Halo semuanya, jumpa lagi bersama saya, Christian Sutantio, di channel Jendela Science. Channelnya buat kalian yang ingin memahami pelajaran Matematika, Fisika, dan Kimia untuk tingkat SMA. Di video ini kita akan membahas pelajaran Fisika SMA kelas 12, yaitu tentang listrik dinamis atau rangkaian arus searah.
Dan kita masuk ke part 2, yaitu tentang rangkaian resistorseri dan paralel, serta energi dan daya listrik. Ya, part ini merupakan lanjutan dari part sebelumnya, jadi pastikan kalian tonton terlebih dahulu part sebelumnya. Link playlist untuk bab ini saya taruh di sebelah kanan atas ini, atau juga saya taruh di deskripsi untuk melihat videonya. Untuk mendapatkan pemahamannya lengkap, pastikan tonton terus video ini dari awal hingga akhir.
Sebelum kita mulai, jangan lupa klik subscribe dengan menekan tombol merah di sebelah kanan bawah ini, dan jangan lupa pencet bell-nya agar kalian tidak ketinggalan video-video terbaru. dari kami. Oke, langsung kita mulai ya. Berikutnya kita masuk ke susunan resistor. Beberapa dari kalian mungkin sudah kenal ini waktu di SMP ya, kelas 9. Yaitu ada 2 macam susunan resistor.
Yang pertama seri, yang kedua paralel. Seri itu artinya dia berjajar. Kalau paralel itu berjabang.
Oke, kita bahas ini lebih dalam lagi. Kalau susunan seri itu, prinsipnya adalah I-nya sama, V-nya di jumlah. Arusnya sama, V-nya di jumlah.
Jadi di sini, arus yang melalui resistor 1 atau I1 sama dengan arus yang melalui resistor 2 sama dengan I2. Dan sama dengan I3 juga. Sama dengan I secara total, secara keseluruhan.
Tapi kalau V-nya nggak sama, V-nya di jumlah. V sama dengan V1 plus V2 plus V3 dan seterusnya plus V4 plus V5 kalau yang disusun seri lebih dari 3. Nah, V sebanding dengan R. Dari mana kok sebanding dengan R?
Ingat tadi, V kan I kali R. Berarti kalau V1 kan I1 kali R1 banding I2 kali R2 banding I3 kali R3. Nah, karena I1, I2, I3 itu sama, berarti kan boleh dicoret anggapannya.
Jadi langsung tinggal R1 banding R2 banding R3 dan seterusnya. Nah, kemudian kita kembangkan rumus ini ya. V sama dengan V1 plus V2 plus V3 dan seterusnya ya.
Nah, di sini V itu apa? V itu I kali R. Saya tulis di sini I kali R.
I kali R. Sama dengan V1 berarti I1 kali R1, V2 I2 kali R2, V3 I3 kali R3. Oke, nah karena I itu sama, I1 sama dengan I2 sama dengan I3 sama dengan I, berarti I1 I2 I3 di sini boleh saya ganti, sehingga akan menjadi IR sama dengan IR1 plus IR2 plus IR3. Kemudian IR sama dengan, karena ini sama-sama I, I bisa kita keluarkan dari kurung.
I dalam kurung R1 plus R2 plus R3. Sehingga didapatkanlah rumus seperti ini. R sama dengan R1 plus R2 plus R3 ya, karena I-nya bisa kita coret.
Paham ya? Jadi rumus yang kalian kenal sama ini, oh kalau seri itu dijumlah R-nya, kalau paralel itu diseber, ya asalnya adalah seperti ini. Oke, kita lanjut ke paralel sekarang. Kalau paralel kebalikan dari seri.
Paralel itu V-nya yang sama, tegangannya yang sama, arusnya di jumlah. V pada resistor 1 sama dengan V pada resistor 2 sama dengan V pada resistor 3 sama dengan V total. I-nya di jumlah.
I1 itu I yang lewat sini ya, yang percabangan yang sebelah sini. I2 itu yang lewat resistor 2 dan I3 yang lewat sini, yang lewat R3. I sama dengan I1 plus I2 plus I3 dan seterusnya. Nah, karena I itu sama dengan V per R, maka I1 kan V1 per R1 banding V2 per R2 banding V3 per R3. Karena V1, V2, V3 sama, dianggap V. Jadi, V per R1 banding V per R2 banding V per R3.
