Kamu tentunya mempunyai banyak pengalaman dalam memanfaatkan listrik. Setiap waktu kamu menghidupkan lampu, radio, televisi, kendaraan bermotor, atau menyalakan lampu senter, ini semua memanfaatkan listrik. Bagaimana listrik dapat mengalir? Untuk dapat menjawab pertanyaan tersebut, lakukan Kegiatan 6.5 di bawah ini.
kegiatan 6.5 manakah yang terbaik?
Apa yang Kamu Butuhkan:
Dua buah senter, masing-masing lengkap dengan 3 buah baterai.
Apa yang kamu lakukan?
1. Masukkan 3 buah baterai secara bergantian pada senter 1 dengan susunan tiap-tiap kepala baterai dimasukkan lebih dahulu.
2. Masukkan 3 buah baterai lain pada senter 2, dengan susunan sebagaimana pada prosedur 1, namun 1 buah baterai yang terakhir dimasukkan “dibalik”.
3. Hidupkan kedua senter tersebut secara bergantian dengan menggerakkan saklar pada posisi hidup (on).
Catatan: disarankan menggunakan baterai yang di sekitar bagian positifnya terbuat dari isolator.
Analisis
1. Mengapa senter 1 hidup, tetapi senter 2 tidak hidup?
2. Apabila ketiga baterai pada senter 2 sekarang dikeluarkan dan disusun sebagaimana susunan pada prosedur 2, kemudian ujung-ujungnya dihubungkan pada sebuah lampu melalui kabel,
Baterai
Pernahkah kamu memperhatikan bahwa sebuah tape putarannya melambat setelah memainkan musik beberapa jam? Kamu kemungkinan juga pernah memperhatikan lampu senter yang cahayanya redup setelah digunakan lama. Barangkali kamu menganggap baterai-baterainya habis dan harus diganti. Beberapa peralatan listrik dapat dihubungkan ke stop-kontak listrik di dinding atau dapat menggunakan baterai untuk energi yang dibutuhkan untuk menjalankannya. Bagaimana baterai memungkinkan peralatan tersebut bekerja?
Baterai Sel Kering
Baterai yang paling kamu kenal dan banyak digunakan adalah baterai sel kering. Perhatikan sel kering yang ditunjukkan pada Gambar 6.28. Wadah atau kemasan seng dari sel kering tersebut membungkus pasta bahan kimia lembab dengan sebuah batang karbon padat dipasang di tengah. Batang karbon bekerja sebagai kutub positif dan wadah seng sebagai kutub negatif. Sel kering dapat bekerja sebagai sebuah pompa elektron karena sel tersebut mempunyai beda potensial antara terminal positif dan negatif. Apakah yang menyebabkan beda potensial ini?
Apabila dua kutub sebuah sel kering dihubungkan dalam suatu rangkaian, seperti dalam sebuah lampu senter, maka terjadi reaksi kimia yang melibatkan batang karbon, seng, dan beberapa bahan kimia di dalam pasta tersebut. Sebagai hasilnya, batang karbon tersebut kekurangan elektron dan menjadi bermuatan positif (+), sehingga membentuk kutub positif (+) sel kering tersebut.
Elektron-elektron yang mengumpul pada seng, membuat seng kelebihan elektron dan menjadi kutub negatif (-) sel kering tersebut. Perbedaan potensial antara dua terminal tersebut menyebabkan arus mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, seperti pada saat
Kamu dapat menghubungkan secara seri dua sel atau lebih menjadi satu untuk menghasilkan tegangan lebih tinggi. Dapatkah kamu menyebutkan sebuah alat listrik di rumah atau di sekolahmu yang memerlukan lebih dari satu sel kering untuk menjalankannya.
Baterai Sel Basah
Baterai dapat juga berupa hubungan seri sel basah. Sel basah, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.30, berisi dua plat yang terbuat dari logam yang berbeda yang dicelupkan di dalam suatu larutan asam sulfat.
Pernahkah kamu memperhatikan sel basah atau yang lazim juga disebut aki di bawah tutup mesin sebuah mobil? Kebanyakan aki mobil, terdiri dari rangkaian seri enam sel basah terbuat dari plat timah hitam dan dioksida timah hitam yang tercelup dalam larutan asam sulfat. Reaksi kimia dalam tiap-tiap sel menghasilkan suatu beda potensial sekitar 2 V. Apabila di dalam sebuah aki terdapat 6 sel basah, maka secara keseluruhan aki tersebut memberikan potensial total sebesar 12 V. Pada saat mobil berjalan, dinamo mobil membantu mengisi ulang aki sehingga beda potensial aki
tersebut menjadi tidak habis.
