Modul Ajar Listrik Dinamis

I N A M I S

DalamKehidupanSehari hari

A. Konsep Listrik Dinamis

1. Arus Listrik

Arus listrik (electric current) atau listrik dinamis adalah aliran yang terjadi lantaran adanya jumlah muatan listrik Muatan listrik tersebut mengalir dari satu titik ke titik lain dan kejadian tersebut berlangsung pada suatu rangkaian tiap satuan waktu Disamping itu, arus listrik juga timbul karena terdapat perbedaan tegangan atau potensial pada media penghantar dua titik Sehingga dapat didefinisikan bahwa arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu Secara matematis, besar arus listrik dapat ditulis sebagai berikut :

Dengan keterngan : I = Arus Listrik (ampere) q = Muatan Listrik (coulomb) t = Waktu (sekon)

Untuk mengetahui besarnya arus listrik, kita bisa menggunakan alat bernama Basicmeter Jika ingin tahu jumlah tegangan listriknya, maka bisa menggunakan Voltmeter Sedangkan Amperemeter berfungsi untuk mengukur kuat arus listrik

2. Hantaran Listrik

Dalam kehidupan sehari hari terdapat beberapa bahan atau benda yang dapat menghantarkan listrik ataupun tidak dapat menghantarkan listrik Beberapa bahan tersebut dikelompokkan menjadi 3 jenis sebagai berikut : Konduktor merupakan suatu bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik. Contohnya antara lain tembaga, perak, dan emas. Isolator merupakan bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena bahan tersebut sangat sulit untuk mengalirkan elektron (elektron sulit untuk mengalir. Contohnya antara lain karet, plastik, dan kayu. Semikonduktor merupakan bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sedangkan pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor Contohnya antara lain karbon, silikon, dan germanium

Hambatan jenis merupakan besar hambatan setiap jenis kawat per satuan panjang dan luas penampang Secara matematis untuk mencari hambatan kawat dapat menggunakan rumus berikut :

Tabel 1 Nilai Hambatan Jenis Bahan

3. Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik terdiri atas dua jenis, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang tidak memiliki percabangan kabel Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang memiliki percabangan kabel Pada suatu rangkaian listrik, hambatan listrik juga dapat digunakan atau dipasang dalam rangkaian seri dan rangkaian paralel Pola pemasangan hambatan ini juga dapat mempengaruhi besarnya arus listrik yang mengalir pada suatu rangkaian

Hambatan Pada Rangkaian Seri Berikut merupakan gambar rangkaian seri hambatan listrik :

Sumber: Dok Kemendikbud Gambar 1 Rangkaian Seri Dengan Hambatan

Pada rangkaian seri ini, kuat arus akan bernilai sama namun tegangan berbeda Sehingga hambatan secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :

Hambatan Pada Rangkaian Paralel Berikut merupakan gambar rangkaian paralel hambatan listrik :

Sumber: Dok Kemendikbud Gambar 2 Rangkaian Paralel Dengan Hambatan

Listrik Dinamis

4. Hukum Kirchhoff

Pada rangkaian paralel ini, arus akan bernilai berbeda namun tegangannya memiliki nilai yang sama Sehingga hambatan secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut : Didalam listrik dinamis juga terdapat salah satu hukum yaitu Hukum Kirchhoff yang menyebutkan bahwa besar arus listrik yang masuk ke dalam titik cabang kawat penghantar nilainya sama dengan besar arus listrik yang keluar dari titik cabang kawat penghantar tersebut Berikut merupakan gambaran arus listrik yang masuk dan keluar dari percabangan :

Sumber: Dok Kemendikbud Gambar 3 Arah Arus Listrik Yang Masuk dan Keluar Percabangan Secara matematis, pada setiap titik cabang berlaku :

