Halaman
Sumber Arus Listrik
153
SUMBER ARUS LISTRIK
Bab 9
Untuk dapat bergerak, mobil mainan
memerlukan tenaga penggerak. Tenaga itu
berasal dari baterai yang ada di dalamnya.
Pada baterai tersebut terjadi perubahan
energi kimia menjadi energi listrik. Baterai,
sebagai tempat pengubah suatu energi
menjadi energi listrik, dikenal sebagai
sumber arus listrik.
Fenomena perubahan suatu jenis energi
menjadi energi listrik itu akan kamu pelajari
pada bab ini. Pada bab ini kamu akan
mempelajari pengertian gaya gerak listrik
dan sumber arus listrik, dan penerapannya
dalam kehidupan sehari-hari.
Pretest
1. Kapankah terjadinya arus listrik?
2. Sebutkan sumber arus listrik DC yang sering kamu temukan
dalam kehidupan sehari-hari.
3. Alat ukur apakah yang diperlukan untuk mengukur arus listrik?
Sumber:
CD Clip Art
Kata-Kata Kunci
– gaya gerak listrik
– sumber arus listrik
– hambatan dalam
– tegangan jepit
154
Mari BIAS 3
Sumber Arus Listrik
155
A. GAYA GERAK LISTRIK
Pernahkah kamu memerhatikan tulisan 1,5 V pada baterai,
atau 6 V dan 12 V pada akumulator? Besaran 1,5 V, 6 V atau 12 V
yang tertulis pada badan baterai atau akumulator menunjukkan beda
potensial listrik yang dimilikinya. Hal itu sering disebut gaya gerak
listrik (GGL). Untuk membantumu memahami pengertian gaya ge-
rak listrik, perhatikan Gambar 9.1 dan perhatikan pula penjelasan-
nya.
Jika sakelar (sk) ditutup, elektron di kutub negatif baterai
akan bergerak melalui penghantar menuju kutub positif. Selama
dalam perjalanannya, elektron mendapat tambahan energi dari gaya
tarik kutub positif. Namun, energi itu akan habis karena adanya
tumbukan antarelektron; di dalam lampu tumbukan itu meng-
akibatkan filamen berpijar dan mengeluarkan cahaya. Sesampainya
di kutub positif, elektron tetap cenderung bergerak menuju ke kutub
negatif kembali. Namun, hal itu sulit jika tidak ada bantuan energi
luar. Energi luar tersebut berupa energi kimia dari baterai. Energi
yang diperlukan untuk memindah elektron di dalam sumber arus
itulah yang disebut gaya gerak listrik (GGL).
Pada Gambar 9.1 tegangan terukur pada titik AB (misalnya
menggunakan voltmeter) ketika sakelar terbuka merupakan GGL
baterai. Adapun tegangan terukur ketika sakelar tertutup merupakan
tegangan jepit. Nilai tegangan jepit selalu lebih kecil daripada gaya
gerak listrik. Tahukah kamu mengapa demikian?
B. SUMBER ARUS LISTRIK
Kamu sudah mengetahui bagaimana terjadinya arus listrik.
Selain itu kamu juga sudah mengenal komponen yang dapat mem-
bantu gerakan elektron dalam suatu rangkaian. Suatu komponen
yang berfungsi sebagai tempat untuk mengubah satu jenis energi,
misalnya energi kimia dan energi gerak, menjadi energi listrik disebut
sumber arus listrik. Contohnya baterai, akumulator, dan generator.
Tujuan belajarmu adalah
dapat:
menjelaskan konsep
gaya gerak listrik
(GGL) sumber arus
listrik.
Tujuan Pembelajaran
1. Apakah perbedaan antara GGL dengan
tegangan jepit?
2. Buatlah skema rangkaian untuk mengu-
kur tegangan pada setiap lampu yang
terdiri atas: dua lampu, sakelar, dua
voltmeter, dan dua buah baterai.
