Benang Lurus
Reach Your Full Potential
Benang Lurus
Topik Belajar
Listrik Dinamis (SMP)
Listrik Dinamis (SMP)
Hukum Ohm
Kurikulum & Timeline Belajar
0 dari 11 Modul Selesai
-
MODUL 01Hukum Ohm
-
MODUL 02Hambatan Pada Kawat Penghantar
-
MODUL 03Hukum Kirchhoff
-
MODUL 04Rangkaian Seri dan Paralel
-
MODUL 05Latihan Soal Menentukan Hambatan Pengganti Seri dan Paralel
-
MODUL 06Tegangan Jepit
-
MODUL 07Rangkaian Listrik Tertutup
-
MODUL 08Daya dan Energi Listrik
-
MODUL 09Latihan Soal Daya dan Energi Listrik
-
MODUL 10Latihan Soal Daya dan Energi Listrik 02
-
MODUL 11Soal Latihan Listrik Dinamis 01
1. Hakikat Arus Listrik & Muatan (\(I = \frac{Q}{t}\))
Kuat arus listrik (\(I\)) adalah banyaknya muatan listrik (\(Q\)) yang mengalir melintasi penampang kawat penghantar dalam setiap satuan waktu (\(t\)).
Rumus Kuat Arus Dasar
\(I = \dfrac{Q}{t}\)
Banyaknya Elektron (\(n\))
\(Q = n \cdot e \implies n = \dfrac{Q}{e}\)
Keterangan Besaran & Satuan (SI):
- \(I\) = Kuat arus listrik (\(\text{Ampere}\) atau \(\text{A}\)). (\(1\text{ A} = 1\text{ Coulomb/sekon}\)).
- \(Q\) = Besar muatan listrik total (\(\text{Coulomb}\) atau \(\text{C}\)).
- \(t\) = Waktu aliran (\(\text{sekon}\) atau \(\text{s}\)). (Wajib dalam sekon/detik).
- \(n\) = Jumlah butir elektron yang berpindah.
- \(e\) = Muatan dasar 1 buah elektron = \(\mathbf{1{,}6 \times 10^{-19}\text{ Coulomb}}\).
Arah Arus Listrik vs Arah Aliran Elektron:
- Arus Listrik Konvensional: Didefinisikan mengalir dari kutub berpotensial tinggi (\(+\)) ke kutub berpotensial rendah (\(-\)).
- Aliran Elektron Riil: Muatan negatif (elektron) sebenarnya ditarik mengalir dari kutub potensial rendah (\(-\)) menuju potensial tinggi (\(+\)).
2. Hukum Ohm (\(V = I \cdot R\))
Ditemukan oleh fisikawan Jerman Georg Simon Ohm: “Kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial (tegangan) di ujung-ujung penghantar tersebut dan berbanding terbalik dengan hambatannya, asalkan suhu kawat tetap konstan.”
Mencari Tegangan (\(V\))
\(V = I \cdot R\)
Mencari Kuat Arus (\(I\))
\(I = \dfrac{V}{R}\)
Mencari Hambatan (\(R\))
\(R = \dfrac{V}{I}\)
Membaca Karakteristik Grafik \(V – I\):
- Grafik berupa garis lurus linear yang berpangkal dari titik pusat \((0,0)\).
- Kemiringan garis (gradien) menyatakan besar nilai hambatan kawat (\(R\)):
\begin{align*}
R = \text{Gradien} = \frac{\Delta V}{\Delta I}
\end{align*} - Semakin curam garis grafik, semakin besar nilai hambatan resistornya (\(R\)).
CONTOH SOAL
Contoh 01
Arus Listrik Dasar
Tingkat: Mudah
Arus Listrik Dasar
Tingkat: Mudah
Sebuah aki mobil mengalirkan arus listrik konstan sebesar \(I = 5\text{ Ampere}\) pada lampu utama selama \(t = 3\text{ menit}\). Jika besar muatan satu elektron adalah \(e = 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}\), hitunglah:
- Muatan listrik total (\(Q\)) yang dipindahkan aki ke lampu!
- Banyaknya butir elektron (\(n\)) yang mengalir selama waktu tersebut!
Ringkasan Jawaban:
(a) Q = 900 C | (b) n = 5,625 × 10²¹ elektron
(a) Q = 900 C | (b) n = 5,625 × 10²¹ elektron
Langkah Penyelesaian Runtun:
Besaran yang diketahui:
\begin{align*}
I &= 5\text{ A} \\
t &= 3\text{ menit} = 3 \times 60\text{ s} = 180\text{ sekon} \\
e &= 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}
\end{align*}
(a) Menghitung Muatan Listrik Total (\(Q\)):
\begin{align*}
Q &= I \cdot t \\[4pt] Q &= 5\text{ A} \times 180\text{ s} = \mathbf{900\text{ Coulomb}}
\end{align*}
(b) Menghitung Jumlah Butir Elektron (\(n\)):
\begin{align*}
n &= \frac{Q}{e} = \frac{900\text{ C}}{1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}} = \mathbf{5{,}625 \times 10^{21}\text{ elektron}}
\end{align*}
\begin{align*}
I &= 5\text{ A} \\
t &= 3\text{ menit} = 3 \times 60\text{ s} = 180\text{ sekon} \\
e &= 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}
\end{align*}
(a) Menghitung Muatan Listrik Total (\(Q\)):
\begin{align*}
Q &= I \cdot t \\[4pt] Q &= 5\text{ A} \times 180\text{ s} = \mathbf{900\text{ Coulomb}}
\end{align*}
(b) Menghitung Jumlah Butir Elektron (\(n\)):
\begin{align*}
n &= \frac{Q}{e} = \frac{900\text{ C}}{1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}} = \mathbf{5{,}625 \times 10^{21}\text{ elektron}}
\end{align*}
Waspada Konversi Waktu:
Rumus fisika selalu menuntut satuan waktu dalam sekon (detik). Mengalikan langsung angka menit (\(5 \times 3 = 15\)) adalah kesalahan yang paling sering terjadi.