Mengukur Kuat Arus dan Tegangan
Sebuah ampermeter digunakan untuk mengukur kuat arus dalam suatu cabang atau suatu bagian dalam suatu rangkaian. Apabila Anda ingin mengukur kuat arus yang melalui hambatan, Anda harus menempatkan amperemeter secara seri dengan hambatan. Karena itu arus dalam rangkaian akan turun jika hambatan ammeter dinaikkan, maka hambatan sebuah ampermeter sebaiknya
sangat kecil.
Gambar 6.31 menunjukkan sebuah ampermeter ideal, hambatan nol pada meter ditempatkan secara paralel dengan hambatan 0,01 Ω. Hambatan amperemeter jauh lebih kecil daripada nilai hambatan luar. Arus akan menurun dari 1,0 A menjadi 0,9995 A. Alat lainnya dikenal sebagai voltmeter, yang digunakan untuk mengukur tegangan yang melewati beberapa bagian dalam suatu rangkaian. Untuk menentukan tegangan yang melewati sebuah hambatan, hubungkan voltmeter secara paralel dengan hambatan. Hambatan suatu voltmeter sebaiknya sangat besar, sehingga memungkinkan
perubahan arus dan tegangan dalam rangkaian kecil.
Perhatikan rangkaian seperti diperlihatkan pada Gambar 6.32. Sebuah ciri khusus voltmeter yang ideal terdiri atas hambatan nol pada meter yang disusun seri dengan hambatan 10 kW. Ketika hambatan ini dihubungkan paralel dengan RB, hambatan pengganti gabungannya jauh lebih kecil daripada RB saja. Jadi, hambatan total rangkaian menurun, sehingga menaikkan arus. RA tidak berubah, tetapi arus tetap naik, sehingga menaikkan tegangan yang melewati RA. Karena voltmeter dihubungkan dengan ujung ujung hambatan RB, maka tegangan antara ujung-ujung hambatan RB tersebut menjadi lebih menurun. Hambatan yang besar pada voltmeter memperkecil tegangan. Menggunakan voltmeter dengan hambatan 10. 000 W merubah
tegangan antara ujung-ujung RB dari 10 V menjadi 9,9995 V. Multimeter elektronik modern hambatannya sangat besar yakni 107W dan menghasilkan perubahan tegangan yang sangat kecil.
Pembacaan Nilai Arus Listrik pada Ampermeter
Langkah pembacaan harga arus listrik yang terukur pada ammeter adalah: (1) membaca skala yang ditunjuk oleh jarum penunjuk, (2) membagi harga yang ditunjuk oleh skala tersebut dengan harga skala maksimum, (3) mengalikan hasil bagi pada langkah (2) tersebut dengan harga batas ukur yang dipilih. Sebagai contoh, perhatikan ilustrasi Gambar 6.33. Apabila batas ukur yang di pilih 10 A, berarti harga maksimum adalah 10 A maka harga arus listrik yang terukur oleh amperemeter adalah:
(4/5) x 10 A = 8 A
atau (0,8/1) x 10 A = 8 A
Pembacaan Nilai Tegangan Listrik pada Voltmeter
Pembacaan nilai tegangan listrik yang terukur pada voltmeter dilakukan dengan cara membagi nilai yang ditunjuk oleh jarum penunjuk dengan skala maksimum yang sesuai pada voltmeter dan mengalikannya dengan batas ukur yang dipilih. Sebagai contoh, perhatikan ilustrasi Gambar 6.34. Apabila batas ukur yang di pilih 15 V, maka nilai tegangan listrik yang terukur oleh voltmeter adalah
(12/15) x 15 V = 12 V
atau
(4/5) x 15 V = 12 V
Mengukur Tegangan
Untuk mengukur tegangan hubungkan volt meter pada komponen yang tegangannya akan diukur. Hubungan demikian merupakan hubungan paralel. Terminal negatif meter harus dihubungkan ke sisi negatif dari rangkaian dan terminal positif meter harus dihubungkan ke sisi positif rangkaian. Gambar 6.35 memperlihatkan sebuah voltmeter yang dihubungkan untuk mengukur tegangan pada resistor.