Tujuan belajarmu adalah
dapat:
menjelaskan susunan
dan cara kerja elemen
primer dan elemen
sekunder
Tujuan Pembelajaran
sk
AB
S
Gambar 9.1
Rangkaian
terbuka
156
Mari BIAS 3
Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus
listrik bolak-balik (AC) dan sumber arus listrik searah (DC). Sumber
arus listrik AC dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator. Ada
beberapa macam sumber arus searah, misalnya sel volta, elemen
kering (baterai), akumulator, solar sel, dan dinamo arus searah.
Elemen volta, batu baterai, dan akumulator merupakan sumber arus
searah yang dihasilkan oleh reaksi kimia. Oleh karena itu, elemen
volta, batu baterai, dan akumulator sering disebut elektrokimia.
Dikatakan elektrokimia sebab alat tersebut mengubah energi kimia
menjadi energi listrik.
Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan
elemen sekunder. Elemen primer adalah elemen yang setelah habis
muatannya tidak dapat diisi kembali. Contohnya elemen volta dan
batu baterai. Elemen sekunder adalah elemen yang setelah habis
muatannya dapat diisi kembali. Contohnya akumulator (aki). Pada
elemen volta, baterai, dan akumulator terdapat tiga bagian utama,
yaitu
a. anode, elektrode positif yang memiliki potensial tinggi,
b. katode, elektrode negatif yang memiliki potensial rendah,
c . larutan elektrolit, cairan yang dapat menghantarkan arus listrik.
Untuk lebih memahami prinsip kerja beberapa contoh
elektrokimia, ikutilah uraian berikut.
1. Elemen Volta
Elemen Volta dikembangkan pertama kali oleh Fisikawan
Italia bernama Allesandro Volta (1790-1800) dengan menggunakan
sebuah bejana yang diisi larutan asam sulfat (H
2
SO
4
) dan dua logam
tembaga (Cu) dan seng (Zn). Bagian utama elemen Volta, yaitu
a. kutub positif (anode) terbuat dari tembaga (Cu),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),
c . larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H
2
SO
4
).
Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan
lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua lempeng logam
itu dihubungkan melalui lampu, lampu akan menyala. Hal ini
membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika
lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan logam
tembaga maupun seng sehingga menghasilkan sejumlah elektron
yang mengalir dari seng menuju tembaga. Adapun, reaksi kimia pada
elemen Volta adalah sebagai berikut.
·
Pada larutan elektrolit terjadi reaksi
H
2
SO
4
→
2H
+
+ SO
2–
4
·
Pada kutub positif terjadi reaksi
Cu + 2H
+
→
polarisasi H
2
S
Gambar 9.2 Macam-macam
sumber arus listrik searah
S
Gambar 9.3 Elemen volta
aliran elektron
kutub-
kutub
tembaga
seng
gas hidrogen
larutan asam sulfat
encer
ion-ion yang
larut dalam
larutan
Sumber Arus Listrik
157
·
Pada kutub negatif terjadi reaksi
Zn + SO
4
→
ZnSO
4
+ 2e
Reaksi kimia pada elemen Volta akan menghasilkan
gelembung-gelembung gas hidrogen (H
2
). Gas hidrogen tidak dapat
bereaksi dengan tembaga, sehingga gas hidrogen hanya menempel
dan menutupi lempeng tembaga yang bersifat isolator listrik. Hal ini
menyebabkan terhalangnya aliran elektron dari seng menuju
tembaga maupun arus listrik dari tembaga menuju seng. Peristiwa
tertutupnya lempeng tembaga oleh gelembung-gelembung gas
hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi gas hidrogen pada
lempeng tembaga menyebabkan elemen Volta mampu mengalirkan
arus listrik hanya sebentar. Tegangan yang dihasilkan setiap elemen
Volta sekitar 1,1 volt. Penggunaan larutan elektrolit yang berupa
cairan merupakan kelemahan elemen Volta karena dapat membasahi
peralatan lainnya.
2. Elemen Kering
Elemen kering disebut juga baterai. Elemen kering pertama
kali dibuat oleh Leclance. Bagian utama elemen kering adalah
a. kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn),
c . larutan elektrolit terbuat dari amonium klorida (NH
4
Cl),
d. dispolarisator terbuat dari mangan dioksida (MnO
2
).
