236

Click here to load reader

Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

KELAS 9

SMPN 1 SUKOREJOOleh : Evi Damayanti

Page 2: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Daftar Isi :BAB 1 : LISTRIK STATISBAB 2 : LISTRIK DINAMISBAB 3 : SUMBER ARUS LISTRIKBAB 4 : ENERGI DAN DAYA LISTRIKBAB 5 : KEMAGNETANBAB 6 : INDUKSI ELEKTROMAGNETIKBAB 7 : TATA SURYA

Page 3: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

BAB 1

LISTRIK STATIS

Page 4: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pengertian Listrik Statis

• atau Elektrostatika adalah listrik yang tidak mengalir.

Page 5: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Teori Atom• Atom terdiri dari partikel- partikel antara lain

1. Proton ( + )2. Elektron ( - )3. Neutron ( o )

• Proton dan Neutron membentuk inti atom yang dikelilingi oleh elektron

• Elektron dalam mengelilingi inti atom pada tingkat energi tertentu

• semakin jauh dari inti, energi elektron semakin kecil• Atom netral merupakan jumlah proton yang sama dengan

jumlah elektron• Atom bermuatan positif jika atom kekurangan elektron• Atom bermuatan negatif jika atom kelebihan elektron

Page 6: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Atom

Zat

Atom

Inti atom

elektron

Proton

Neutron

Partikel penyusun atom :

1. Proton bermuatan positif

2. Neutron tidak bermuatan

3. Elektron bermuatan negatif

Page 7: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Susunan partikel zat padat

Bila kita memotong zat padat menjadi dua, artinya kita memisahkan partikel-partikel zat tersebut

Bila kita ambil satu partikel dari penyusun zat, itulah yang kita kenal dengan atom

Page 8: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

LISTRIK STATIS

Mengapa penggaris plastik yang digosok-gosokkan pada rambut dapat menarik kertas-kertas kecil ?

Listrik Tidak Mengalir

Next

Sobekan kertas kecil

Penggarisplastik

Page 9: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pada saat sobekan kertas kecil netral didekati dengan penggaris plastik yang bermuatan listrik negatif, maka pada kertas terjadi peristiwa induksi listrik. Muatan negatif pada kertas menjauhi penggaris plastik sehingga pada bagian kertas yang dekat penggaris menjadi bermuatan listrik positif, karena sifat muatan listrik yang tidak sejenis maka kertas ketarik ke penggaris plastik

Sesaat ketika sobekan kertas menempel pada penggaris plastik , sebagian muatan negatif penggaris berpindah ke kertas, sehingga sobekan kertas menjadi kelebihan muatan negatif. Karena sifat muatan listrik yang sejenis maka sobekan kertas ketolak oleh penggaris plastik dan jatuh. Setelah sobekan kertas menyentuh meja maka muatan negatif kertas pindah kemeja ( dinetrakan ) dan sobekan kertas menjadi netral

Page 10: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

kaca yang digosok gosok dengan kain sutra maka kaca akan menjadi bermuatan listrik positif, karena elektron kaca pindah ke kain sutra

Menimbulkan muatan listrik pada benda dengan menggosokpada kaca dengan kain sutra

Page 11: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Plastik yang digosok gosok dengan kain wol maka plastik akan menjadi bermuatan listrik negatif, karena elektron kain wol pindah ke plastik

Menimbulkan muatan listrik pada benda dengan menggosokpada plastik dengan kain wol

Page 12: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Interaksi antara muatan listrik

Muatan sejenis bila didekatkan saling tolak menolak

ditolak

Page 13: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Interaksi antara muatan listrik

ditarik

Muatan tidak sejenis bila didekatkan saling tarik menarik

Page 14: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum Coulomb

Page 15: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Seorang fisikawan Perancis,Charles Augustin de Coulomb (1736-1806).Mencetuskan pernyataan Coulombyang disebut dengan Hukum Coulomb.Hukum Coulomb tersebut berbunyi sebagai berikut :

Page 16: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Besar gaya tarik atau tolak antara muatan sebanding dengan besar muatan masing masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan.

221

rqq

kF F = gaya coulomb ( N )q = muatan ( C )r = jarak ( m )k = ketetapan 9.109 Nm2/C2

Page 17: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh Soal• Berapakah gaya Coulomb yang timbul antara

dua muatan +2 C dan +4 C yang terpisah pada jarak 20 cm ?

Penyelesaian:Diketahui : q1 = +2 C

q2 = +4 C r = 20 cm = 0,2 m k = 9 x 10 9 Nm2/C2

Page 18: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Ditanya : F ?

Jawab : F = k x q1 x q2 r2

= 9 x 10 9 N m2/C2 x 2 C x 4 C ( 0,2 m2 )

= 9 x 10 9 N m2/C2 x 8 C2

4 x 10 – 2 m2

= 18 x 10 11 N

Jadi, gaya tolak - menolak antara kedua muatan yaitu 18 x 1011 Newton

Page 19: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Induksi Listrik

KesimpulanInduksi listrik adalah peristiwa pemisahan muatan listrik pada suatu benda ketika didekati benda bermuatan listrik

Netral

Apa yang terjadi pada muatan benda netral ketika didekati dengan benda bermuatan positif ?

Next

Page 20: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Memberi muatan listrik negatif pada benda dengan induksi

Netral

Benda netral bila diinduksi dengan benda bermuatan positif akan menjadi bermuatan negatif

BumiBermuatan negatif

Page 21: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Memberi muatan listrik positif pada benda dengan induksi

Netral

Benda netral bila diinduksi dengan benda bermuatan negatif akan menjadi bermuatan positif

Bumi

Bermuatan positif

Kesimpulan Jenis muatan benda yang terinduksi berlawanan dengan jenis muatan benda yang menginduksi

Page 22: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Elektoskop• Alat yang digunakan untuk mengetahui muatan listrik

pada benda.Kepala Elektroskop

konduktor

Daun Elektroskop

Dinding kaca

Page 23: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Prinsip kerja elektroskop :

pada saat elektroskop netral daun elektroskop tertutup

pada saat elektroskop bermuaan daun elektroskop terbuka

Page 24: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Memberi muatan listrik pada elektroskop dengan induksi

Netral Kepala elektroskop didekati benda bermuatan positif, elektron dari daun bergerak menuju kepala elektroskop dan daun elektroskop membuka

Kepala elektroskop disentuh tangan maka elektron dari bumi mengalir menuju elektroskop dan menetralkan daun elektroskop maka daun elektroskop menutup

Elektroskop menjadi bermuatan negatif karena menerima elektron dari bumi

Jenis muatan benda terinduksi berlawanan dengan jenis muatan benda yang menginduksi

Page 25: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Medan Listrik• Ruang disekitar muatan listrik yang masih

dipengaruhi oleh gaya listrikBenda uji bermuatan listrik q diletakkan didekat benda bermuatan listrik Q jika benda uji mendapat gaya, maka tempat dimana benda uji berada di dalam medan listrik benda bermuatan Q

Qq

E1

Semakin jauh letak benda uji dari benda bermuatan Q maka gaya pengaruhnya semakin kecil sehingga kuat medan listriknya semakin kecil

Q qE2

r1

r2

Page 26: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kuat medan listrik

Q q

rE

Benda bemuatan listrik Q didekatkan benda uji bermuatan q berjarak r Besar kuat medan listrik di titik benda uji adalah gaya listrik yang ditimbulkan benda bermuatan di bagi muatan uji

qrQqkE 2

qFE

2rQkE

E = medan listrik ( N/C )Q = muatan sumber ( C )q = muatan uji ( C )r = jarak dari benda ( m )F = Gaya ( N )

Page 27: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh Soal

• Berapa kuat medan listrik bila muatan q = 4 x 10 – 9 C mempunyai gaya coulomb 400 N.

Penyelesaian:Diketahui : q = 4 x 10 – 9 C

F = 400 N

Page 28: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Ditanya : E ?Jawab : E = F

q = 400 N 4 x 10 – 9 C

= 1 x 10 11 N/C

jadi, kuat medan listrik muatan tersebut adalah 1 x 10 11 N/C .

Page 29: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Garis – garis gaya listrik• Medan listrik digambarkan sebagai garis -garis

gaya listrik.

Arah garis gaya listrik muatan

positif meninggalkan muatan

Arah garis gaya listrik muatan

negatif menuju muatan

Page 30: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pola garis gaya listrik pada

dua muatan yang berdekatan

Page 31: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

NEXT

Mengapa bisa terjadi

petir ?

Page 32: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sebab terjadinya Petir

Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif menuju ke muatan positif. Menurut batasan fisika, petir adalah lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda.

Page 33: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Memberi muatan listrik negatif pada benda dengan

menyentuhkan.

Netral

Benda netral bila disentuh dengan benda bermuatan negatif akan menjadi bermuatan negatif

Bermuatan negatif

Page 34: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kilat

Karena rumah memiliki hambatan yang besar maka ketika dilewati elektron dalam jumlah yang besar rumah akan mengalami kerusakan, artinya rumah tersambar petir.

Page 35: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Prinsip Kerja Penangkal Petir 1Ketika rumah terinduksi oleh awan yang bermuatan sehinga atap rumah menjadi bermuatan positif maka muatan – muatan negatif awan mengalir dari awan kebumi melewati penamgkal petir, karena penangkal petir terbuat dari bahan konduktor yang baik maka ketika dilewati muatan listrik negatif dari awan tidak menyebabkan kerusakan.

Penangkal petir

Page 36: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Prinsip Kerja Penangkal Petir 2Ketika rumah terinduksi oleh awan yang bermuatan sehinga atap rumah dan penangkal petir menjadi bermuatan positif karena penangkal petir terbuat dari bahan konduktor yang ujungnya runcing maka udara disekitar penangkal petir akan terionisasi ion negatif akan ketarik penangkal petir dan dialirkan kebumi sedangkan ion positif akan ketarik awan dan menetralkan awan .