V-nya boleh dicoret, jadi tinggal 1 per R1 banding 1 per R2 banding 1 per R3. Nah, ini rumus yang penting. I1 banding I2 banding I3 sama dengan 1 per R1 banding 1 per R2 banding 1 per R3. Ini khusus di paralel. Jadi, khusus di paralel.
I itu berbanding terbalik dengan R. Jadi semakin besar hambatannya, semakin kecil arusnya. Oke?
Nah, dengan cara yang sama, kita juga bisa buktikan rumus resistor paralel seperti ini. Dari mana rumus ini? I sama dengan I1 plus I2 plus I3. Kita coba ya. I itu apa?
Itu V per R ya. Jadi kan V per R sama dengan V1 per R1 ditambah V2 per R2 ditambah V3. per R3. Nah, karena di dalam susunan resistor paralel itu V1 sama dengan V2, sama dengan V3, sama dengan V, sehingga di sini V per R sama dengan V per R1 ditambah V per R2, ditambah V per R3. Jadi V1, V2, V3 boleh saya ganti dengan V. Nah, kemudian V di ruas kanan itu dikeluarkan dari kurung menjadi V dalam kurung apa?
Seper R1 plus seper R2. Ditambah super R3. Kalau kita coret V-nya, akan menjadi rumus seperti ini. Oke, paham ya?
Berikutnya kita ke energi dan daya listrik. Energi listrik itu dilambangkan sebagai W. W rumusnya V dikali Ki.
W itu energi listrik, V itu beda potensial atau tegangan dalam volt, Ki itu muatan listrik dalam kulom. Nah, kemudian tadi, menurut hukum kulom, itu kan I sama dengan Ki per T. I sama dengan Ki per T.
Berarti boleh kita ubah Ki sama dengan I kali T. Jadi, kalau misalkan V kali Ki, Kinya boleh kita pecah menjadi I kali T. Jadi, W sama dengan V I. T. Paham ya sampai sini ya? I itu arus, T itu waktu.
Kemudian, menurut hukum Ohm, V itu apa? V itu I kali R, ya kan? Jadi V di sini bisa kita pecam, jadi I kali R kali I kali T.
I kali R kali I berarti sama-sama I, I dikali I jadi I kuadrat, I kuadrat R T. Oke? Dari sudut pandang yang berbeda, kita juga bisa ubah I sama dengan V per R. Jadi di sini, I yang ada di VIT ini kita ubah jadi V per R. Jadi V per R kali T. Berarti V kuadrat per R kali T.
Paham ya? Nah, ada 4 rumus-rumus mana yang dipakai. Kalian harus ingat semuanya.
Karena tergantung nanti dari apa yang diketahui di soal. Oke? Berikutnya, daya.
Daya itu adalah energi dibagi waktu. W per T. Oke?
Jadi kalau misalkan W sama dengan VIT, maka P sama dengan VIT per T. T-nya kecoret, tinggal VI. Kalau W-nya sama dengan I kuadrat RT, berarti P sama dengan I kuadrat RT per T. T-nya kecoret, jadi I kuadrat R saja.
Dan yang terakhir, kalau W sama dengan V kuadrat per R kali T, kalau P sama dengan V kuadrat per R kali T dibagi T, berarti T-nya kecoret, tinggal V kuadrat per R. Oke, paham ya? Nah, di sini kita langsung ke contoh soal. Dari rangkaian resistor di samping, tentukan hambatan pengganti. Kemudian kuat arus masing-masing resistor.
Yang ketiga, beda potensial ujung-ujung R4, resistor 4 ini ya. Kemudian daya yang diserap R1, dan yang terakhir energi yang diserap rangkaian selama 8 menit. Jadi langkah pertama adalah kita hitung hambatan penggantinya berapa.
Nah, hambatan penggantinya kita lihat di sini. Di sini ada resistor R1, kemudian ada R2, R3, R4 ini dihubungkan secara paralel. Untuk menghitung hambatan pengantinya, kita harus menghitung hambatan pengganti paralel untuk R2, R3, dan R4 terlebih dahulu.
Oke, jadi kita langsung jawab di sini. Misalkan ya, seper Rp sama dengan seper R2 ditambah seper R3 ditambah seper R4. Ini kan kalau paralel kan diseper ya.
Jadi seper R2, R2 berapa? 20 Ohm. Jadi seper 20 ditambah R3 berapa?
30 berarti seper 30, R4-nya 60 berarti... 60 seperti ini. Oke, kita samakan penyebutnya menjadi 60 semua ya.