Baterai disebut elemen kering, karena elektrolitnya meru-
pakan campuran antara serbuk karbon, batu kawi, dan salmiak yang
berwujud pasta (kering). Batang karbon (batang arang) memiliki
potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah.
Jika kedua elektrode itu dihubungkan dengan lampu maka lampu
akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang
mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan
bereaksi dengan seng. Adapun, reaksi kimia pada batu baterai adalah
sebagai berikut.
·
Pada larutan elektrolit terjadi reaksi
Zn + 2NH
4
Cl
→
Zn
2+
+ 2Cl + 2NH
3
+ H
2
(ditangkap
dispolarisasi)
·
Pada dispolarisator terjadi reaksi
H
2
+ 2MnO
2
→
Mn
2
O
3
+ H
2
O
Reaksi kimia pada batu baterai akan menghasilkan
gelembung-gelembung gas hidrogen (H
2
). Gas hidrogen akan
ditangkap dan bereaksi dengan dispolarisator yang berupa mangan
dioksida (MnO
2
) menghasilkan air (H
2
O), sehingga pada batu baterai
tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus
listrik. Bahan yang dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen
S
Gambar 9.4
Susunan batu
baterai
tutup kuningan
batang
karbon
amonium
klorida
mangan
dioksida
dan karbon
pembungkus
terbuat dari seng
(kutub negatif)
+
–
158
Mari BIAS 3
disebut dispolarisator. Adanya bahan dispolarisator pada batu
baterai, menyebabkan arus listrik yang mengalir lebih lama. Setiap
batu baterai menghasilkan tegangan 1,5 volt. Elemen kering (batu
baterai) banyak dijual di toko karena memiliki keunggulan antara lain
tahan lama (awet), praktis karena bentuk sesuai kebutuhan, dan
tidak membasahi peralatan karena elektrolitnya berupa pasta
(kering).
3. Akumulator
Akumulator sering disebut aki. Elektrode akumulator baik
anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama
akumulator, yaitu
a. kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO
2
),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb),
c . larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H
2
SO
4
) dengan
kepekatan 30%.
Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling
bersisipan akan membentuk satu pasang sel akumulator yang saling
berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator.
Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel akumulator 2 volt.
Dalam kehidupan sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang diguna-
kan untuk menghidupkan starter mobil atau untuk menghidupkan
lampu sein depan dan belakang mobil. Akumulator 12 volt tersusun
dari 6 pasang sel akumulator yang disusun seri. Kemampuan
akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas aku-
mulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour (AH).
Kapasitas akumulator 50 AH artinya akumulator mampu mengalir-
kan arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa
pengisian kembali.
a. Proses Pengosongan Akumulator
Pada saat akumulator digunakan, terjadi perubahan energi
kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode dan
elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal dioksida
(PbO
2
) menjadi timbal sulfat (PbSO
4
). Perubahan yang terjadi pada
katode adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO
4
).
Adapun pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat
pekat menjadi encer, karena pada pengosongan akumulator ter-
bentuk air (H
2
O). Susunan akumulator adalah sebagai berikut.
a. Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO
2
).
b. Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb).
c . Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H
2
SO
4
) dengan
kepekatan 30%.
S
Gambar 9.5 Susunan satu
sel akumulator
timbal
dioksida
pelat
timbal
larutan asam
sulfat encer
Sumber Arus Listrik
159
Ketika akumulator digunakan, terjadi reaksi antara larutan
elektrolit dengan timbal dioksida dan timbal murni sehingga meng-
hasilkan elektron dan air. Reaksi kimia pada akumulator yang diko-
songkan adalah sebagai berikut.