Rumus fisika selalu menuntut satuan waktu dalam sekon (detik). Mengalikan langsung angka menit (\(5 \times 3 = 15\)) adalah kesalahan yang paling sering terjadi.
Jadi, muatan yang berpindah adalah \(900\text{ C}\) dan jumlah elektronnya adalah \(5{,}625 \times 10^{21}\text{ butir}\).
Contoh 02
Penerapan Hukum Ohm
Tingkat: Mudah
Penerapan Hukum Ohm
Tingkat: Mudah
Sebuah lampu senter dihubungkan ke baterai yang memiliki beda potensial sebesar \(V_1 = 6\text{ Volt}\), sehingga mengalir arus listrik sebesar \(I_1 = 300\text{ mA}\). Jika baterai tersebut diganti dengan baterai baru yang memiliki tegangan \(V_2 = 9\text{ Volt}\), hitunglah kuat arus listrik yang mengalir pada lampu senter sekarang!
Ringkasan Jawaban:
I₂ = 450 mA = 0,45 A
I₂ = 450 mA = 0,45 A
Langkah Penyelesaian Runtun:
Besaran yang diketahui:
\begin{align*}
V_1 &= 6\text{ V} \\
I_1 &= 300\text{ mA} = 0{,}3\text{ A} \\
V_2 &= 9\text{ V}
\end{align*}
1. Menghitung Nilai Hambatan Filamen Lampu (\(R\)):
Karena lampu yang digunakan sama, hambatannya bersifat konstan:
\begin{align*}
R &= \frac{V_1}{I_1} = \frac{6\text{ V}}{0{,}3\text{ A}} = \mathbf{20\ \Omega}
\end{align*}
2. Menghitung Kuat Arus Baru (\(I_2\)):
\begin{align*}
I_2 &= \frac{V_2}{R} = \frac{9\text{ V}}{20\ \Omega} = \mathbf{0{,}45\text{ Ampere}} = \mathbf{450\text{ mA}}
\end{align*}
\begin{align*}
V_1 &= 6\text{ V} \\
I_1 &= 300\text{ mA} = 0{,}3\text{ A} \\
V_2 &= 9\text{ V}
\end{align*}
1. Menghitung Nilai Hambatan Filamen Lampu (\(R\)):
Karena lampu yang digunakan sama, hambatannya bersifat konstan:
\begin{align*}
R &= \frac{V_1}{I_1} = \frac{6\text{ V}}{0{,}3\text{ A}} = \mathbf{20\ \Omega}
\end{align*}
2. Menghitung Kuat Arus Baru (\(I_2\)):
\begin{align*}
I_2 &= \frac{V_2}{R} = \frac{9\text{ V}}{20\ \Omega} = \mathbf{0{,}45\text{ Ampere}} = \mathbf{450\text{ mA}}
\end{align*}
Trik Rasio Sebanding (Perbandingan Langsung):
Berdasarkan Hukum Ohm, kuat arus berbanding lurus dengan tegangan (\(I \propto V\)):
\begin{align*}
\frac{I_2}{I_1} &= \frac{V_2}{V_1} \implies I_2 = \frac{9\text{ V}}{6\text{ V}} \times 300\text{ mA} = 1{,}5 \times 300\text{ mA} = \mathbf{450\text{ mA}}
\end{align*}
Berdasarkan Hukum Ohm, kuat arus berbanding lurus dengan tegangan (\(I \propto V\)):
\begin{align*}
\frac{I_2}{I_1} &= \frac{V_2}{V_1} \implies I_2 = \frac{9\text{ V}}{6\text{ V}} \times 300\text{ mA} = 1{,}5 \times 300\text{ mA} = \mathbf{450\text{ mA}}
\end{align*}
Jadi, kuat arus listrik pada lampu senter sekarang menjadi \(450\text{ mA}\) (atau \(0{,}45\text{ A}\)).
Konsultasi Belajar
Ruang diskusi terbuka untuk mendampingi pemahaman belajar Anda.
Robot Asisten Belajar
Online • BenangLurus AI
Halo! Ada soal, tugas, atau konsep materi pelajaran yang ingin kamu tanyakan hari ini? Kamu juga bisa menyisipkan foto/dokumen soal, lho!