Penangkal petir

Page 37: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Generator Van de Graff

• Mesin pembangkit listrik statis yang sangat besar

Bola Konduktor

Sabuk karet

logam

Politen

Prisip kerjaGesekan antara silinder logam dengan sabuk karet menghasilkan muatan listrik negatif pada sabuk karet dan muatan negatif dialirkan ke bola konduktor.Bola konduktor akan bermuatan negatif yang sangat besar.Gesekan antara politen dengan sabuk karet menyebabkan sabuk karet nemjadi bermuatan positif karena sabuk karet yang bermuatan positif dihubungkan dengan bumi maka elektron dari bumi menetralkan muatan positif pada sabuk karet.

Page 38: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

BAB 2LISTRIK DINAMIS

Page 39: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

LISTRIK DINAMISMerupakan Listrik yang mengalir

Page 40: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Arus Listrik• Dua buah muatan listrik yang berbeda

kandungan muatannya dihubungkan dengan penghantar maka akan terjadi aliran muatan listrik.

• Aliran muatan listrik melalui penghantar disebut Arus listrik

Page 41: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2 faktor yang menyebabkan muatan listrik dapat mengalir

1) Kedua benda memiliki muatan listrik yang berbeda.

2) Kedua benda sama-sama netral, tetapi ada gaya penggerak listrik yang memaksa muatan untuk mengalir dari satu benda ke benda lain melalui penghantar.

Page 42: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Menentukan arus listrik dan arus elektron.

Arah elektronArah arus listrik

Arus elektron adalah aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi

Arus lisrik adalah aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah

Page 43: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Menentukan syarat arus listrik dapat mengalir pada suatu rangkaian

• Mengapa Lampu mati ?

Rangkaian Terbuka

• Mengapa Lampu menyala ?

Rangkaian Tertutup

Dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

Page 44: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Rangkaian TerbukaRangkaian Terbuka adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun sedemikian rupa sehingga tidak terjadi aliran listrik dalam rangkaian disebut juga rangkaian terputus (saklar terbuka).

• Rangkaian TertutupRangkaian tertutup adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun sedemikian rupa sehingga arus listrik dalam rangkaian dapat mengalir (saklar tertutup).

RANGKAIAN TERTUTUP

Menurut keterangan diatas, dalam rangkaian apa agar Arus listrik dapat mengalir ?

RANGKAIAN TERBUKA

Page 45: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

KUAT ARUS LISTRIK

Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir pada penghantar tiap detik.

P

Satu Ampere didefinisikan sebagai muatan listrik sebesar 1 coulomb yang mengalir dalam penghantar selama satu sekon

1 A = 1 C/s

Page 46: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

RUMUS »

Kuat Arus Listrik

Keterangan :

I = kuat Arus Listrik (A) Q = muatan listrik yang mengalir (C) t = waktu yang dibutuhkan (sekon)

tQI

Page 47: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh soal kuat arus listrik

• Sebuah penghantar dilewati muatan listrik sebesar 750 C dalam waktu 25 menit. Berapakah besar kuat arus yang mengalir dalam penghantar tersebut?

D1 : Q = 750 C t = 25 menit = 1500 s

D2 : I ?

D3 :

tQI

= 750 C1500 s

= 7515 . 10

= 5 . 10-1 A

Page 48: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Benda A Potensial tinggi Benda B Potensial rendah

Konduktor

Arus elektron

Arus listrik

Apa maksud dari gambar tersebut ??

Jelaskan !!

Next

BEDA POTENSIAL

Page 49: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

VA > VB V adalah potensial listrikeb > ea e adalah arus elektron

Arah gerak elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi

Arah gerak arus listrik (i) dari potensial tinggi ke rendah.

Page 50: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Benda A Potensial tinggi

Benda B Potensial rendah

KonduktorArus elektron

Arus listrik

Beda Potensial Listrik

Energi yang diperlukan untuk memindah muatan listrik tiap satuan muatan

Benda C Potensial rendah

Benda D Potensial tinggi

Konduktor

Arus listrik

Arus elektron

QWV

Definisi Beda potensial listrik

V = Beda Potensial ( Volt )W = Energi ( Joule )Q = Muatan ( Coulomb )

1 Volt = 1J/C

Satu volt didefinisikan untuk memindah muatan listrik sebesar 1 Coulumb memerlukan energi sebesar 1 Joule.

Benda C Potensial rendah

Benda D Potensial tinggi

Konduktor

Arus listrik

Arus elektron

Page 51: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh soal beda potensial

• Beda potensial suatu penghantar jika energi listrik yang terkandung sebesar 200 Joule dan muatannya sebesar 40 C adalah ?

D1 : W = 200 J Q = 40 C

D2 : V ?

D3 : QWV

=

=

40 C

200 J

50 V

Page 52: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Beda PotensialhA > hB

EPA > EPB

hA = hB

EPA = EPB

Potensial A = Potensial BAir dapat mengalir jika ada perbedaan potensial

Apa yang akan terjadi ketika kran diantara kedua bejana dibuka ?

hA

hB

hA hB

Apakah air di bejana A akan habis jika air mengalir dari bejana A ke bejana B?

Page 53: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Beda Potensial

Apa yang dapat kita lakukan agar air selalu dapat mengalir dari bejana A ke bejana B ?

Dengan mengangkat air dari bejana B dan memasukkan ke bejana A maka air yang ada di bejana A selalu memiliki energi lebih tinggi.

Page 54: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pengukuran Beda Potensial

• Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik ( tegangan )

• Pemasangan voltmeter dalam rangkaian listrik disusun secara parallel seperti gambar.

Page 55: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pengukuran Kuat arus listrik

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrikPemasangan Amperemeter dalam rangkaian listrik disusun secara seri ( tidak bercabang )

Page 56: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Cara memasang amperemeter pada rangkaian listrik :

a) Terminal positif amperemeter dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan (baterai)

b) Terminal negatif amperemeter dihubungkan dengan kutub negatif sumber tegangan (baterai)

Page 57: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kuat Arus =

Cara membaca Amperemeterskala maksimumskala yang ditunjuk jarumbatas ukur

Skala yang ditunjuk jarumSkala maksimum34100 X 1 = 0,34 A

x Batas ukur

Page 58: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Cara Membaca VoltmeterSkala yang ditunjuk jarum Skala maksimum Batas ukur

Nilai yang terukur = ….

NP = Nilai PengukuranPJ = Petunjuk Jarum (skala yang dibaca

jarum)ST = Skala Tertinggi (nilai maksimum bila

jarum full)BU = Batas Ukur yang digunakan

Page 59: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

HUKUM OHMJml

BateraiV I

123

1,20,20 2,60,40 4,00,54

Dari tabel data dapat kita ketahui jika beda potensial diperbesar maka kuat arus listriknya juga turut membesar.

Hubungan apa yang didapatkan antara beda potensial dengan kuat arus listrik?

Page 60: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Grafik Hubungan Beda potensail (V) terhadap kuat arus listrik ( I )

0,1

I( A)

V(volt)

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

V I ~

V I R =V

I

R

= Beda potensial ( volt )

= Kuat arus listrik ( A )

= Hambatan ( Ω )

V I1,2 0,22,6 0,44,0 0,54

Data

Page 61: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Grafik Hubungan Hambatan (R) terhadap kuat arus listrik ( I )

0,25I( A)

R(Ω)

0,50 0,75 1,0 1,5

10

20

30

40

50

Data

R 10 20 30 40

I 1 0,5 0,3 0,25

Jika V dibuat tetap = 10 V

I1 = VR

I1 = 1010

I1 = 1 A

I2 = VR

I2 = 1020

I2 = 0,5 A

I3 = VR

I3 = 1030

I3 = 0,3 A

I4 = VR

I4 = 1040

I4 = 0,25 A

R V = I

Page 62: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BESAR HAMBATAN KAWAT

1

Variabel manipulasi : panjang kawatVariabel respon : hambatan kawatVariabel kontrol : jenis kawat, luas penampang kawat

A

B

IA > IB

RA < RB

lA < lB

Semakin panjang kawat maka hambatan kawat semakin besar

R ~ ℓHambatan kawat sebanding dengan panjang kawat.

Page 63: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Variabel manipulasi : jenis kawatVariabel respon : HambatanVariabel kontrol : panjang, luas penampang kawat

2

IA < IB

RA > RB

rAℓ > rCuSemakin besar hambatan jenis kawat maka hambatan kawat semakin besarHambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis kawat.

R r ~

A BTembaga

Alluminium

Page 64: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3

Variabel manipulasi : luas penampang kawatVariabel respon : hambatan kawatVariabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat

IA < IB

RA > RB

AA < ABSemakin besar luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin kecilHambatan kawat berbanding terbalik dengan luas penampang kawat.

R 1

A ~

A B

Page 65: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Faktor yang mempengaruhi besar hambatan pada kawat adalah :

1. Panjang kawat ( l )2. Luas penampang kawat ( A )3. Hambatan jenis kawat ( r )

AρR

R = Hambatan (Ω )

l = Panjang kawat ( m ) A Luas penampang kawat ( m2 ) r = Hambatan jenis kawat ( Ω m )

Page 66: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh soal hambatan kawat penghantar• Seutas kabel tembaga

(r 100 x 10-2) yang panjangnya 600 meter dan luas penampangnya 300 mm2. berapakah hambatan kabel tersebut?

D1 : r 100 x 10-2 Ω m l = 600 m A = 300 mm2 = 3 . 10-4 m2

D2 : R ?