· Pada elektrolit : H
2
SO
4
→
2H
+
+ SO
4
2–
· Pada anode: PbO
2
+ 2H
+
+ 2e + H
2
SO
4
→
PbSO
4
+2H
2
O
· Pada katode : Pb + SO
4
2–
→
PbSO
4
Pada saat akumulator digunakan, baik anode maupun katode
perlahan-lahan akan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO
4
). Jika hal
itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki potensial sama dan arus
listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menye-
babkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi
massa jenisnya. Keadaan ini dikatakan akumulator kosong (habis).
b. Proses Pengisian Akumulator
Akumulator termasuk elemen sekunder, sehingga setelah ha-
bis dapat diisi kembali. Pengisian akumulator sering disebut penye-
truman akumulator. Pada saat penyetruman akumulator terjadi
perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Perubahan yang terjadi
pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO
4
) berubah menjadi timbal
dioksida (PbO
2
). Perubahan pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO
4
)
berubah menjadi timbal murni (Pb). Kepekatan asam sulfat akan ber-
ubah dari encer menjadi pekat, karena ketika akumulator disetrum
terjadi penguapan air. Bagaimanakah cara menyetrum akumulator?
Untuk menyetrum akumulator diperlukan sumber tegangan
DC lain yang memiliki beda potensial yang lebih besar. Misalnya
akumulator 6 volt kosong harus disetrum dengan sumber arus yang
tegangannya lebih dari 6 volt. Kutub-kutub akumulator dihubungkan
dengan kutub sumber tegangan. Kutub positif sumber tegangan
dihubungkan dengan kutub positif akumulator. Adapun, kutub nega-
tif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub negatif akumulator.
Rangkaian ini menyebabkan aliran elektron sumber tegangan DC
berlawanan dengan arah aliran elektron akumulator.
Elektron-elektron pada akumulator dipaksa kembali ke elek-
trode akumulator semula, sehingga dapat membalik reaksi kimia pa-
da kedua elektrodenya. Agar hasil penyetruman akumulator lebih
baik, maka arus yang digunakan untuk mengisi kecil dan waktu
pengisian lama. Besarnya arus listrik diatur dengan reostat. Pada saat
pengisian terjadi penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepe-
katan asam sulfat dan permukaan asam sulfat turun. Oleh sebab itu,
perlu ditambah air akumulator kembali.
S
Gambar 9.6
Rangkaian
proses pengisian
akumulator.
160
Mari BIAS 3
1. Apakah yang dimaksud sumber arus
searah?
2. Apakah yang dimaksud kapasitas aki?
3. Apakah kelemahan elemen Volta?
4. Apakah perbedaan antara elemen pri-
mer dengan elemen sekunder?
5. Perubahan energi apakah yang terjadi
pada saat aki
a. digunakan,
b. disetrum.
Tujuan belajarmu adalah
dapat:
mengukur tegangan
antara kutub-kutub
sumber tegangan dan
tegangan jepit
(tegangan terpakai)
Tujuan Pembelajaran
Susunan akumulator yang akan disetrum (diisi) dalam
keadaan masih kosong, yaitu
a. kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbSO
4
),
b. kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (PbSO
4
),
c . larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H
2
SO
4
) encer.
Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu
·
pada elektrolit : H
2
SO
4
→
2H
+
+ SO
4
2–
·
pada anode : PbSO
4
+ SO
4
2–
+ 2H
2
O
→
PbO
2
+ 2H
2
SO
4
·
pada katode : PbSO
4
+ 2H
+
→
Pb + H
2
SO
4
Jadi, saat penyetruman akumulator pada prinsipnya meng-
ubah anode dan katode yang berupa timbal sulfat (PbSO
4
) menjadi
timbal dioksida (PbO
2
) dan timbal murni (Pb).
C. PENGUKURAN TEGANGAN LISTRIK
Kamu sudah mengetahui bahwa alat ukur lsitrik yang cukup
penitng, selain amperemeter, adalah voltmeter. Amperemeter
digunakan untuk mengetahui kuat arus listrik dalam suatu rangkaian
tertutup. Adapun, voltmeter digunakan untuk mengukur beda
potensial. Misalnya beda potensial antara kutub-kutub baterai atau
beda potensial di dua titik suatu rangkaian listrik.
Dalam suatu rangkaian, penggunaan voltmeter secara paralel.
Maksudnya, terminal positif voltmeter (berwarna merah) dihu-
bungkan dengan kutub positif batu baterai. Adapun kutub negatif
voltmeter dihubungkan dengan kutub negatif batu baterai.
