Sumber Arus Listrik dalam Rangkaian Listrik

A. Jenis sumber arus

1.Sumber arus listrik AC ( arus bolak-balik ) => generator.

2.Sumber arus listrik DC ( arus searah ) => aki

B. Tegangan

1. Gaya Gerak Listrik (GGL): beda potensial sumber arus listrik sebelum dipakai

2. Tegangan Jepit : beda potensial sumber arus listrik pada saat dipakai

3. Persamaan tegangan yang hilang: ΔV = I x r

4. Persamaan GGL, tegangan jepit, dan tegangan yang hilang

    a. ε = V + ΔV        

    b. ε = I ( R + r )             

    c. I = ε / (R+r)               

Keterangan

    ε = gaya gerak listrik (volt)       

    I = arus listrik (ampere)          

    R = hambatan luar (ohm)        

    r = hambatan dalam (Ohm)

    ΔV = tegangan yg hilang (volt)

    V = tegangan jepit (volt)

5. Arus listrik dapat mengalir bila ada beda potensial listrik.

C. Rangkaian Baterai

1.Susunan Paralel                                        

a. GGL total                    : ε_{t =} ε                               

b. Hambatan dalam total : r_t = r / n              

2. Susunan Seri

   a. GGL total                     :  ε_{t =} n x ε              

   b. Hambatan dalam total   : r_t = n x r          

Keterangan       

ε_{t  =  GGL total}  (volt)       

ε = gaya gerak listrik (volt)       

r_t = hambatan dalam total (Ohm)

r = hambatan dalam (Ohm)

n =  jumlah baterai                                                                           

D. Alat Ukur

1. Ampermeter => untuk mengukur arus listrik, dipasang seri dalam rangkaian tertutup

 2. Voltmeter     => untuk mengukur beda potensial, dipasang paralel terhadap sumber arus listrik atau alat listrik

E. Latihan Soal

1. Dua baterai masing-masing 1,5 Volt dengan hambatan dalam 0,5 Ohm dihubungkan ke hambatan 14 Ohm. Hitunglah : (a) Kuat arus listrik, (b)  tegangan jepitnya jika kedua baterai dipasang seri,  (c) tegangan yang hilang !

Penyelesaian:

Diketahui:         ε = 1,5 Volt                            n = 2

r = 0,5 Ohm                            R = 14 Ohm

Ditanyakan:      V = ... ?

Jawab

a) kuat arus listrik  

 I =  n  ε    =    2 x 1,5      =    3   =  0,2  Ampere

       R+nr      14+(2x0,5)      15

b) Sehingga besar tegangan jepitnya

V = I ⋅ R =  0,2  A x  14 Ohm =  2,8 Volt

c) Jadi kerugian tegangan atau tegangan yang hilang adalah

ε =  V + ΔV  maka ΔV =  ε – V  = (1,5v x 2) - 2,8 volt = 3v - 2,8v  = 0,2 volt

2. Tiga buah baterai, masing-masing memiliki GGL sebesar 1,5 Volt, maka berapakah GGL total atau GGL terminalnya, bila: (a) dirangkai secara seri, (b) dirangkai secara parallel, (c) hambatan dalam total dirangkai seri, (d) hambatan dalam total dirangkai paralel ! 

Penyelesaian:

Diketahui : n = 3 buah, ε = 1,5 Volt, r = 0,1 ohm

Ditanya: (a) GGL total dirangkai seri,  (b) GGL total dirangkai paralel

Jawab:

a) GGL total dirangkai seri , ε_{t =} n x ε = 3 x 1,5 v = 4,5 v              

b) GGL total dirangkai paralel, ε_{t =} ε, maka ε_t = 1,5 v

c) hambatan dalam total dirangkai seri, maka  r_t = n x r = 3 x 0,1 =  0,3 ohm

d) hambatan dalam total dirangkai paralel, maka  r_t = r/n = 0,1/3 = 0,03 ohm