5 Sumber Arus Listrik

Sumber arus listrik terdiri atas dua jenis, yaitu sumber arus searah (Direct Current = DC) dan sumber arus bolak balik (Alternating Current = AC) Berdasarkan dapat atau tidaknya diisi ulang, sumber arus listrik dibedakan menjadi elemen primer dan elemen sekunder Elemen primer adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang tidak dapat diisi ulang ketika energinya habis, contohnya seperti baterai kering dan elemen volta Elemen sekunder adalah sebutan bagi sumber arus listrik yang dapat diisi ulang ketika energinya habis contohnya seperti akumulator dan baterai Lithium ion (Li ion) yang digunakan pada telepon genggam atau kamera

Konsep Listrik Dinamis

6. Sum

Listrik merupakan sumber energi yang sangat diperlukan dan tidak bisa dilepaskan dari kehidupan sehari hari terutama pada era modern ini Selain digunakan sebagai sumber penerangan, listrik juga digunakan untuk membantu mempermudah pekerjaan, baik dalam rumah tangga maupun kantor Pentingnya listrik bagi manusia ini, membuktikan bahwa kebutuhan listrik akan terus bertambah setiap harinya Hal tersebut yang menjadi fokus utama para ahli untuk memikirkan sumber energi listrik apa saja yang dapat digunakan untuk membuat listrik di masa depan ketika bahan bahan yang digunakan mulai berkurang ketersediaannya dan nantinya akan habis Setidaknya, di bumi ini ada empat sumber energi listrik yang bisa dimanfaatkan untuk membuat listrik Adapun keempat sumber tersebut antara lain; Angin adalah salah satu energi alternatif yang tidak pernah habis, selalu tersedia di bumi Oleh karena itu, saat ini sudah banyak dibuat pembangkit listrik tenaga angin sebagai sumber energinya Gelombang laut juga termasuk energi yang selalu ada di bumi Indonesia yang memiliki wilayah laut yang sangat luas seharusnya bisa menggunakan gelombang laut sebagai sumber energi Matahari yang selalu ada disiang hari sangat bermanfaat apabila dimanfaatkan juga sebagai sumber energi listrik Pancaran panas dan sinar matahari dapat disimpan dan digunakan untuk kebutuhan listrik di masa sekarang Air juga memiliki jumlah ketersediaan yang banyak dan selalu ada, sehingga sangat sesuai untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi penggerak listrik di bumi

Tabel 2 Jenis Sumber Arus Listrik dan Proses Perubahan Energinya

Uji Kompetensi dan Latihan Soal

1 Listrik yang bergerak atau mengalir disebut apa?

A Listrik Statis

B Listrik Dinamis

C Listrik AC

D Listrik DC

2 Bagaimana arus listrik dapat ditimbulkan?

A Karena adanya perbedaan tegangan atau potensial pada penghantar media dua titik

B Karena ada zat kimia

C Karena adanya persamaan tegangan atau potensial pada penghantar media dua titik

D Karena sudah saatnya

3 Untuk mengetahui besar tegangan arus listrik dapat menggunakan?

A Amperemeter

B Voltmeter

C Penggaris

D Barometer

4 Rangkaian listrik yang memiliki percabangan kabel biasa disebut?

A Rangkaian Paralel

B. Rangkaian Seri

C. Rangkaian Duo

D. Rangkaian DC

5.

Sumber arus listrik ada dua jenis yaitu?

A. AC dan DC

B DC dan CA

C CA dan CD

D Rangkaian Paralel dan Rangkaian Seri

6 Salah satu sumber energi listrik yang dapat diisi ulang saat isinya habis adalah?

A Batu bara

B Angin

C Air

D Baterai Lithium ion

7. Sumber arus listrik searah juga disebut?

A. AC

B DC C CA D CD

8 Pembangkit listrik yang paling popular di belanda adalah?

A PLTAir

B PLTAngin

C PLTPanas Bumi D PLTNuklir

9 Untuk memperbesar hambatan suatu penghantar dapat dilakukan dengan cara?

A Memperbesar arusnya

B Memperbesar beda potensial

C Memperbesar luas penampang

D Memperkecil beda potensial

10 Faktor yang dapat mempengaruhi besar hambatan suatu kawat, kecuali?

A Panjang kawat

B Suhu lingkungan

C Luas penampang kawat

D Jenis bahan kawat

Uji kompetensi dan latihan soal diatas juga dapat diakses melalui link berikut : https://create kahoot it/details/367d0aed fb30 4334 9d34 96e87e6fc47b