Plus 60 plus per 60. Berarti ini 3, ini 2, ini 1. Atau kalau kita hitung 6 per 60. 6 per 60 berarti 1 per 10. Karena 1 per RP sama dengan 1 per 10 berarti kita bisa nemu RP-nya sama dengan 10 Ohm. 10 Ohm ini apa? 10 Ohm ini adalah hambatan pengganti dari R2, R3, dan R4.
Ya, jadi untuk menghitung hambatan pengganti total, kita harus jumlahkan antara Rp dengan R1. Kenapa kok di jumlah? Karena antara Rp dan R1 ini adalah seri.
Ngerti ya? Jadi Rp ini seperti R2, R3, R4 ini diganti oleh hanya satu hambatan saja di sini. Kita langsung cari di sini, berarti R total sama dengan R1 plus Rp. Berarti 10 Ohm ditambah 10 Ohm sama dengan 20 Ohm.
Oke, ngerti ya? Jadi hambatan pengganti sudah ketemu, yaitu sebesar 20 ohm. Paham sampai sini? Selanjutnya kita ke soal B, yaitu kuat arus pada masing-masing resistor. Oke, nah kalau kalian lihat di sini, arus itu kan keluar dari kutub positif baterai, berarti di sini kan.
Kemudian melewati R1, setelah melewati R1 dia berjabang 3. Ada yang melewati R2, ada yang melewati R3, dan ada yang melewati R4. Setelah melewati hambatan R2, R3, dan R4, maka arus ini akan menyatu lagi kembali ke sini, ke kutub negatif baterai. Jadi arah arusnya kita misalkan yang keluar dari kutub positif baterai kita misalkan I.
Artinya apa? Selama dia belum bercabang, akan tetap I. Jadi arus yang melalui resistor 1 ini juga I.
Baru setelah melalui titik percabangan, dia membelah ke atas, ke tengah, sama ke bawah. Oke, saya misalkan ini. Yang ke atas yang melalui R2 ini disebut I1. Yang melalui R3 kita sebut I2. Dan yang melalui R3 kita sebut I2.
R4 kita sebut I3. Oke, pertanyaannya adalah kuat arus pada masing-masing resistor. Jadi kita harus hitung semuanya. I berapa, I1 berapa, I2 berapa, I3 berapa. Yang pertama adalah kita hitung I-nya secara total dulu.
Jadi kita jawab yang B ya di sini ya. Nah, I total berarti kan kita pakai rumus V total sama dengan I total. I total kita tulis I saja ya, dikali R total. V totalnya ya, punya baterai ini ya.
Jadi 24V ini V total. 24 sama dengan ini dicari R totalnya dari berapa 20 Om terlihat di 20 sehingga ini adalah 24 per 20 atau kalau kita itu hasilnya adalah 1,2 ampere Oke paham ya Nah kemudian kita hitung I1 I2 I3 ya kalau kalian ingat di rumus sebelumnya I1 banding I2 banding I3 sama dengan Seper R1 banding seper R2 banding seper R3. Seperti itu kan? Nah, tapi kita lihat, kita modifikasi.
I1 di sini maksudnya adalah I yang melalui R1. Tapi di sini I1 ini bukan melalui R1, tapi melaluinya R2. Lihat ini ya.
I2 melaluinya R3 dan I3 melalui R4. Berarti rumus ini kita modifikasi dulu sebelum nanti kita melangkah lebih jauh dan salah. Jadi I1 banding I2 banding I3.
Jadi yang lewat sini banding yang lewat sini banding yang lewat sini sama dengan seper resistor yang dilalui oleh I tersebut. Jadi di sini I1 kan melaluinya R2. Jadi kita hapus ini. Menjadi seper R2 banding seper R3 banding seper R4.
Oke kalau sudah betul kita masukkan. I1 banding I2 banding I3 seper R2 seper 20 ya. 1 per R3, 1 per 30, 1 per R4, 1 per 60. Oke, kita kalikan 60, berarti sama dengan 3 banding 2 banding 1. Ya, 60 bagi 20 kan 3, 60 bagi 30 kan 2, 60 per 60, 1. Oke, jadi kita bisa dapatkan I1, I2 banding I3 sama dengan 3 banding 2 banding 1. Ini yang saya terangkan tadi. Kita lihat, yang lewat atas kan 20 ohm hambatannya, kemudian 30 ohm, kemudian 60 ohm. Semakin besar hambatannya, I-nya semakin kecil.