D3 :

AρR

= 100 x 10-2 Ω m 3 . 10-4 m2

600 m

60000 x 10-2 x 104 =3

= 2 x 106 Ω

Page 67: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Jenis hambatan penghantar

• Konduktor adalah bahan yang mudah menghantarkan arus listrik.

• Contohnya : besi, tembaga, alumunium

• Isolator adalah bahan yang sulit menghantarkan arus listrik.

• Contohnya : plastik, kayu.

Menurut daya hantar listrik suatu bahan.

Page 68: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Konduktor dan Isolator

kayuplastikalluminium

besitembaga

Kayu isolator

Plastik isolator

Alumunium konduktor

Besi konduktor

Tembaga konduktor

Page 69: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Semikonduktor• Merupakan bahan yang

daya hantar listriknya berada diantara konduktor dan isolator.

• Contoh : karbon, silikon, dan germanium.

Silikon

karbon

Page 70: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

1) Hambatan penghantar (resistor) tetap

• Hambatan penghantar (resistor) variabel

Menurut manfaatnya

Page 71: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Mengukur Hambatan• Mengukur hambatan

listrik secara langsung- Menggunakan

multimeter- Multimeter adalah alat

untuk mengukur kuat arus, beda potensial, dan hambatan listrik.

• Mengukur hambatan listrik secara tidak langsung

- Dengan menggabungkan voltmeter dan amperemeter secara bersama-sama pada rangkaian listrik yang diukur hambatannya.

Page 72: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

TEGANGAN JEPIT (V)• Tegangan jepit adalah beda potensial antara ujung – ujung

sumber tegangan saat mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian tertutup .

V

Pengukuran Tegangan Jepit

K = i R

Page 73: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum I Kirchoff

Tentukan nilai I1, I2, I3 ?

P10A

Q S

I3I1

I2

25AI = 40 A

Jawab

Pada titik cabang PI = 10 A + I1 + 25 A40 A = 10 A + I1 + 25 A

40 A = 35 A + I1

I1 = 40 A - 35 A I1 = 5 A

Pada titik cabang Q

10 A + I1 = I2

10 A + 5 A = I2

15 A = I2

Pada titik cabang S

I2 + 25 A = I3

15 A + 25 A = I3

40 A = I3

Ʃ i masuk = Ʃ i keluar

Page 74: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum II Kirchoff

ɛ = I (R + r)

ɛ = IR + Ir

K = I RK : tegangan jepit (volt)

Kerugian tegangan = I r (volt)

Keterangan :ɛ = jumlah gaya gerak listrik (volt)

R = hambatan luar (Ω / ohm) r = hambatan dalam (Ω / ohm)

I = ɛ R + r

Page 75: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Tentukan nilai I, K, dan kerugian tegangan?

K = I R= 3 Ω . 4Ω= 12 Ω

Kerugian = I r = 3Ω . 2Ω = 6 Ω

• 4Ω

• I

• R

(ɛ , r)18 v , 2Ω

I = ɛ R + r = 18 v

= 3 Ω

4Ω + 2Ω

Page 76: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Rangkaian Hambatan Listrik1. Rangkaian Hambatan Seri Besar kuat arus di setiap titik dalam rangkaian yang dialiri arus

listrik tersebut adalah sama.

Contoh :Rs = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

R1 R4R3R2

Jika R = 4 ΩRs = R1 + R2 + R3 + R4

= 4 Ω + 4 Ω + 4 Ω + 4 Ω = 16 Ω

Page 77: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Susunan seri pada Hambatan

a b c dR1 R2 R3

Vab Vbc Vcd

Vad = Vab + Vbc + Vcd

Rsa d

I Rs = I R1 I R2 I R3 + +

Vad

Rs = R1 R2 R3 + +

Page 78: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Rangkaian hambatan Paralel Besar beda potensial (tegangan) seluruhnya sama.

Contoh :

Jika R = 3 Ω

1RP

= 1 11 1R1 R2 R3 Rn

+ + ++ ...

R1

R3

R2

I3

I2

I1

I BA

1RP

= +1 1 1R1 R3R2

+

=

= 111

3 Ω ++3 Ω3 Ω

33 Ω

RP = 3 Ω3

= 1Ω

Page 79: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Susunan Paralel pada Hambatan

a b

R1

R2

R3

I = I1 + I2 + I3

Rpa

RP R1 R2 R3 + +

Vab

RP R1 R2 R3 + +

b

I

I1

I2

I3

I

VabVab VabVab=

=1 1 1 1

Page 80: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3. Rangkaian hambatan campuran

R3

R4R1 R2

R3

1RP R2

+=1 1

Jika R = 4 Ω

RP 4 Ω 4 Ω +=1 1 1

RP

=1 24 Ω

=RP4 Ω2

=RP 2 Ω

Rs = R1+RP+R4

Rs = 4 Ω + 2 Ω + 4 Ω

Rs = 10 Ω

Catatan untuk rangkaian paralel :Jika dalam suatu rangkaian hanya terdapat 2 hambatan bisa dihitung menggunakan rumus :

RP =R1 R2 +R1 X R2

Page 81: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

a)

E , r

R1 = 9 ΩR2 = 6 Ω

R3 = 3 Ω

A B C

26 V ; 2 Ω

I

I1

I2

Hitunglah :

a) R totalb) Ic) VAB , VBC , VAC

d) I1 dan I2 e) Kerugian teganganf) K

Rt =

=

=

R1

=

=

R2 X R3

R2 R3 +

9Ω 6Ω x 3Ω

6Ω 3Ω+

9Ω 189

9 Ω 2 Ω

11 Ω

b) ɛ

I =R + r

=

=

=

VAB

26 V11 Ω + 2 Ω

2 A

c) ==

I x R1

2 A x 9 Ω18 V

VBC = I x Rp

=2 A x 2 Ω= 4 V

VAC= I x Rt

2 A x 11 Ω

+

+

+

+ =

= 22 V

Page 82: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

d)I1 VBC

=R2

= 4 V6 Ω

= 0,7 A

I2 = VBC

R3

=

=

4 V3 Ω

1,3 A

e) Kerugian tegangan

=

== I r

2 A . 2 Ω

4 V

f ) K = I R

==

2 V . 11 Ω 22 V

Untuk mengecek apakah hasil itu benar dengan cara :

VAC = VAB + VBC

I = i1 + i2

ɛ = kerugian tegangan + K (tegangan jepit)

Page 83: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

SUMBER ARUS LISTRIKBAB 3

Page 84: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

SUMBER ARUS LISTRIK

• adalah Suatu komponen yang berfungsi sebagai tempat untuk mengubah satu jenis energi.

• Misalnya :a) Baterai b) Akumulatorc) Generator

Page 85: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sumber arus listrik AC

• Merupakan sumber arus listrik bolak-balik yang dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator.

Page 86: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sumber arus listrik DC

• Merupakan sumber arus listrik searah , misalnya Elemen Volta, Elemen Kering (Baterai), Akumulator.

• Elemen volta, elemen kering dan akumulator sering disebut Elektrokimia karena alat tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

Page 87: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

ELEMEN• Dibagi menjadi 2, yaitu :1) Elemen Primer adalah

elemen yang setelah habis muatannya tidak dapat diisi kembali. Contohnya : elemen volta dan batu baterai.

2) Elemen Sekunder adalah elemen yang setelah habis muatannya dapat diisi kembali. Contohnya : akumulator (aki).

• Pada elemen volta, baterai dan akumulator terdapat 3 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)

Page 88: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Elemen Volta• Elemen Volta dikembangkan pertama kali oleh

Fisikawan Italia bernama Allesandro Volta (1790 - 1800) dengan menggunakan sebuah bejana.

• 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

(H2SO4).

Page 89: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Adapun, reaksi kimia pada elemen Volta adalah sebagai berikut :

1) Pada larutan elektrolit terjadi reaksi : H2SO4 → 2H+ + SO2–4

2) Pada kutub positif terjadi reaksi : Cu + 2H+ → polarisasi H2

3) Pada kutub negatif terjadi reaksi : Zn + SO4 → ZnSO4+ 2e

Page 90: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Elemen Volta

Zn (-) Cu (+)

H2SO4

polarisasi

• Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi.

Page 91: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Reaksi kimia pada elemen Volta akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2).

• 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.

• Penggunaan larutan elektrolit yang berupa cairan merupakan kelemahan elemen Volta karena dapat membasahi peralatan lainnya.

• Adanya polarisasi gas hidrogen pada lempeng tembaga menyebabkan elemen Volta mampu mengalirkan arus listrik hanya sebentar.

Page 92: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Elemen kering (baterai)• Elemen kering disebut juga baterai. Elemen

kering pertama kali dibuat oleh Leclance. • Reaksi kimia pada batu baterai adalah sebagai

berikut :1) Pada larutan elektrolit terjadi reaksi :

Zn + 2NH4Cl → Zn2+ + 2Cl + 2NH3 + H2 (ditangkap dispolarisasi)

2) Pada dispolarisator terjadi reaksi : H2 + 2MnO2 → Mn2O3 + H2O

Page 93: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Baterai• Bagian utama elemen

kering adalah :

1) kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C).

2) kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn).

3) larutan elektrolit terbuat dari amonium klorida (NH4Cl).

4) dispolarisator terbuat dari mangan dioksida (MnO2).

Page 94: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Batang karbon (batang arang) memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah.

• Reaksi kimia pada batu baterai akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2).

• Gas hidrogen akan ditangkap dan bereaksi dengan dispolarisator yang berupa mangan dioksida (MnO2) menghasilkan air (H2O), sehingga pada batu baterai tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus listrik.

• Bahan yang dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen disebut dispolarisator.