Salah satu contoh penggunaan voltmeter yaitu pada
pengukuran gaya gerak listrik dan tegangan jepit suatu rangkaian.
Untuk lebih jelasnya, lakukan Kegiatan 9.1 secara berkelompok.
Sebelumnya, bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-
laki dan 2 perempuan.
S
Gambar 9.7
Voltmeter
Sumber:
Jendela Iptek
, 2001
Sumber Arus Listrik
161
Cara Kerja:
1. Rangkailah alat dan bahan yang tersedia seperti gambar.
2. Ukurlah tegangan baterai sebelum sakelar ditutup.
3. Tutuplah sakelar. Amatilah nyala lampu dan angka yang
ditunjukkan skala voltmeter.
4. Pasangkan lagi sebuah lampu secara seri terhadap lampu
pertama.
5. Tutuplah sakelar. Amatilah nyala kedua lampu dan angka
yang ditunjukkan skala voltmeter.
6. Catatlah hasil pengamatan kelompokmu pada tabel di buku
kerjamu.
7. Ulangilah cara kerja 1–5 dengan menambah baterai secara
seri.
Pertanyaan:
1. Lebih besar manakah antara gaya gerak listrik baterai dengan
tegangan jepitnya?
2. Bagaimanakah besar tegangan jepit untuk menyalakan lampu
yang berbeda?
3. Nyatakan kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.
Tujuan
: 1. Mengukur ggl elemen.
2. Mengukur tegangan jepit.
Alat dan Bahan:
– Lampu 1,5 V
– Sakelar
– Baterai
– Voltmeter
Perbedaan antara besarnya GGL dengan tegangan jepit me-
nimbulkan adanya kerugian tegangan. Baterai atau sumber arus
listrik lainnya memiliki hambatan dalam. Dalam suatu rangkaian,
hambatan dalam (
r
) selalu tersusun seri dengan hambatan luar (
R
).
Perhatikan Gambar 9.8.
Berdasarkan gambar, rumus Hukum Ohm dapat ditulis
sebagai berikut.
V
=
IR
E
=
I(R +r)
Untuk beberapa elemen yang dipasang secara seri berlaku
12
...
total
n
E
E
E
E
nE
= + ++ =
12
...
total
n
r
r
r
r
nr
=++ =
Sehingga
nE
I
R nr
=
+
I
E
1
, r
1
I
E
2
, r
2
E
n
, r
n
S
Gambar 9.9
Rangkaian elemen secara seri
R
r
E
S
Gambar 9.8
Hambatan
dalam
162
Mari BIAS 3
S
Gambar 9.10
Rangkaian
elemen secara paralel
E
1
, r
1
E
1
, r
2
E
1
, r
n
I
1. Dua baterai masing
1,5 V dengan ham-
batan dalam 0,5
Ω
dihubungkan ke
hambatan 14
Ω
.
Berapakah tegangan
jepitnya jika kedua
baterai dipasang seri?
Penyelesaian:
Diketahui:
E
= 1,5 V
n
= 2
r
= 0,5
Ω
R
= 14
Ω
Ditanyakan:
V
= ... ?
Jawab:
2 1, 5
14 2 0, 5
3
0, 2A
15
nE
I
R nr
=
+
×
=
+⋅
= =
Sehingga besar tegangan jepitnya
0, 2 A 14
2, 8 volt
V IR
= ⋅
=
× Ω=
Jadi kerugian tegangan atau tegangan yang hilang adalah
3 volt
2, 8 volt
0, 2 volt
EVU
V EU
= +
= −
=−=
Untuk beberapa elemen yang dipasang secara paralel berlaku
12
total
n
E EE E E
= = = =
1
12
1 11
1
...
total
n
total
r rr
r
r
r
n
= + ++
=
Sehingga
E
I
r
R
n
=
+
Keberadaan hambatan dalam itulah yang menyebabkan
menyebabkan kerugian tegangan. Kerugian tegangan dilambangkan
dengan
U
satuannya volt. Hubungan antara GGL, tegangan jepit,
dan kerugian tegangan dirumuskan.
