Sumber Arus Listrik dalam Rangkaian Listrik atau Source of Electric Current in Electrical Circuit

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                    : εt = ε                              
b. Hambatan dalam total : rt = r / n             

2. Susunan Seri

   a. GGL total                     :  εt = n x ε             
   b. Hambatan dalam total   : rt = n x r         

Keterangan      
εt  =  GGL total  (volt)      
ε   = gaya gerak listrik (volt)      
rt  = 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 , εt = n x ε = 3 x 1,5 v = 4,5 v             
b) GGL total dirangkai paralel, εt = ε, maka εt = 1,5 v
c) hambatan dalam total dirangkai seri, maka  rt = n x r = 3 x 0,1 =  0,3 ohm
d) hambatan dalam total dirangkai paralel, maka  rt = r/n = 0,1/3 = 0,03 ohm