MAKALAH ILMU PENGETAHUAN ALAM

MAKALAH ILMU PENGETAHUAN ALAM LISTRIK SEDERHANA 

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel listrik memungkinkan terjadinya banyak fenomena fisika yang dikenal luas, seperti petir, medan listrik, dan arus listrik. Ada dua jenis muatan listrik yaitu positif dan negatif, dimana muatan sejenis saling menolak dan muatan lawan jenis saling menarik satu sama lain.

Listrik juga dikatakan sebagai suatu bentuk hasil teknologi yang sangat vital dalam kehidupan manusia. Semakin lama tidak ada satu pun alat yang tidak membutuhkan listrik, oleh karena itu manusia selalu berfikir bagaiman menciptakan dan menggunakan energi listrik secara efektif dan efisien. Namun, penggunaan listrik secara berlebihan akan membawa dampak negatif bagi kehidupan.

Pada dasrnya energi listrik tidak dapat diperbaharui. Apabila manusia tidak dapat menggunakannya secara efektif dan efisien, maka energy listrik akan cepat habis. Secara tidak langsung, hal ini juga akan memperbesar efek pemanasan global yang mengancam kehidupan manusia. Semakin banyak penggunaan alat-alat listrik, maka semakin banyak pula gas rumah kaca yang dihasilkan bumi.

B.  Rumus Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan konsep listrik dan resistensi listri ?

2.      Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik terbuka dan tertutup ?

3.      Apa yang dimaksud dengan rangkaian listrik seri dan paralel ?

C.  Tujuan Masalah

1.      Mengetahui tentang konsep listrik dan restisensi listrik

2.      Mengetahui tentang rangkaian listrik terbuka dan tertutup

3.      Mengetahui tentang rangkaian listrik seri dan paralel

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Konsep listrik dan Resistensi listrik

a. Kelistrikan

Setiap benda tersusun oleh partikel-partikel yang lebih kecil. Partikel zatyang ukurannya paling kecil dan tidak dapat dibagi-bagi disebut atom. Atom terdiri dari atas bagian-bagian yang lebih kecil. Tiap atom tersusun dari inti atom dan elektron . inti atom (nukleus) terdiri atas proton dan neutron. Elektron yang bergerak menggelilingi inti atom pada lintasannya dan mendapatgaya Tarik inti atom. Partikel yang bermuatan negatif disebut elektron. Partikel yang bermuatan positif disebut proton. Massa proton dan elektron lebih besar dibandingkan massa elektron.

Sifat listrik dibawa oleh suatu muatan listrik elementer yaitu elementer elektron (pembawa muatan negatif) dan proton (pembawa muatan positif) dengan neutron ketiganya pembawa suatu atom.

1.    Besarnya muatan listrik proton adalah +e = +1.602 ×  coulumb

2.    Besarnya muatan listrik electron adalah –e = -1.602 ×  coulumb

3.    Neutron tidak bermuatan listrik (netral atau 0 coulumb)

Setiap benda mempunyai dua muatan, yaitu muatan positif dan muatan negatif dengan jumlah yang sama. Jika benda tersebut digosokkan, maka akan terjadi perubahan muatan. Muatan positif akan Tarik menarik dengan muatan negatif, sedangkan dua buah muatan atau lebih yang sama tanda muatannya akan saling tolak-menolak.Masa proton dan neutron jauh lebih besar daripada massa elektron, sehingga elektronlah yang bertanggung jawab dalam terjadinya arus listrik karena lebih mudah untuk digerakkan.

b. Arus listrik

Arus listrik (i) didefisikan sebagai banyaknya muatan listrik (q) yang bergerak dalam satu satuan waktu (t) tertentu, dituliskan :

i =

Satuan arus listrik adalah Ampere atau Coloumb/detik. untuk kondisi tertentu, arus listrik 1 Ampere adalah arus listrik yang sangat berbahaya (dapat membunuh seekor gajah) dalam peralatan elektronik, biasanya arus listrik yang digunakan hanya dalam orde miliAmpere (seperseribu Ampere).

c. Beda Potensial (Tegangan Listrik)

Potensial listrik (v) merupakan pengaruh listrik suatu muatan listrik (q) pada suatu jarak tertentu (r), satuannya Volt. Potensial listrik (v) juga didefinisikan sebagai ukuran seberapa besar energy listrik (w) per satu satuan muatan listrik (q)

V = 

Beda potensial merujuk pada seberapa besar perbedaan potensial diantara dua titik tertentu yang masih dalam pengaruh potensial tersebut. Ilustrasinya pada rangkaian listirk seperti gambar di bawah ini

d. Resistensi listrik

Resistensi listrik didefinisikan oleh ohm dalam hukum ohm sebagai berikut.

Resistansi (R) adalah perbandingan tegangan listrik (V) terhadap arus listrik (I) pada suatu komponen listrik yang sama.

Resistensi listrik bergantung pada geometri ( bentuk ) suatu bahan dan sifat dasar/khas bahan tersebut yaitu resistivitas bahan (ρ), dimana                                   

Dengan L adalah panjang bahan yang ( akan ) dilewati arus listrik, A adalah luas permukaan bahan yang ( akan ) dilalui arus listrik dan ρ adalah resistivitas bahan yang unik untuk setiap bahan.

e. Arus Searah (DC) dan Arus Bolak-Balik (AC)

1. Arus searah (DC)

Arus listrik DC mengalir pada suatu hantaran yang tegangannya berpotensial tetap, tidak berubah-ubah. Arus listrik DC mengalir dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi menuju ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Arus searah biasanya banyak digunakan pada rangkaian elekronika dengan tegangan rendah. Contoh sumber arus DC adalah baterai, pembangkit listrik tenaga surya, aki, dll.