• Adanya bahan dispolarisator pada batu baterai, menyebabkan arus listrik yang mengalir lebih lama.

Page 95: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Akumulator (aki)• Elektrode akumulator baik anode dan katode

terbuat dari timbal (Cu) berpori.• 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

Page 96: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Bagian utama akumulator, yaitu :

a) kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2).

b) kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb).

c) larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%.

AKUMULATOR

Page 97: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Pada saat akumulator digunakan, terjadi perubahan :

1) Energi kimia menjadi energi listrik2) Pada Anode terjadi perubahan yaitu timbal

dioksida (PbO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4). 3) Pada Katode terjadi perubahan yaitu timbal murni

(Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). 4) Pada larutan Elektrolit terjadi perubahan yaitu

asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada pengosongan akumulator terbentuk air (H2O).

Proses Pengosongan Akumulator

Page 98: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Reaksi kimia pada akumulator yang dikosongkan adalah sebagai berikut.

1) Pada elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO4 2–2) Pada anode:

PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4 →PbSO4+2H2O3) Pada katode : Pb + SO 42 → PbSO4• Pada saat akumulator digunakan, baik anode maupun

katode perlahan - lahan akan berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia menyebabkan kepekatan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya. Keadaan ini dikatakan akumulator kosong (habis).

Page 99: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Proses Pengisian Akumulator• Pengisian akumulator (penyetruman akumulator)

terjadi perubahan :1) Energi listrik menjadi energi kimia.2) Perubahan yang terjadi pada anode, yaitu timbal

sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal dioksida (PbO2).

3) Perubahan pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4) berubah menjadi timbal murni (Pb).

4) Kepekatan asam sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena ketika akumulator disetrum terjadi penguapan air.

Page 100: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Saat penyetruman akumulator pada prinsipnya mengubah Anode dan Katode yang berupa timbal sulfat (PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2) dan timbal murni (Pb).

• Susunan akumulator yang akan disetrum (diisi) dalam keadaan masih kosong, yaitu :

a) kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbSO4),

b) kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (PbSO4),

c) larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) encer.

• Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu :

a) pada elektrolit : H2SO4 →2H+ + SO4 2–

b) pada anode : PbSO4 + SO4 2– + 2H2O→ PbO2 + 2H2SO4

c) pada katode: PbSO4 + 2H+ → Pb + H2SO4

Page 101: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

GAYA GERAK LISTRIK (E)• Gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung

sumber tegangan pada saat tidak mengalirkan arus listrik atau dalam rangkaian terbuka.

V

Pengukuran GGL

Page 102: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Susunan Seri GGL

E

r

E E

r r

Etotal = s E

rtotal = s r

E = ggl ( volt)

r = hambatan dalam ( Ω )

s = jumlah baterai

Susunan Paralel GGLE

rE

Er

r

Etotal = E

rtotal = rp

p = jumlah baterair = hambatan dalam ( Ω )E = ggl ( volt)

Page 103: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum Ohm dalam rangkaian tertutup

Untuk sebuah ggl

Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

I = Kuat arus ( A )E = GGL ( volt )R = hambatan luar ( Ω )r = hambatan dalam ( Ω )Vpq = tegangan jepit (volt)

E , r

p qR

I

Tegangan jepit

rREI

Vpq = I R

E = Vpq + I r

Hubungan ggl dengan tegangan jepit

Page 104: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• E , r

• p • q• R

• I

D1 : R = 2 Ω E = 21 V r = 1 Ω

D2 : I ?

D3 :

rREI

= 21 v2Ω + 1 Ω

= 7 A

Contoh soal

Page 105: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Rangkaian GGL Seri

I = s E R + s r

• E• r

• E • E• r • r

• R = 3 Ω• 4 V ;

• I

I = s E

=

R + s r

=

3 . 4 V3 Ω + 3 . 1Ω

12 V6 Ω

= 2 A

Keterangan :

I = kuat arus (Ampere)s = jumlah bateraiE = GGL (volt)R = hambatan dalam (Ω / ohm) r = hambatan luar (Ω / ohm)

Page 106: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Rangkaian GGL Paralel

• E • r

• E

• E

• r

• r

• R = 3 Ω

• 4 V ; 3 Ω

• I

I = ER + r

p= 4 V

3 Ω + 3 Ω3

<=> I = 4 V4 Ω

= 1A

Keterangan :

I = kuat arus (Ampere)p = jumlah bateraiE = GGL (volt)R = hambatan dalam (Ω / ohm) r = hambatan luar (Ω / ohm)

I = E R + r

p

Page 107: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Rangkaian GGL Campuran

• E• r

• 7 V ; 2 Ω

• I

E

E

r

r

Berapa besar kuat arus listrik jika hambatannya

6 Ω ? Next

E r

R

Page 108: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Ip = E R + r

D1 : R = 6 Ω E = 7 V r = 2 Ω

D2 : i ?

= 1 A + 1 A

= 2 A

D3 : Is = Ip + Ip

=

p7 V

2

6 Ω + 2 Ω

6 Ω + 1 Ω=7 V

=

=

7 V7 Ω

1 A

Ip = E R + r

p= 7 V

6 Ω + 2 Ω2

= 7 V6 Ω + 1 Ω

= 7 V7 Ω

= 1 A

Page 109: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

ENERGI DAN

DAYA LISTRIK

BAB 4

Page 110: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

ENERGI LISTRIKEnergi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus listrik dalam suatu rangkaian listrik tertutup.

Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:

a. Menjadi energi kalor, contoh: seterika, solder, dan kompor.b. Menjadi energi cahaya, contoh: lampu.c. Menjadi energi mekanik, contoh: motor.d. Menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu,

peristiwa penyepuhan

Page 111: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Besarnya energi listrik (W)

Lamanya arus mengalir (t).

W =

W = I2.R.t

.t.IV

Kuat arus yang mengalir (i).

Beda potensial/ tegangan (V)Besarnya Energi

Listrik (W) ditentukan oleh

(Joule)

W = q.V

Karena q=I.tKarena V=I.R

.tW = V2

R

Karena I=V/R

Page 112: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Keterangan : • W = energi listrik ( joule ) • V = tegangan listrik (volt)• I = kuat arus (Ampere)• t = waktu (detik = sekon)• R = Hambatan listrik (Ohm)• q = muatan listrik (Coulomb)

1 kWh = 1 kilo x 1 watt x 1 jam= 1.000 x 1 watt x 3.600 sekon= 3.600.000 watt sekon= 3,6 x 106 joule

Satuan energi listrik dalam SI adalah Joule (J). Adapun satuan energi listrik yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah kWh (kilowatt hour atau kilowatt jam).Dalam hal ini :

Page 113: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh soal • Lampu yang dipasang

diruang tamu rumah ibu Kiswati tegangannya 220 volt mengalir arus listrik 2 A selama 5 menit. Tentukan besar energi listrik yang diperlukan lampu untuk menyala dengan baik.

Page 114: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Diketahui :V = 220 voltI = 2 A

• Ditanya : W ?

• Jawab : W = V.I.t = 220 V . 2 A . 300 s = 132.000 Joule

= 132 KJ

t = 5 menit = 5 x 60 = 300 s

Page 115: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

DAYA LISTRIK (P)

Daya Listrik adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik.

tWP

(Watt)

IxVP

Karena W = V.I.tI x V

t x tI x VP

W = Energi listrik ( Joule)t = waktu (sekon)P = Daya listrik ( Joule/sekon = Watt)

Page 116: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

IxVP

Daya ListrikRxIV

IxR)x(IP RxIP 2

RVI

RVxVP R

VP2

P = Daya Listrik (Watt)V = Tegangan Listrik (Volt) I = Kuat Arus Listrik (Ampere)R = Hambatan Listrik (Ohm)

Page 117: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh Soal

• Lampu dipasang pada tegangan 220 volt mengalir arus listrik 500 mA. Tentukan besar daya pada lampu tersebut !

Page 118: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Diketahui : V = 220 volt I = 500 mA = 0,5 A

• Ditanya : P ?

• Jawab : P = V . I = 220 volt . 0,5 A = 110 Watt

Page 119: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hubungan Satuan Energi dan Daya

Daya (P) Waktu (t) Energi (W)

Watt Detik Joule (J)

Watt Jam Watt.jam (wj) = Watt.hour (Wh)

• 1000 Wh = 1 kWh • 1Wh = 1 watt. 3600 detik = 3600 joule • 1 kWh = 36 x 105 joule

Dalam satuan sistem internasional (SI) daya listrik dinyatakan dengan watt

W = P x t Tabel Satuan

Page 120: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Daya Listrik pada Suatu Alat Listrik

60 W / 220 V Artinya :

Lampu akan menyala dengan baik, jika dipasang pada tegangan 220 volt dan selama 1 detik banyaknya energi listrik diubah menjadi energi cahaya 60 joule.

Jika lampu dipasang pada tegangan lebih besar dari 220 volt maka lampu akan rusak. Sebaliknya, jika dipasang pada tegangan kurang dari 220 volt, maka lampu menyala kurang terang.

Page 121: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Penggunaan Satuan kWh (kilowatt hour)

• Alat untuk mengukur energi listrik yang digunakan dalam rumah tangga disebut kWh-meter (meteran listrik). Alat yang kecepatannya bergantung dengan daya alat listrik yang digunakan dan waktu penggunaan.

Page 122: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Perubahan energi listrik Hukum kekekalan energi :

“energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat berubah dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain.”

Contoh :1. perubahan energi listrik

menjadi energi cahaya2. Perubahan energi listrik

menjadi energi kalor (panas).