E
=
V
+
U
dengan:
E
= gaya gerak listrik satuannya volt (V)
V
= tegangan jepit satuannya volt (V)
U
= kerugian tegangan satuannya volt (V)
Sumber Arus Listrik
163
2. Tiga buah lampu identik
dirangkai seperti
gambar berikut.
Sakelar manakah yang
harus ditutup agar
tegangan jepit lebih
besar? Mengapa?
Penyelesaian:
Diketahui:
L
1
=
L
2
=
L
3
Ditanyakan:
V
= ... ?
Jawab:
·
Jika
S
1
ditutup dan
S
2
dibuka tegangan jepitnya
2
1
1
LLS
VVV
+=
·
Jika
S
2
ditutup dan
S
1
dibuka tegangan jepitnya
2
S
V
=
3
L
V
Karena lampu sama, maka
V
1
=
V
2
=
V
3
, akibatnya
2
1
SS
VV
>
artinya tegangan jepit pada sakelar 1 (
S
1
) akan
menghasilkan tegangan yang lebih besar daripada sakelar
S
2
yang ditutup.
L
1
L
2
L
3
S
2
S
1
1. Sumber arus listrik adalah alat yang berfungsi sebagai tempat pengubah
suatu energi menjadi energi listrik. Sumber arus listrik searah contohnya
elemen Volta, batu baterai, akumulator, dan sel surya.
2. Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder.
Elemen primer adalah elemen yang jika beda potensialnya sama dengan nol
(habis) tidak dapat diisi kembali. Misalnya, elemen kering (batu baterai)
dan elemen Volta. Elemen sekunder adalah elemen yang dapat diisi kembali
jika beda potensialnya sama dengan nol, misalnya aki.
3. Elemen kering, yaitu elemen Volta dan aki yang dapat mengubah energi
kimia menjadi energi listrik.
4. Amperemeter yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dipasang
seri.
5. Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber
tegangan sebelum mengalirkan arus listrik.
6. Tegangan jepit adalah beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan
pada saat mengalirkan arus listrik.
7. Kerugian tegangan adalah besarnya tegangan yang hilang akibat adanya
hambatan dalam.
8. Untuk beberapa elemen yang dipasang seri akan menghasilkan kuat arus
sebesar
=
+
nE
I
R nr
9. Untuk beberapa elemen yang dipasang paralel akan menghasilkan kuat
arus sebesar
=
+
E
I
r
R
n
164
Mari BIAS 3
aki
:
elemen yang dapat mengubah energi listrik menjadi
energi
kimia atau sebaliknya.
amperemeter
:
alat untuk mengukur kuat arus listrik.
anode
:
elektrode yang bermuatan positif.
dispolarisator
:
bahan yang dapat menghilangkan polarisasi.
elektrode
:
kutub sumber tegangan yang memiliki beda
potensial.
elektrokimia
:
sumber arus listrik yang dihasilkan oleh reaksi
kimia.
elemen kering
:
elemen yang menggunakan larutan elektrolitnya
berupa pasta (kering).
hambatan dalam
:
hambatan yang terdapat di dalam suatu sumber arus
yang bersifat menghambat gerak elektron di antara
kutub-kutub.
katode
:
elektrode yang bermuatan negatif.
polarisasi
:
peristiwa tertutupnya lempeng tembaga oleh pada
elektrokimia gelembung-gelembung gas hidrogen.
voltmeter
:
alat untuk mengukur besar beda potensial atau
tegangan listrik.
Apabila kamu sudah membaca isi bab ini dengan baik, seha-
rusnya kamu sudah dapat mengerti tentang hal-hal berikut.
1. Gaya gerak listrik.
2. Sumber arus listrik.
3. Tegangan jepit.
Apabila masih ada materi yang belum kamu pahami, tanyakan
pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.
Sumber Arus Listrik
165
Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu
A. Pilihlah salah satu jawaban yang benar.
1.
