Listrik
Pelajari muatan, arus, tegangan, dan hambatan, lalu hukum Ohm, rangkaian seri dan paralel, daya, tagihan listrik, serta keselamatan. Di laboratorium rangkaian, kamu bisa merangkai baterai, lampu, resistor, sakelar, dan sekring. Besar arus di setiap bagian langsung dihitung saat kamu merangkainya.
Tentang kursus ini
Benjamin Franklin bisa melihat pengaruh muatan listrik tanpa mengetahui penyebabnya. Pada tahun 1700-an, ia memilih jenis muatan yang disebut positif, tanpa bisa melihat elektron. Pilihannya kemudian membuat elektron digolongkan bermuatan negatif. Pilihan lama itu masih dipakai: arah arus yang kita gambar pada rangkaian adalah arah gerak muatan positif, berlawanan dengan arah gerak elektron yang sebenarnya dalam kawat. Satu elektron membawa muatan 1.602176634 × 10⁻¹⁹ coulomb, jadi satu coulomb setara dengan sekitar 6.24 miliar miliar elektron.
Tujuh unit dimulai dengan Muatan listrik, lalu Arus, tegangan, dan hambatan. Aki truk yang mengalirkan 720 coulomb melalui motor starter dalam 4 detik menghasilkan arus 180 ampere. Berikutnya kamu mempelajari Hukum Ohm, lalu Rangkaian seri: dua lampu 12 Ω yang terhubung ke baterai 6 V masing-masing mendapat 3 V. Dalam Rangkaian paralel, lampu yang sama masing-masing menarik 0.5 A, sehingga baterai memasok 1 A. Lalu ada Daya listrik dan tagihan listrik: lampu 60 W yang menyala selama 1000 jam memakai 60 kWh, atau $7.20 dengan tarif 12 sen per kWh. Dalam unit terakhir, Keselamatan listrik, kamu mengetahui bahwa arus 10 hingga 20 mA melalui tubuh bisa membuat tangan tidak mampu melepaskan kawat. Di laboratorium rangkaian, kamu menyusun baterai, lampu, resistor, sakelar, dan sekring, lalu melihat perhitungan setiap arus. Buka sakelar untuk melihat lampu padam pada rangkaian seri tetapi tidak pada paralel, atau tutup jalur untuk membuat hubungan singkat.
Ohm melakukan percobaan pada 1825 dan 1826 memakai jarum magnet yang digantung di dekat kawat karena amperemeter belum ditemukan. Ia menerbitkan hukumnya pada 1827. Menurut Smithsonian Libraries, karyanya semula dicemooh.
Sebelum mulai
Hukum Ohm adalah persamaan satu baris, dan di unit seri dan paralel, hambatan dijumlahkan dan dibagi, jadi aljabar di Persamaan linear mencakup yang kamu perlukan. Melihat sekilas Atom membantu untuk unit pembuka tentang elektron dan muatan.
Setelah selesai
Setelah selesai, kamu bisa menghitung arus dari muatan dan waktu, memakai hukum Ohm untuk mencari hambatan atau arus, dan menghitung total resistor secara seri dan paralel. Kamu juga bisa mengubah watt dan jam menjadi kilowatt-jam dan tagihan, mengatakan mengapa dua lampu seri menyala lebih redup daripada satu, dan menjelaskan apa yang dilakukan sekering dalam rangkaian.
- 1Muatan listrikBesar muatan satu elektron adalah 1.602176634 × 10⁻¹⁹ coulomb, sehingga satu coulomb setara dengan besar muatan sekitar 6.24 miliar miliar elektron.
- 2Arus, tegangan, dan hambatanAki truk yang mengalirkan 720 coulomb melalui motor starter dalam 4 detik menghasilkan arus 180 ampere.
- 3Hukum OhmLampu depan mobil yang menarik arus 2.50 A dari aki 12.0 V memiliki hambatan 12.0 ÷ 2.50 = 4.80 Ω.
- 4Rangkaian seriDua lampu 12 Ω yang dirangkai seri pada baterai 6 V masing-masing mendapat 3 V dan 0.25 A. Daya setiap lampu hanya seperempat daya satu lampu yang dipasang sendirian.
- 5Rangkaian paralelDua lampu 12 Ω yang dipasang berdampingan pada 6 V masing-masing menarik 0.5 A, sehingga baterai memasok 1 A: dua kali arus untuk satu lampu.
- 6Daya listrik dan tagihan listrikLampu 60 W yang menyala selama 1000 jam menggunakan 60 kWh; dengan tarif 12 sen per kWh, biayanya $7.20.
- 7Keselamatan listrikArus sekitar 10 hingga 20 mA melalui tubuh bisa membuat tangan mencengkeram kawat tanpa bisa dilepaskan. Hambatan tubuh orang yang basah kuyup bisa hanya 10 kΩ.
Sumber kursus ini (14)
- OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 18.1 Static electricity and charge (amber and the Greek word elektron, like charges repel, glass and silk, Franklin)
- 20.1 Current (I = ΔQ/Δt, 1 A = 1 C/s, truck battery 720 C in 4.00 s, calculator 0.300 mA, conventional current traced to Franklin, drift speed of order 10⁻⁴ m/s, 12-gauge copper wire 2.053 mm, copper density 8.80 × 10³ kg/m³)
- 20.2 Ohm's law (Ohm first showed I ∝ V by experiment, ohmic materials, headlight 12.0 V and 2.50 A = 4.80 Ω, dry person hand to foot about 10⁵ Ω)
- 20.3 Resistance and resistivity (Table 20.1: silver 1.59, copper 1.72, gold 2.44, aluminium 2.65, tungsten 5.6, iron 9.71, nichrome 100, all × 10⁻⁸ Ω·m; headlight cold 0.350 Ω)
- 20.4 Electric power and energy (P = IV = V²/R = I²R, kWh, 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J, 60 W bulb for 1000 h at 12 cents per kWh = $7.20, 15 W CFL)
- 20.6 Electric hazards and the human body (thermal and shock hazards, short circuit 120 V across 0.100 Ω = 144 kW, worn cord 2.00 Ω at 10.0 A = 200 W, fuses and circuit breakers, Table 20.3 shock effects, dry skin 200 kΩ, wet 10.0 kΩ)
- 21.1 Resistors in series and parallel
- 21.2 Electromotive force and internal resistance
- 21.3 Kirchhoff's rules
- 23.8 Electrical safety (three-wire system, earth/ground wire, double insulation, GFI trips above 5 mA)
- NIST CODATA elementary charge 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C exact (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?e)
- Safety text is general information, not advice for working on mains wiring. Linda Hall Library, Scientist of the Day: Georg Ohm (lindahall.org/about/news/scientist-of-the-day/georg-ohm, experiments 1825 and 1826 with a compass needle, Die galvanische Kette 1827)
- Smithsonian Libraries, Die galvanische Kette (library.si.edu/digital-library/book/diegalvanischeke00ohmg, first publication of Ohm's law, ridiculed at first)
- IEC 60038:2009 standard voltages (230 V grew out of 220 V and 240 V systems; 220 V still used).
Diperiksa: 2026-10-17