Penghematan energi listriko Mematikan saklar alat listrik

yang tidak digunakan.o Menyalakan lampu setelah

gelap.o Mengganti lampu pijar dengan

lampu TL.o Memilih alat-alat listrik yang

berdaya rendah.o Membuat ruangan berjendela.o Mencari sumber-sumber

energi alternatif yang dapat diperbarui.

o Menemukan alat-alat baru yang menggunakan tenaga surya.

Page 123: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

KEMAGNETANBAB 5

Page 124: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kemagnetan• Kemampuan suatu benda

menarik benda lain yang berada didekatnya disebut Kemagnetan

• Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua :

Benda magnet Benda bukan magnet

• Benda Magnetik adalah benda yang dapat ditarik oleh magnet jika didekatkan magnet.

• Benda Nonmagnetik adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet meskipun didekatkan dengan magnet

Page 125: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Benda Magnetik dan Non-magnetik

Benda Magnetik :Benda Feromagnetik :

Benda yang ditarik kuat oleh magnet.Contoh : besi, baja, nikel, dan kobalt.

Benda Non-magnetik : Benda Paramagnetik :

Benda yang ditarik lemah oleh magnet.Contoh : tembaga, platina, dan garam. Benda Diamagnetik :

Benda yang ditolak lemah oleh magnet.Contoh : timah, alumunium, emas, dan bismuth.

Page 126: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hipotesa Weber

• Besi dan baja terdiri dari atom-atom magnet yang disebut magnet elementer.

• Besi dan baja yang tidak bersifat magnet susunan magnet elementernya tidak teratur.

• Besi dan baja yang bersifat magnet susunan magnet elementernya teratur.

• Magnet elementer pada besi mudah diarahkan.

• Magnet elementer pada baja sukar diarahkan.

Bukan magnet Magnet

Page 127: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pengaruh magnet pada magnet-magnet elementer benda yang bersifat magnetik dan non-magnetik

Page 128: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Kutub magnet adalah ujung-ujung magnet yang mempunyai gaya tarik atau gaya tolak terbesar.

• Setiap magnet selalu mempunyai dua buah kutub, yaitu kutub utara ( N )dan kutub selatan (S).

Magnet Memiliki Dua Kutub

Page 129: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sifat-sifat Kutub Magnet

Kutub tidak senama tarik menarik Kutub senama tolak menolak

Page 130: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Cara Membuat Magnet

1. Dengan gosokan

Dengan menggosokkan magnet secara berulang-ulang dan teratur pada besi dan baja, maka besi dan baja akan bersifat magnetik.

Kutub magnet yang dihasilkan di ujung bahan selalu berlawanan dengan kutub magnet yang menggosoknya.

Page 131: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Dengan menggunakan arus listrik (elektromagnetik )

Arah kutub magnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan berikut ini :

• Keempat jari = arah arus listrik ( I )

• Ibu jari = arah kutub utara ( N )

Page 132: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3. Dengan Induksi

• Bila besi dan baja didekatkan (tidak menyentuh) pada bahan magnet yang kuat, maka besi dan baja akan menjadi magnet. Terjadinya magnet seperti ini disebut dengan induksi.

• Setelah dijauhkan kembali, besi akan mudah kehilangan sifat magnetnya, dan baja tetap mempertahankan sifat magnetnya.

Page 133: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Beberapa cara menghilangkan sifat kemagnetan :

1) Dengan cara dipukul.

2) Dengan cara dibakar.

3) Dengan cara dialiri arus AC.

• Baja sulit dibuat magnet, tetapi setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Baja digunakan untuk membuat magnet tetap (permanen).

• Besi mudah dibuat magnet, tetapi setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Besi digunakan untuk membuat magnet sementara (remanen).

Page 134: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Magnet MenimbulkanMedan Magnetik di Sekitarnya

• Medan magnetik adalah ruang di sekitar suatu magnet di mana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnetik jika diletakkan dalam ruang tersebut.

• Garis-garis gaya magnet atau fluks magnetik adalah garis-garis yang menggambarkan adanya medan magnetik.

Page 135: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sifat garis-garis gaya magnetik

• Garis-garis gaya magnet tidak pernah saling berpotongan.• Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara

magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.• Tempat yang garis-garis gaya magnetnya rapat

menunjukkan medan magnetnya kuat, sebaliknya tempat yang garis-garis magnetiknya renggang menunjukkan medan magnetnya lemah.

Page 136: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Jarum kompas selalu menunjuk arah utara – selatan. Fakta ini menunjukkan bahwa bumi mempunyai sifat magnetik.

• Kutub utara dari magnet batang imajiner terdapat di dekat kutub selatan geografi bumi dan kutub selatan magnet batang imajiner terdapat di dekat kutub utara geografi bumi.

Kutub Utara Geografi bumi

Kutub Selatan magnetik bumi

Kutub SelatanGeografi bumi

Kutub Utara magnetik bumi

BUMI MEMILIKI SIFAT MAGNETIK

Page 137: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sudut Deklinasi dan Inklinasi

• Sudut deklinasi adalah sudut yang dibentuk antara arah utara-selatan geografi dengan arah utara-selatan kompas.

• Sudut inklinasi adalah sudut yang dibentuk medan magnetik (garis gaya magnetik) disembarang titik dengan horisontal permukaan bumi.

inklinasi

Page 138: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

MEDAN MAGNET DI SEKITARARUS LISTRIK

• Percobaan Oersted (1820)

a) Pada saat kawat tidak dialiri arus listrik ( I = 0 ), jarum kompas tidak menyimpang ).

b) Pada saat kawat dialiri arus listrik ke atas, kutub utara jarum kompas menyimpang ke kanan.

c) Pada saat kawat dialiri arus listrik ke bawah, kutub utara jarum kompas menyimpang ke kiri.

Kesimpulan :1. Di sekitar penghantar kawat yang dialiri

arus listrik terdapat medan magnet.2. Arah medan magnet bergantung pada

arah arus listrik yang mengalir.

Page 139: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

1. Garis-garis Gaya Magnetik di Sekitar Penghantar Lurus

Medan magnetik ( simbol B ) di sekitar kawat penghantar lurus yang dilalui arus listrik berbentuk lingkaran, dan dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Arah ibu jari = arah arus listrik ( I )Arah keempat jari = arah medan magnetik ( B )

Page 140: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Garis-garis Gaya Magnetik pada Kumparan Berarus ( Solenoida )

Garis-garis medan magnetik yang ditunjukkan oleh pola serbuk-serbuk besi

Garis-garis gaya magnetik sebuah kumparan persis sebuah magnet batang

Kutub utara magnet kumparan dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan :• Keempat jari = arah arus listrik ( I )• Ibu jari = arah kutub utara ( N )

Page 141: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

ELEKTROMAGNETJika ke dalam kumparan berarus listrik diberi inti besi lunak, ternyata pengaruh kemagnetannya menjadi besar. Susunan kumparan dan inti besi lunak inilah yang disebut dengan elektromagnet atau magnet listrik.

Page 142: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Besarnya medan magnet dari magnet listrik ditentukan oleh faktor – faktor :

Kuat arus yang mengalir pada kumparan.

Semakin besar arus yang mengalir, semakin besar

medan magnetnya.

Jumlah lilitan kumparan.Semakin banyak jumlah

lilitannya, semakin besar medan magnetnya

Bahan inti yang dimasukkan pada

kumparan

Page 143: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Penggunaan Elektromagnetik• Untuk mengangkat benda-benda dari besi

Page 144: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

BateraiSaklar tekan

Jangkar besi lunak

Interuptor

Pemukul

Elektromagnet

Bel listrikJika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir sehingga kumparan menjadi bersifat magnet sehingga jangkar besi akan tertarik dan palu / pemukul akan mengenai gong. Pada saat jangkar besi ditarik oleh magnet maka arus akan terputus di interuptor, akibatnya jangkar besi akan kembali ke posisi semula dan arus kembali mengalir pada rangkaian dan gong kembali berbunyi. Hal ini akan diulang-ulang sampai sakelar dilepas kembali.

Page 145: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• RELAIRelai adalah sebuah alat yang dengan energi listrik (arus listrik) kecil dapat menghubungkan atau memutuskan listrik yang besar. Dengan kata lain, relai bekerja sebagai saklar pada rangkaian listrik berarus besar.

Saklar

Elektromagnet

MotorPegas

K

Jika sakelar ditutup, arus segera mengalir di elektromagnet dan terjadi kontak di K dan mengalirlah arus di rangkain sekunder (motor berputar.

Page 146: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Gaya Pada Penghantar Berarus Listrik

Panghantar yang berada di dalam medan magnet akan bergerak bila dialiri arus listrik. Besarnya gaya ini bergantung pada : kuat arus listrik, kuat medan magnet, dan panjang penghantar.

Gaya apakah itu??Klik Disini !!

Page 147: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

GAYA LORENTZ Hendrik Anton Lorentz (1853-1928) Menyimpulkan bahwa besar gaya yang

ditimbulkan berbanding lurus dengan kuat arus, kuat medan magnet, panjang kawat dan sudut yang dibentuk arah arus listrik dengan arah medan magnet.

Besar gaya Lorentz dirumuskan sebagai berikut :

RUM

US

KLIK

DISINI !!

Page 148: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

GAYA LORENTZ

• Dengan : F = gaya Lorentz [newton (N)] B = kuat medan magnet [tesla (T)]

l = panjang kawat [meter (m)] I = kuat arus listrik [ampere (A)]

RUMUSF = B x I x l

Page 149: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh Soal• Kawat panjangnya 2 m berada

tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 400 mA, berapakah gaya Lorentz yang dialami kawat

Page 150: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Diketahui : l = 2 m B = 20 T I = 400 mA = 0,4 A

• Ditanya : F?