Berdasarkan gam-
bar berikut, angka
yang ditunjukkan
voltmeter adalah
....
a. tegangan jepit
b. tegangan maksimum
c . tegangan sumber
d. tegangan minimum
2. Sebuah sumber tegangan beda potensial-
nya 24 volt artinya ....
a. sumber tegangan mengeluarkan energi
24 joule untuk mengalirkan arus listrik
2 ampere
b. sumber tegangan mengeluarkan energi
48 joule untuk memindahkan muatan 2
coulomb
c . sumber tegangan mengeluarkan energi
listrik 48 joule selama 2 detik
d. sumber tegangan berfungsi dengan
baik pada tegangan 24 volt untuk
mengalirkan muatan listrik 1 coulomb
3. Data alat:
1. akumulator
2. generator
3. elemen kering
4. dinamo
Alat di atas yang dapat menimbulkan
beda potensial DC adalah ...
a. 1, 2 dan 3
c . 2 dan 4
b. 1 dan 3
d. 4
4. Perhatikan gambar berikut.
Jika batas ukur amperemeter 1 A, besar
kuat arus yang terukur adalah ....
a. 5 A
c . 15 A
b. 10 A
d. 40 A
5. Bagian baterai yang ditunjukkan nomor 2
dan 3 adalah ....
a. karbon dan seng
b. amonium klorida
dan batang arang
c . mangan dioksida
dan karbon
d. mangan dioksida
dan amonium
klorida
6. Jika rangkaian berikut untuk mengukur
kuat arus pada lampu maka ....
a. P adalah sakelar dan Q adalah lampu
b. P adalah amperemeter dan Q adalah
lampu
c . P adalah voltmeter dan Q adalah
sakelar
d. P adalah amperemeter dan Q adalah
voltmeter
7. Kuat arus 3 A artinya ....
a. muatan listrik 300 C mengalir selama
100 menit
b. muatan listrik 1.800 C mengalir sela-
ma 10 menit
c . muatan listrik 3 C mengalir selama 6
menit
d. muatan listrik 9 C mengalir selama 3
menit
A
1
2
3
4
166
Mari BIAS 3
c . nyala lampu makin terang, jika te-
gangan makin besar
d. kuat arus makin besar, nyala lampu
makin terang
10. Lampu akan menyala paling terang bila
sakelar ....
a. S
1
dan S
2
ditutup, S
3
terbuka
b. S
1
, S
2
, dan S
3
tertutup
c.S
1
dan S
2
terbuka, S
3
tertutup
d. S
1
dan S
3
tertutup, S
2
terbuka
1. Perhatikan gambar berikut.
a. Jika sakelar S
1
ditutup dan S
2
terbuka
voltmeter menunjukkan 6 V, apakah
yang terukur pada voltmeter?
b. Jika sakelar S
1
dibuka dan S
2
ditutup
menunjukkan 5,6 V, apakah yang ter-
ukur pada voltmeter?
c . Berapakah kerugian tegangan bila sa-
kelar S
1
dibuka dan S
2
ditutup?
2. Apakah yang dimaksud gaya gerak listrik
(GGL)?
3. Bagaimanakah prinsip kerja elemen lis-
trik (primer dan sekunder)
4. Apa perbedaan proses pengosongan (pe-
makaian) akumulator dengan pengisian-
nya?
5. Empat buah baterai masing-masing 1,5V
dan hambatan dalamnya 0,5
Ω
. Berapa-
kah kerugian tegangannya jika baterai-
baterai itu dipasang secara paralel ke
hambatan 1 ohm?
3 V
4 V
6 V
12 V
0,24 A
0,32 A
0,48 A
0,72 A
Redup
Agak terang
Terang
Terang sekali
Sumber
tegangan
Kuat
arus
Nyala lampu
8. Tiga puluh batu baterai, masing-masing
1,5 V, disusun paralel akan menghasilkan
GGL total sebesar ....
a. 1,5 volt
c . 10 volt
b. 3,0 volt
d. 15 volt
9. Perhatikan tabel berikut.
Berikut ini yang bukan kesimpulan dari
tabel di atas adalah ....
a. nyala lampu tidak tergantung oleh te-
gangan dan kuat arus
b. nyala lampu tergantung tegangan dan
kuat arus
S
3
S
2
S
1
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas.
S
2
S
1
L
E