; A$

Jadi, kuat arus total yang mengalir pada rangkaian adalah 0,5 A.

REFERENSI

Video referensi :

Beberapa video referensi terkait materi bisa dilihat dengan cara klik pada gambar.

PENUGASAN MANDIRI

Tugas dikerjakan di buku tugas dilengkapi cara mengerjakan (Diketahui, Ditanyakan Jawab) kemudian difoto.

Tugas dikumpulkan melalui WA ke nomor HP Pak Arief maksimal 1 hari setelah pemberian tugas.

Jangan lupa sampaikan salam dan perkenalkan diri dulu saat mengirimkan tugas.

Soal Latihan :

1. Perhatikan gambar berikut !

Tentukan besar kuat arus total yang mengalir pada rangkaian!

2. Perhatikan gambar berikut !

Tentukan besar kuat arus total yang mengalir pada rangkaian!

~ Tetap Semangat Belajar IPA #dirumahaja ~

Belajar IPA #dirumahaja

Kamis, 11 November 2021

Bab 5. Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-Hari (Materi 3 : Rangkaian Listrik)

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Bab 10. Cahaya dan Alat Optik (Materi 3 : Alat Optik)

Laporkan Penyalahgunaan