• Jawab : F = l x I x B = 2 m x 0,4 A x 20 T = 16 N

Page 151: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Arah Gaya Lorentz• Bergantung pada arus

listrik dan arah medan magnet.

• Untuk menentukan nya digunakan kaidah atau aturan tangan kanan.

• Caranya rentangkan ketiga jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sehingga saling tegak lurus.

• Pemanfaatan gaya Lorentz :

a) Motor listrik :tape recorder, pompa air listrik, dan komputer.

b) Alat-alat ukur listrik :amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter

Page 152: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

ARAH GAYA LORENTZ KAIDAH TANGAN KANAN

• I = arah arus (ibu jari)• B = medan magnet (telunjuk)• F = Gaya Lorentz (jari tengah)

• Jika ibu jari menunjukkan arah arus listrik dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet maka arah gaya Lorentz searah jari tengah.

Page 153: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Arah yang tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol • . Adapun arah yang tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol .

ARAH GAYA LORENTZ BENTUK TIGA DIMENSI

Page 154: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Arah gaya magnetik dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan (Kaidah Fleming) sebagai

berikut :

Page 155: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Penggunaan Gaya Magnetik• Gaya magnetik yang timbul pada penghantar berarus listrik

digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

• Contoh : motor listrik dan alat ukur listrik.

Fungsi komutator adalah agar arus listrik yang mengalir pada loop tidak berbalik arah, sehingga loop dapat terus berputar.

Page 156: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

•Alat Ukur Listrik

Prinsip Kerja

Page 157: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Prinsip kerja

Jika jarum dialiri arus. Kumparan akan berputar. Namun, kumparan tidak dapat berputar terus karena tertahan oleh sebuah pegas spiral. Berputarnya spiral akan menggerakkan jarum penunjuk angka. Besarnya putaran kumparan sama dengan besarnya penyimpangan jarum penunjuk angka sehingga besarnya penyimpangan itu dapat dijadikan sebagai hasil pengukuran.

Page 158: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

BAB 6INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Page 159: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Induksi Elektromagnetik

• Peristiwa terjadinya arus listrik pada suatu kumparan akibat adanya perubahan jumlah garis gaya magnet yang dilingkupi kumpara.

• Alat kerja yang menggunakan prinsip ini adalah generator dan transformator.

Gaya Gerak Listrik Induksi

• Beda potensial listrik yang disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang dilingkupi kumparan.

• Adapun arus listrik yang mengalir akibat GGL Induksi ini disebut Arus Listrik Induksi

Page 160: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Cara menimbulkan GGL Induksi

• Menggerakkan magnet masuk keluar kumparan• Memutar magnet di depan kumparan

G

Page 161: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Memutus mutus arus pada kumparan primer yang didekatnya terdapat kumparan sekunder

Gdc

Page 162: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

AC

• Mengalirkan arus listrik bolak balik pada kumparan primer yang di dekatnya terdapat kumparan sekunder.

G

Page 163: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Michael Faraday menyimpulkan bahwa besar GGL induksi akan semakin besar jika :

a) Jumlah lilitan kumparan diperbanyak.

b) Kekuatan kutub magnet diperbesar.

c) Kecepatan gerak magnet dipercepat.

d) Didalam kumparan ada inti besi lunak.

(1791-1867)

Page 164: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Arah arus listrik induksi• Arah arus lisrik induksi dapat ditentukan dengan hukum Lents :

↔ Arah arus listrik induksi sedemikian rupa sehingga melawan perubahan medan magnet yang ditimbulkan.

G

Page 165: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kutub Utara magnet bergerak mendekati kumparan

G

Arah arus listrik induksi

Page 166: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Kutub Utara magnet bergerak menjauhi kumparan

G

Arah arus listrik induksi

Page 167: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi sebanding dengan kecepatan perubahan flug magnet.

G

G

ΔtΔΦ ε

Page 168: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Faktor yang mempengaruhi besar GGL induksi

1. GGL Induksi sebanding dengan jumlah lilitan

G

G

N ε

Page 169: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Besar GGL Induksi :1. Sebanding dengan jumlah lilitan2. Sebanding dengan kecepatan perubahan jumlah garis gaya magnet yang memotong kumparan

ΔtΔΦNε (volt) induksi gglε

lilitanjumlah N

(Weber/s)magnet gaya garisjumlah perubahan kecepatan ΔtΔΦ

Page 170: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh• Sebuah kumparan yang

memiliki jumlah lilitan 300 lilitan bila terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet di dalam kumparan dari 3000 Wb menjadi 1000 Wb dalam setiap menitnya tentukan besar ggl induksi yang dihasilkan ?

ΔtΔΦNε

volt10000ε60

2000-300ε

603000-1000300ε

Page 171: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Alat-alat yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik

1. Dinamo AC

MagnetCincin luncur

Sikat karbonKumparan

V

t

Bentuk gelombang AC

Page 172: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Dinamo dc

Magnet

KomutatorCincin belah

Sikat karbon

Kumparan

Bentukgelombang dcV

t

Page 173: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3. Dinamo Sepeda

Roda dinamo

Sumbu dinamo

Magnet

Inti besi

kumparan

Page 174: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

4. Transformator• Bagian utama Transformator

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Inti besi

Sumber Tegangan AC

Page 175: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Jenis Transformator1. Transformator step upCiri – ciri :Penaik TeganganNs > NpVs > VpIs < Ip

2. Transformator step downCiri – ciri :Penurun TeganganNs < NpVs < VpIs > Ip

Np NsVp Vs

Np NsVp Vs

Page 176: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Persamaan TransformatorPada transformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya.

VsVp

NsNp

• Np = Jumlah lilitan primer• Ns = Jumlah lilitan

sekunder• Vp = Tegangan primer• Vs = Tegangan sekunder

Transformator ideal jika energi yang masuk pada transformator sama dengan energi yang keluar dari transformator

Wp = WsVp. Ip . t = Vs . Is . t

IpIs

VsVp

• Is = kuat arus sekunder

• Ip = kuat arus primer

Page 177: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Np NsVp Vs

PrimerMasukanIn PutDicatuDihubungkan pada sumbertegangan

SekunderKeluarOut PutHasilDihubungkan pada lampu

Lampu

Page 178: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Contoh• Sebuah transformator

memiliki jumlah lilitan primer dan sekunder adalah 6000 lilitan dan 200 lilitan jika kumparan primer transfomator diberi tegangan 240 volt maka tegangan yang dihasilkan transformator adalah ?

6000 Vs = 240 V. 200

Jawab :Vp

Vs=

Np

Ns240 V

Vs=

6000

200

240 V. 200

6000=Vs

8 volt=Vs

Page 179: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Efisiensi Transformator• Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang keluar

dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator

x100%WpWsη

x100%PpPsη

x100%Ip VpIs Vsη

η = Efisiensi transformatorWs = energi sekunderWp = energi primerPs = daya sekunderPp = daya primer

Page 180: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

PENGGUNAAN TRANSFORMATOR PADA TRANSMISI ENERGI LISTRIK JARAK JAUH

Generator PLTA

30MW 10000 V

Trafo Step Up

150 kVTrafo Step down

20 kV

Trafo Step down

220 V

Page 181: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Transmisi energi listrik jarak jauh

1. Dengan Arus Besar 2. Dengan Tegangan Tinggi

Bila pada PLTA gambar di atas menghasilkan daya 30 MW dan tegangan yang keluar dari generator 10.000 volt akan di transmisikan jika hambatan kawat untuk transmisi 10 Ω.

VPI

volt10.000 watt30.000.000I

I = 3.000 A kuat arus tinggi Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

Kita tentukan kuat arus transmisi

P = I2 R = 3.0002 . 10 = 90 MW daya yang hilang besar

Kita tentukan kuat arus transmisi

VPI

volt150.000 watt30.000.000I

I = 200 A kuat arus rendah Daya yang hilang diperjalanan karena berubah menjadi kalor adalah

P = I2 R = 2002 . 10 = 0,4 MW daya yang hilang kecil

Page 182: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Energi yang hilang pada transformator

• Sebagian energi listrik pada transformator dapat berubah menjadi panas. Akibatnya, energi listrik yang keluar selalu lebih kecil daripada energi listrik yang masuk. Perubahan energi listrik menjadi panas pada transformator disebabkan adanya arus listrik induksi yang arahnya berputar tegak lurus medan magnet. Arus tersebut dinamakan arus putar atau arus Eddy. Oleh karena itu, lempeng besi selalu dilapisi dan diiris-iris setipis mungkin agar arus Eddy yang besar tidak dapat melewati transformator.

Page 183: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Tata SuryaBAB 7

Page 184: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Tata Suryaadalah susunan benda-benda langit yang terdiriatas matahari sebagai pusatnya dan planet-planet, meteorid, komet, sertaasteroid yang mengelilingi matahari.

kita berada pada GALAKSI BIMASAKTI

Page 185: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

TATA SURYASusunan Matahari dan anggota tata surya yang mengitarinya.• Anggota Tata Surya1. Matahari2. Planet

3. Asteroid 6. Komet 4. Satelit5. Meteoroid

Page 186: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

1. Matahari

Merupakan pusat tata surya

Page 187: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Solar DataMass (kg) 1.989x1030 Mass (Earth = 1) 332,830 Equatorial radius (km)695,000 Equatorial radius (Earth = 1) 108.97 Mean density (gm/cm3) 1.410Surface gravity (m/s2) 273 Rotational period (days) 25-36 Escape velocity (km/sec) 618.02 Luminosity (ergs/sec)3.827x1033 Apparent Visual Magnitude -26.8 Absolute Visual Magnitude +4.8Spectral Class G2 VMean surface temperature 5,800°C Age (billion years) 4.5

Principal chemistry (by mass)Hydrogen 73.4%Helium 25.0%Oxygen 0.8%Carbon 0.3%Iron 0.2%Nitrogen 0.1%Silicon 0.07%Neon 0.05%Magnesium 0.06%Sulfur 0.04%All others 0.2%

Page 188: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Sumber Energi Matahari

reaksi perubahan atom hidrogen (H) menjadi atom helium (He).

o Perubahan ini terjadi secara reaksi FUSI, yaitu reaksi penggabungan dua atau lebih inti atom ringan menjadi suatu inti atom baru.