Lihat perbandingannya, 3 banding 2 banding 1. Jadi, I yang lewat ke atas, yang I1 itu paling besar. Kemudian disusul oleh I2, dan yang paling kecil adalah I3. Semakin besar hambatan, semakin kecil arus. Dan sebaliknya, semakin kecil hambatan, semakin besar arus.
Nah, di sini kita baru dapat perbandingannya saja. Bagaimana kita menghitung arus masing-masing? Kita lihat lagi, di sini I total tadi 1,2 ampere. Kalau kalian lihat, I kan pecah menjadi I1, I2, dan I3. Karena I pecah menjadi I1, I2, dan I3, kita bisa tulis kalau I itu sama dengan penyumlahannya, yaitu I1 plus I2 plus I3.
Nangkep ya? Jadi di sini kita bisa simpulkan bahwa I1... Itu sama dengan perbandingannya I1 berapa? Perbandingannya I1 adalah 3. Oke?
Dibagi perbandingan total. Perbandingan total 3 tambah 2 tambah 1. Berapa? 6. Dikali I total. I totalnya berapa? 1,2.
Sama dengan? Kita coret dulu, ini 2, ini 1, berarti 0,6 ampere. Analoginya mirip seperti ini. Saya kasih contoh misalkan di soal-soal SD ya.
Umur anak dibanding umur ayah 2 banding 5. Jumlah umur mereka 70. Berarti berapa umur anak? 2 per 7 kan? Kali 70. Perbandingannya anak dibagi perbandingan total dikali umur total.
Berapa umur ayah? 5 per 7 kali 70. Perbandingannya ayah dibagi perbandingan total dikali umur total. Ini mirip seperti itu.
Berapa I1? Perbandingannya I1 dibagi perbandingan total dikali arus total. Arus total itu berarti I yang 1,2 ampere itu.
Ngerti ya? Jadi I2... Sama dengan 2 per 6 kali 1,2. Atau berapa?
0,4 ampere. Dan I3 sama dengan 1 per 6 kali 1,2. Sama dengan berapa?
0,2 ampere. Ngerti ya? Nilai dari I yang besar ini 1,2 ampere. Kemudian I1 ini sebesar 0,6 ampere.
Terus I2 nya 0,4A dan I3 nya 0,2A. Kalau kalian jumlahkan 0,6, 0,4 dan 0,2 itu akan menjadi 1,2. Oke, paham sampai sini?
Kalau sudah, kita ke soal C. Nah, di soal C, kita disuruh menghitung beda potensial ujung-ujung R4. Ya, ujung-ujung R4. R4 itu di mana? R4 itu di sini ya.
Beda potensialnya, berarti V di sini. V-nya di sini berarti I dikali R, kan? Iya, Pak.
I3 kali R4. Ya, jadi gampang saja. Jadi, V sama dengan I3 dikali R4. I3 nya 0,2, R4 nya 60 ohm. Jadi langsung ketemu 12 volt.
Lalu selanjutnya, daya yang diserap oleh R1. R1 dimana? Disini. Jadi daya kita pakai rumus, kan ada banyak rumus tuh. Kita pakai yang I sama R aja.
Jadi tipsnya kalau menghitung daya di rangkaian tuh pakai P sama dengan I2R. Kan tadi ada banyak rumus ya. Ada V kali I, ada V2 per R, ada V per T.
Kita pakai yang I2R. Oke, jadi di sini P sama dengan I kuadrat dikali apa? Dikali R1. Jadi I kuadratnya berarti 1,2 kuadrat dikali R1 10 ohm. Berarti 1,44 kali 10 hasilnya adalah 14,4 satuannya Watt.
Dan yang terakhir, energi yang diserap rangkaian selama 8 menit. Sama rumusnya, kita pakai W sama dengan I kuadrat. RT.
Ya, tadi kan ada banyak ya, ada VIT, ada V kuadrat per R kali T. Ini kita pakai yang I kuadrat RT. Oke?
Jadi kita masukkan 1,2 kuadrat dikali R. R-nya apa? R total, karena hambatannya diserap rangkaian. Berarti total kita masukkan yang 20 ohm. 20 dikali T.
T-nya adalah 8 menit di sini. Kita jadikan sekon, berarti 8 kali 60. Berarti... 1,4420 x 8, 160 x 60, 9600. Kalau dihitung hasilnya adalah 13.824 Joule.
Oke, paham ya sampai sini ya. Ya, sekian untuk video kali ini. Thank you for watching. Jika kalian suka, silakan like dan share video ini. Jika ada saran, kritik, dan masukan, bisa kalian tulis di kolom komentar.
Sampai jumpa di video selanjutnya.