2. Arus bolak-balik (AC)

Arus listrik AC yang besarnya selalu berubah-ubah dan bolak-balik. Arus listrik AC akan membentuk suatu gelombang yang dinamakan dengan gelombang sinus atau lebih lengkapnya sinusoida.

B.  Rangkaian Listrik Terbuka dan Tertutup

Rangkaian listrik adalah susunan komponen-komponen elektronika yang dirangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang dimiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Arus listrik dalam suatu rangkaian listrik tersebut berada dalam keadaan tetutup.

Rangkaian listrik terbuka merupakan suatu bentuk rangkaian listrik dimana arus tidak dapat mengalir dalam rangkaian karena ada bagian dalam rangkaian yang tidak terhubung atau dihubungkan dengan komponen pemutus arus seperti sakelar. Rangkaian terbuka tidak bisa mengalirkan arus karena jalannya arus diputus (dibuka).

Rangkaian listrik tertutup merupakan rangkaian yang dapat mengalirkan arus listrik sehingga lampu dapat menyala. Sambungan dari baterai, lampu dan kabel ternyata sambungan tersebut dapat terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. Dengan demikian, sebuah rangkaian listrik yg tertutup akan menghasilkan nyala lampu. Pada rangkaian listrik tertutup (skalar tertutup atau posisi on) arus listrik akan mengalir dan lampu menyala.

Pada rangkaian listrik tertutup besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat ditentukan dengan menghitung besar muatan listrik yang mengalir pada rangkaian setiap detiknya. Hal ini dikarenakan besar arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan besarnya muatan listrik yang mengalir pada setiap detik, atau secara matematis besar arus listrik ditulis sebagai berikut :

Keterangan:

I = arus listrik (ampere)

q = muatan listrik (coulomb)

t = waktu (sekon)

C.  Rangkaian Listrik Seri dan Paralel

a. Rangkain listrik seri

Rangkaian seri terbentuk jika dua bola lampu atau lebih dihubungkan secara berderet. Demikian pula dengan sumber tegangan juga dihubungkan secara berderet. Pada rangkaian seri apabila salah satu lampu diputuskan maka lampu yang lain akan mati juga. Keuntungan rangkaian seri adalah hemat kabel, dan rangkaiannya sedrhana sehingga membuatnya pun mudah. Kerugiannya adalah satu lampu mati maka yang lain akan mati. Begitu juga pada nyala lampunya, tidak terang (redup). Energinya juga boros, karena digambarkan 1R + 1R + 1R.

            

Rumus :

   I = I₁= I₂ = I₃

   V = V₁ + V₂ + V₃

   R = R₁ + R₂ + R₃

b. Rangkaian listrik paralel

Rangkaian paralel terbentuk jika dua bola lampu atau lebih dihubungkan secara berjajar. Kutub lampu sejenis dihubungkan  ke kutub baterai yang sama. Pada rangkaian paralel jika salah satu lampu diputuskan maka lampu yang lain akan tetap menyala. Hal ini terjadi karena lampu yang lain masih terhubung dengan sumber arus listrik. Rangkaian parallel adalah 1/R + 1/R + 1/R. Keuntungan dari rangkaian paralel adalah arus yang dialirkan kepada setiap hambatan atau lampu merata dan jika salah satu mati maka yang lainnya tetap menyala. Sedangkan kekukarangannya yaitu memerlukan banyak kabel untukmerangkainya.

Rumus :

I = I₁ + I₂ + I₃

V = V₁ = V₂ = V₃

         

1_{1 :} I_{2 :} I₃ = 

BAB III

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Kelistrikan setiap benda tersusun oleh partikel-partikel yang lebih kecil. Partikel zatyang ukurannya paling kecil dan tidak dapat dibagi-bagi disebut atom. Atom terdiri dari atas bagian-bagian yang lebih kecil. Tiap atom tersusun dari inti atom dan electron.

Arus listrik Satuan arus listrik adalah Ampere atau Coloumb/detik. untuk kondisi tertentu, arus listrik 1 Ampere adalah arus listrik yang sangat berbahaya (dapat membunuh seekor gajah) dalam peralatan elektronik, biasanya arus listrik yang digunakan hanya dalam orde miliAmpere (seperseribu Ampere.

Rangkain listrik seri Rangkaian seri terbentuk jika dua bola lampu atau     lebih dihubungkan secara berderet. Demikian pula dengan sumber tegangan juga dihubungkan secara berderet. Pada rangkaian seri apabila salah satu lampu diputuskan maka lampu yang lain akan mati juga.

Rangkaian listrik paralelRangkaian paralel terbentuk jika dua bola lampu atau lebih dihubungkan secara berjajar. Kutub lampu sejenis dihubungkan  ke kutub baterai yang sama. Pada rangkaian paralel jika salah satu lampu diputuskan maka lampu yang lain akan tetap menyala. Hal ini terjadi karena lampu yang lain masih terhubung dengan sumber arus listrik

B.  Saran

Untuk mempelajari listrik kita harus update tengtang pengetahuan atau penemuan terbaru karena pada dasarnya ilmu pengetahuan dan teknologi sangatlah berkembang dengan cepat. Dan lakukanlah untuk mempelajarinya dengan percobaan-percobaan yang sederhana agar kita dapat percaya mengenai berbagai materi yang kita pelajari.

DAFTAR PUSTAKA

Haryanto. 2006. Sains Sekolah Dasar Kelas VI. Jakarta: Erlangga.

Sugeng, dan Lina Agustina. 2014. Ipa Terpadu. Klaten. Sekawan Klaten

Sulistianto, Heri dan Edi Wiyono. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta. Departemen Pendidikan Nasional.