Page 189: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Setiap penggabungan reaksi terdapat massa yang hilang, dan massa tersebut diubah menjadi energi dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik dan Neutrino.

• Albert Einstein , mengemukakan :• Massa yang hilang (m) berubah menjadi energi (E) dan sesuai

dengan persamaan berikut :

• Dengan :E = energi (joule)m = massa yang hilang (kg)c = cepat rambat cahaya ( 3 x 108 m/s )

E = mc2

Page 190: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Lapisan – lapisan Matahari

a) Inti Mataharib) Fotosferc) Kromosferd) Korona

Page 191: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Gangguan-Gangguan pada Matahari

a) Bintik Matahari adalah wilayah Matahari yang memiliki bentuk tidak teratur dan lebih gelap.

b) Fakula adalah daerah cerah yang tidak teratur di permukaan matahari.

c) Granula Fotosfer adalah sebuah jaringan sel halus yang tampak.

d) Lidah api (Prominensa) adalah gas panas yang tersembur dengan dahsyat dari permukaan matahari.

e) Flare (Letupan) adalah letupan-letupan gas diatas permukaan matahari.

Page 192: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

AURORA

Aurora yang tampak dibelahan Bumi utara disebut Aurora Borealis.

Aurora yang tampak dibelahan Bumi Selatan disebut Aurora australis.

Merupakan Cahaya yang terjadi karena tumbukan partikel-partikel dari sabuk van Allen dan atmosfer.

Page 193: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Planet• Planet adalah benda langit yang tidak dapat memancarkan cahaya

sendiri.Contoh : Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus

Merkurius

Venus

BumiMars

Asteroid

YupiterSaturnus

Neptunus

Uranus

Komet

Page 194: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

MODUL 2 - TATASURYA 194

MercuryVenus Earth

Mars

PLANET TERRESTRIAL : kecil, padat, dan dibuat dari batu dan besi

Jupiter SaturnUranus Neptune

PLANET JOVIAN : besar, rendah kepadatannya, dan dibuat dari gas dan es

Sabuk Asteroid

Page 195: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

a. Bumi sebagai pembatas planet dikelompokkan menjadi dua yaitu planet inferior dan planet superior.

• Planet inferior adalah planet yang orbitnya berada di dalam orbit bumi.

• Yang termasuk planet inferior antara lain Merkurius dan Venus

• Pengelompokan Planet

• Planet superior adalah planet yang orbitnya berada diluar orbit bumi.

• Yang termasuk planet superior adalah Mars, Jupiter , Saturnus, Uranus dan Neptunus

Planet inferior

Planet superior

Bumi

Page 196: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Planet dalam

Planet luar

Asteroid

b. Asteroid sebagai pembatas planet dikelompokkan menjadi dua planet dalam dan planet luar

• Planet dalam planet yang orbitnya di dalam peredaran Asteroid

• Yang termasuk planet dalam antara lain Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

• Planet luar adalah planet yang garis edarnya berada diluar garis edar Asteroid,

• Yang termasuk planet luar antara lain Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

Page 197: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Planet Terestrial

Planet Jovian

c. Berdasarkan ukuran dan komposisi penyusunnya, Planet dikelompokkan menjadi planet Terrestrial dan Jovian

• Planet Terrestrial yaitu planet yang memiliki ukuran dan komposisi yang hampir sama dengan bumi,

• Yang termasuk planet Terrestrial antara lain Merkurius, Venus, Bumi dan Mars.

• Planet Jovian yaitu planet yang memiliki ukuran sangat besar dan komposisi penyusunnya hampir sama dengan planet Jupiter.

• yang termasuk planet Jovian antara lain Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus.

Page 198: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum keppler merupakan hukum – hukum yang menjelaskan tentang gerak planet.

1. Hukum I KepplerOrbit planet berbentuk elips dimana matahari terletak pada salah satu titik fokusnya.

ApheliumJarak terjauh planet dari matahari

PeriheliumJarak terdekat planet dari matahari

Hukum Keppler

Garis edar planet ( orbit ) lintasan yang dilalui planet saat mengitari matahari

Orbit Planet

Page 199: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Jika waktu planet untuk berevolusi dari AB sama dengan waktu planet untuk berevolusi dari CD sama dengan waktu planet untuk berevolusi dari EF

• Maka luas AMB = luas CMD = luas EMF

• Sehingga kecepatan revolusi planet dari AB lebih besar kecepatan revolusi planet dari CD dan kecepatan revolusi planet dari CD lebih besar kecepatan revolusi planet dari EF.

• Semakin dekat matahari kecepatan revolusi planet semakin besar

• Semakin jauh dari matahari kecepatan revolusi planet semakin lambat.

Hukum II Keppler• Garis yang menghubungkan planet ke matahari dalam

waktu yang sama menempuh luasan yang sama

Page 200: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Hukum III Keppler Kuadrat kala revolusi planet sebanding dengan pangkat

tiga jarak rata – rata planet ke matahari

3

2

3

1

2

2

2

1

dd

TT

d1d2

T1 = Periode revolusi planet 1T2 = Periode revolusi planet 2d1 = jarak rata – rata planet 1 ke mataharid2 = jarak rata – rata planet 2 ke matahari

Page 201: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

GERAK PLANET • Gerak planet dan semua anggota

tata surya mengikuti hukum grafitasi universal

• Hukum Grafitasi Universal.• Planet bumi dan planet yang

lainnya bergerak mengitari matahari karena pengaruh gaya grafitasi matahari.

• Gerak satelit mengelilingi planet disebabkan ada gaya grafitasi planet pada satelit.

• Planet bergerak mengelilingi matahari karena matahari memiliki massa lebih besar dari planet.

• Satelit mengelilingi planet karena planet memiliki massa lebih besar dari satelit.

Mp = massa planetMm = massa maahariR = jarak antara massaF = gaya tarik matahari

pada planet

F

R

Page 202: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• F = gaya tarik ( N ) • M1 = massa matahari (kg) • M2 = massa planet (kg)• R = jarak rata- rata matahari dengan planet ( m ) • G = konstanta grafitasi umum ( 6,67 . 10 – 11 N m2/kg2)

F = G 2

21.R

MM F

R

Besar gaya tarik matahari pada planet adalah sebanding dengan besar massa masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massa masing – masing.

Page 203: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Periode Revolusi • Akibat Revolusi bumi1. Terjadinya pergantian musim di bumi2. Terlihatnya rasi bintang yang berbeda tiap bulan3. Terjadi perbedaan lamanya waktu siang dan malam 4. Gerak semu tahunan matahari

Periode revolusi adalah waktu yang diperlukan planet mengitari matahari satu kali putaran

KU

KS

21 Maret

21 Juni

23 September

22 Desember

Belahan Bumi Utara lebih condong ke matahari

awal musim panas

Siang lebih lama dari malam

Belahan Bumi Utara menjauhi matahari

awal musim dingin

Malam lebih panjang dari siang

Belahan Bumi Utara Awal musim gugur, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Utara Awal musim semi, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Selatan menjauhi matahari

awal musim dingin

malam lebih lama dari siang

Belahan Bumi Selatan lebih condong ke matahari

awal musim panas

Siang lebih panjang dari malam

Belahan Bumi Selatan Awal musim semi, Malam sama panjang dengan siang

Belahan Bumi Selatan Awal musim gugur, Malam sama panjang dengan siang

Page 204: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Akibat Rotasi 1. Pergantian siang dan malam2. Perbedaan waktu dibumi yang garis bujurnya berbeda3. Gerak semu harian matahari4. Bentuk bumi menggelembung pada katulisiwa dan pepat pada kutubnya.5. perubahan arah angin di katulistiwa

Periode rotasi adalah waktu yang diperlukan planet berputar pada sumbunya satu kali putaran

Siang Malam

Matahari

Page 205: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Tabel data planet

Mercurius Venus Bumi Mars Jupiter Saturnus Uranus Neptunus

Jari-jari katulistiwa(x Jari-jari Bumi )

0.3825 0.9488 1 0.5325 11.21 9.449 4.007 3.883

Massa(x massa Bumi)

0.0553 0.8150 1 0.1074 317.8 95.16 14.54 17.15

Massa jenis (g/cm3) 5.4 5.2 5.5 3.9 1.3 0.69 1.3 1.6

Periode Rotasi (hari)

58.6 -240 1 1.03 0.414 0.444 -0.718 0.671

Periode Revolusi (tahun)

0.2408 0.6152 1 1.881 11.86 29.46 84.01 164.8

Jarak rata-rata ke matahari (SA)

0.3871 0.7233 1 1.524 5.203 9.59 19.10 30

Jumlah Satelit 0 0 1 2 63 56 27 13

Data Microsoft encarta Incyclopedia 2008

Page 206: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3. Asteroid• Planet – planet kecil yang berada diantara orbit Mars

dan orbit Jupiter. (Planet kerdil)

Sumber data Microsoft Encarta encyclopedia 2008.