Penggunaan energi listrik terbanyak untuk saat ini adalah untuk penggunaan lampu, lampu sendiri ditemukan oleh Thomas Alva Edison Selain lampu energi litrik juga dimanfaatka untuk mengoprasikan berbagai alat hasil teknologi untuk menunjang kehidupan manusia seperti Kulkas, AC, Kipas Angin, Oven dan Masih banyak lagi

Total biaya listrik setiap bulan yang dibayarkan kepada PLNdihitung sesuai penggunaan energi listrik di rumah Melalui kWh meter yang biasa dipasang di rumah, petugas PLN setiap bulan mendatangi dan mencatat besar energi listrik yang telah digunakan Energi yang telah digunakan tersebut dikalikan dengan tarif dasar listrik yang telah ditentukan Perhitungan biaya listrik dilakukan dengan mengalikan energi listrik yang terpakai dengan tarif dasar listrik per kWh Misalnya sebuah lampu dengan daya 10 watt dinyalakan dalam waktu 8 jam/hari selama 30 hari Karena lampu 10 watt artinya dalam 1 detikmenggunakan energi listrik sebesar 10 joule, maka energi total yang digunakan lampu selama 30 hari adalah W = P × t = 10 × 8 × 30 = 2400 Wh = 2,4 kWh Jika tarif dasar listriknya Rp385,00, maka biaya yang harus dibayarkan adalah sebesar Rp924,00

Penghematan listrik dilakukan tidak hanya untuk menghemat biaya listrik yang terus naik, namun upaya penghematan energi listrik juga dilakukan karena besarnya emisi karbon yang dihasilkan oleh pembangkit listrik yang menggunakan batu bara yang merupakan penyumbang terbesar terjadinya global warming Salah satu upaya untuk menghemat energi listrik adalah dengan menggunakan energi listrik seperlunya atau mengganti peralatan listrik yang berdaya lebih kecil Salah satu contohnya yaitu lampu penerangan di rumah sekarang yang cenderung memanfaatkan lampu LED (Light Emitting Diode) karena penggunaan LED dengan daya yang lebih kecil tersebut diharapkan dapat menghemat kebutuhan energi listrik

B. Penggunaan Energi Listrik, Upaya Penghematan, dan Pencegahan Bahaya Penggunaannya

1 Penggunaan Energi Listrik

2. Upaya Penghematan

3. Pencegahan Bahaya Penggunaan

Berikut merupakan prosedur ”Aman Menggunakan Listrik”

Mencabut kabel dari stop kontak bila tidak menggunakan peralatan listrik

Menghindari air dan kondisi tangan yang basah saat ingin menyambung atau melepas sambungan kabel dengan stop kontak Tidak memegang lubang stop kontak atau sambungan kabel yang terbuka Selalu memperhatikan peringatan penggunaan listrik yang ada pada peralatan listrik

Memasang sekering dengan benar untuk menghindari kebakaran dengan cara memutus arus pendek yang terjadi di rumah secara otomatis

Tabel 3 Efek Kuat Arus Listrik Terhadap Tubuh

Uji Komp

3. Mengapa penggunaan lampu LED lebih banyak diminati daripada lampu bohlam dari segi penghematan kebutuhan listrik ?

A Nyala lebih terang

B LED lebih awet daripada bohlam

C Karena penggunaan daya yang lebih kecil daripada bohlam

D LED tidak menyilaukan mata

4 Setiap pembangkit listrik yang digunakan saat ini hampir semuanya meng hasilkan emisi karbon yang besar, namun dengan angka yang berbeda beda tergantung pembangkit listriknya Sebutkan pembangkit listrik mana kah yang menghasilkan emisi karbon terbesar?