5.43.06318Interamnia

5.73.18326Davida5.53.13408Hygiea

3.62.36530Vesta

4.62.77532Pallas

4.62.77950Ceres*

Periode revolusi(Tahun)

Jarak rata-rata ke matahari (Bumi = 1 )

Diameter ( km )nama

Page 207: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

MODUL 2 - TATASURYA 207

Asteroids

Mathilde & Eros (NEAR)

Ida & Dactyl

Page 208: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Foto Asteroid

Asteroid 243 Ida

Asteroid 433 Eros

Page 209: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

4. Meteoroid• Adalah batuan-batuan kecil yang sangat

banyak dan melayang-layang di angkasa luar

Page 210: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Batuan meteoroid yang masuk ke atmosfir bumi dan menghasilkan jejak cahaya.

Batuan-batuan atau benda langit yang bergesekan dengan atmosfer bumi dan habis terbakar sebelum sampai dipemukaan bumu disebut METEOR

Batuan-batuan yang tidak habis terbakar dan sampai dipermukaan bumi disebut METEORIT

PERBEDAAN METEOR dan METEORIT

Page 211: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Meteor juga dinamakan bintang beralih

Page 212: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

5. Komet• Benda langit yang mengorbit matahari dengan lintasan yang sangat

lonjong• Komet juga dikenal dengan nama Bintang berekor• Ekor komet selalu menjauhi matahari

Bagian dari komet : Inti, Coma, dan Ekor

Page 213: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Bagian – Bagian Komet

• Nucleus : bagian komet yang kecil tetapi padat tersusun dari debu dan gas

• Coma : daerah kabut disekeliling inti (nucleus)

• Ekor komet (tail) : bagian yang memanjang dan panjangnya mampu mencapai satu satuan astronomi

Page 214: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

6. SATELIT • Satelit merupakan benda langit yang mengorbit

planet dan mengiring planet di dalam mengorbit matahari

PlanetSatelit

Matahari

Satelit alam juga dinamakan Bulan

Satelit buatan yang digunakan untuk komunikasi

Page 215: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Bulan • Bulan melakukan tiga

gerakan sekaligus :a) Gerak rotasi b) Gerak revolusic) Gerak Bulan bersama-

sama Bumi mengelilingi Matahari

• Periode revolusi Bulan mengelilingi Bumi sama dengan rotasinya. Artinya besar kecepatan Bulan mengitari Bumi sama dengan rotasi pada porosnya sehingga permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi selalu sama.

Page 216: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

• Revolusi Bulan mengelilingi Bumi arahnya berlawanan dengan arah jarum jam pada orbit berbentuk elips dengan Periode Sinodis 29⅓ hari atau Periode Sideris 27⅓ hari.

• Periode Sideris adalah waktu yang diperlukan Bulan untuk berevolusi 36 (1 putaran) dengan mengacu 0 0pada suatu bintang tertentu selain Matahari.

• Periode Sinodis adalah waktu yang diperlukan Bulan untuk berevolusi (lebih dari 1 putaran) dengan mengacu pada matahari.

Page 217: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Periode Rotasi Bulan Bulan melakukan tiga gerakan putaran sekaligus1. Bulan berputara mengitari Bumi ( Revolusi )2. Bulan berputar pada porosnya ( Rotasi )3. Bulan bersama Bumi mengitari matahari.

Bulan didalam berevolusi bidang orbit bulanmembentuk sudut 5o terhadap bidang edar bumi ( ekliptika )

5o

Bidang edar bulan dan bidang edar bumi yang membentuk sudut 5o menyebabkan terjadinya gerhana bulan maupun gerhana matahari.

BL

Page 218: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Fase Bulan

Matahari

BL

BL baru / BL mati

Konjungsi

Bulan sabit awal

Kuartil awal

Bulan tiga perempat

Bulan purnama

Oposisi

Bulan tiga perempat

Kuartil akhir

Bulan sabit akhir

Page 219: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

PERUBAHAN PENAMPAKAN BENTUK BULAN (FASE BULAN)

Purnama

Sabit Tua

Sabit Muda

Kwartir Pertama

Kwartir Ketiga

Bulan Susut

Bulan Besar

sinar matahari

Bumi

Hilal

Periode fase bulan = 29,53055 hari

Bulan Baru(Ijtima’)

Page 220: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Matahari

BL

Matahari

BumiBulan

Penumbra

Umbra

Penumbra

Terjadi gerhana bulan

Gerhana Bulan

Bumi

Penumbra

Umbra

Penumbra

Page 221: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Matahari

Gerhana Matahari

Bumi

Penumbra

Umbra

Penumbra

Tempat terjadi Gerhana Matahari Total

Gerhana matahari terjadi ketika posisi matahari , bulan dan bumi segaris dan sebidang

Page 222: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

GERHANA TERDEKAT MELEWATI WILAYAH INDONESIA

1. Gerhana Matahari Total.Tanggal 9 Maret 2016.Jalur gerhana total melewati: Sum-Sel, Kal-Sel, Sul-Teng dan Sul-Ut.Durasi (lama gerhana total) 4 menit 9,5 detik.

2. Gerhana Matahari ParsialTanggal 22 Juli 2009.Jalur gerhana melewati bagian Utara dan Timur Indonesia.

3. Gerhana Matahari CincinTanggal 26 Januari 2009.Jalur gerhana melewati: Sumatera, Jawa dan Kalimantan.

4. Gerhana Bulan TotalTanggal 4 Mei 2004

5. Gerhana Bulan ParsialTanggal 17 Oktober 2005

Page 223: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Pasang surut air laut

Matahari

BL

Pasang PurnamaAtau pasang perbani

Pasang neap

Pasang neap

Pasang PurnamaAtau pasang perbani

Page 224: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Satelit Buatan

1. Satelit Komunikasi :

a) Satelit Telekomunikasi Internasional (International telecommunication Satelite, Intelsat )b) Telstarc) Sinkron d) satelit Palapa

Page 225: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Satelit Buatan

2. Satelit Cuaca :

a) Tiros Ib) Nimbus Ic) Nimbus VId) Meteosat

3. Satelit penelitian :

a) Landsat b) Pegasus c) Vanguardd) Explorer

Page 226: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Gejala Penampakan Alam• Ada 2 hal yang berkaitan dengan gejala

penampakan alam di bumi :

1. Litosfer (kerak bumi)→ Tenaga Endogen & Tenaga Eksogen

2. Atmosfer→ Troposfer→ Stratosfer→ Mesosfer→ Ionosfer→ Eksosfer

Page 227: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Permasalahan Lingkungan

1. Pelapukan adalah proses perusakan batuan besar menjadi batuan-batuan yang lebih kecil.

Pelapukan terjadi karena :a) pelapukan mekanikb) pelapukan kimiawic) pelapukan organik

Page 228: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

2. Pemanasan Global

• Merupakan gejala kenaikan suhu dimuka bumi karena jumlah karbon dioksida makin naik seiring dengan kemajuan teknologi.

• Global Warming juga dapat disebabkan oleh penggunaan CFC (CLORO FLUORO CARBON) yang dapat mempertipis lapisan OZON jika berada di atmosfer bumi.

Page 229: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti
Page 230: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

Usaha menjaga Lingkungan

• Tidak terlalu sering menggunakan barang yang mengandung Freon (CFC).

• Mengurangi kendaraan bermotor dan industri yang dapat menimbulkan karbon dioksida yang meningkat.

• Memperbanyak penanaman pohon dan melakukan kegiatan yang tidak mencemari lingkungan.

Page 231: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

LATIHAN1) 2 buah muatan masing-masing sebesar q san

2q berada pada jarak r mengalami gaya elektrostatika sebesar F. Jika kedalam tiap muatan tersebut ditambahkan muatan sebesar q dan jarak kedua muatan dijadikan ½ kali nya, gaya elektrostatika kedua muatan sekarang adalah ...a. 6 F

b. 8 Fc. 10 Fd. 12 F

Page 232: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

3) Elemen Volta tidak dapat mengalirkan arus dalam waktu lama karena ...a. Gelembung gas hidrogen yang dihasilkan melekat pada sengb. Gelembung gas hidrogen yang dihasilkan melekat pada

tembagac. Gelembung gas hidrogen yang dihasilkan melekat pada seng

dan tembagad. Gelembung gas hidrogen yang dihasilkan bercampur dengan

larutan asam sulfat

2) Aliran arus listrik adalaha. Dari potensial tinggi ke potensial rendahb. Dari potensial rendah ke potensial tinggic. Searah dengan aliran elektrond. Berurutan dengan aliran elektron

Page 233: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

4) Dalam sebuah rumah, terdapat 5 buah lampu pijar, dua buah berdaya 60 W, dua buah berdaya 10 W, dan satu buah berdaya 5 W. Jika lampu dinyalakan setiap hari dari pukul 18:00 sampai pukuk 06:00, energi listrik yang diperlukan untuk menyalakan lampu sebulan (30 hari) adalah ..

a. 5,22 kWh c. 17,4 kWhb. 52,2 kWh d. 174 kWh

Page 234: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

5) Sebutkan cara-cara menghilangkan sifat kemagnetan !

6) Transformator step-down digunakan intuk menurunkan tegangan radio dari 240 V menjadi 12 Volt. Perbandingan jumlah lilitan sekunder dengan primer adalah ...

7) Periode revolusi bulan mengelilingi bumi ternyata sama dengan periode rotasinya. Jelaskan arti dari pernyataan tersebut !

Page 235: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

PowerPointFISIKA KELAS 9

POWERPOINT OLEH :EVI DAMAYANTI

Page 236: Fisika SMP kelas 9 oleh Evi Damayanti

PowerPoint

Pembimbing : Ibu Kiswati S.pdKelas : 9 I

Nomor absen : 16SMPN 1 SUKOREJO

PASURUAN JAWA TIMUR

Terima kasih

Create : March 2013