A Pembangkit listrik tenaga angina

B Pembangkit listrik tenaga air

C Pembangkit listrik tenaga matahari

D Pembangkit listrik tenaga uap batubara

5 Berikut merupakan prosedur aman menggunakan listrik, kecuali ?

A Tidak memegang lubang stop kontak atau sambungan kabel yang terbuka

B Menghindari air dan kondisi tangan yang basah saat ingin menyambung atau melepas sambungan kabel dengan stop kontak

C Membiarkan kabel tetap pada stop kontak meski tidak digunakan

D Selalu memperhatikan peringatan penggunaan listrik pada alat listrik

6 Pada saat anda terkena sengatan listrik efek kejutan yang diterima juga berbeda beda tergantung pada kuatnya arus listrik Apa efek kejutan yang dirasakan pada saat menerima arus listrik dengan kekuatan 0 001 A ?

A Terasa nyeri

B Geli

C Serangan jantung

D Kesulitan bernapas

7 Apakah efek dari emisi karbon yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terhadap bumi ?

A Menghalangi pandangan

B Membuat pepohonan mati terkena racun emisi

C Menyebabkan terjadinya global warming

D Menyebabkan terjadinya kerusakan mesin pesawat saat terkena emisi di udara

Listrik Dinamis

8 Berikut adalah upaya penghematan listrik, kecuali ?

A Mematikan perangkat elektronik jika tidak digunakan

B Menggunakan timer pada AC

C Menyalakan lampu pada waktu tidur

D Mengurangi penggunaan mesin cuci

9 Pada kisaran berapa kuat arus listrik yang mengenai manusia dapat menga kibatkan serangan jantung?

A < 0,01

B 0,01 0,025

C 0,05 0,25 D 0,50 100

10 Apa yang terjadi jika listrik pada rumah mengalami arus pendek, kecuali?

A Terjadi kebakaran

B Terjadi ledakan

C Tidak terjadi apa apa

D Terjadi pemadaman listrik

Uji kompetensi dan latihan soal diatas juga dapat diakses melalui link berikut : https://docs google com/forms/d/e/1FAIpQLSdqi40g9fM1CeJ9DCXglqq2Aah hLZBVwioUl5wLpyerXCg6Nw/viewform?usp=sf link

C. Modul Praktikum “ Pembangkit Listrik Tenaga Air Sederhana”

1 Judul Percobaan

Pembangkit Listrik Tenaga Air Sederhana

2 Tujuan Percobaan

Untuk mengetahui hubungan kecepatan aliran air terhadap kuat arus listrik yang dihasilkan oleh alat PLTA sederhana

3 Alat dan Bahan Percobaan

Stick es krim

Gunting Generator Lampu LED Lem Korea

Kabel Listrik Kecil Kincir Air Sederhana Cutter atau silet Bak

4. Prosedur kerja Konsep Listrik Dinamis

Siapkan alat alat dan bahan diatas Kemudian atur plat aluminium agar bisa menjadi tempat air mengalir dengan lengkungan dan kemiringan yang tepat Jika sudah, cara merangkai pembangkit listrik tenaga air mini adalah letakkan generator pada rangkaian..

Setelah itu, solder 2 buah kabel pada 2 titik aliran listrik yang ada pada dinamo. Kemudian sambung kabel dengan sebuah penjepit buaya.

Jepit lampu LED dengan kabel, dimana kabel berada, hubungkan. Kemudian letakkan kincir, sistem, dan 2 buah karet gelang orin pada sistem dengan kuat jangan sampai goyang, cek sekali lagi Cara mencegah goyang bisa dengan menambahkan penahan As terbuat dari tembaga kemudian masukkan ke dalam lubang yang telah dibor

Sebelum mulai dialiri air, silakan uji terlebih dahulu, caranya putar kincir menggunakan tangan, lihat apakah lampu LED menyala atau tidak

5. Tabel Pengamatan

6 Pembahasan 7 Kesimpulan Kesimpulan menjawab tujuan percobaan

Pembahasan ini berisi mengenai penjelasan tabel hasil data pengamatan yang telah dilakukan

Dinamis

D I N A M I S LISTRIK

DalamKehidupanSehari-hari