--- title: "Rangkaian Listrik Pertama" book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama" subject: physics language: id chapter: 16 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama --- # Bab 16 — Rangkaian Listrik Pertama Klik — senter melemparkan berkas [cahayanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) ke seberang ruangan yang gelap. Di dalam tabung plastik itu tinggal sebuah [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), sebuah [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) kecil, dan dua lempeng logam, yang memainkan permainan dengan aturan yang ketat. Hari ini kita bongkar permainannya: dengan sebuah [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), sebuah [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), dan dua kawat, kita akan membuat [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) dengan tangan kita sendiri. ## 16.1 Sebuah bohlam, sebuah baterai, dua kawat **Definisi 16.1 (Baterai).** Sebuah *baterai* adalah tempat penyimpan listrik yang kecil. Ia punya dua ujung yang berbeda, yang disebut *kutub*: satu bertanda $+$ (plus), yang lain bertanda $-$ (minus). Kedua ujungnya penting — listrik hanya bermain kalau keduanya ikut dalam permainan. **Definisi 16.2 (Bohlam).** Sebuah *bohlam* adalah lampu kecil dengan benang tipis di dalam kacanya yang berpijar putih membara ketika listrik mengalir melewatinya. Amati baik-baik kaki logamnya: bohlam juga punya *dua* tempat sentuh — ujung di bagian paling bawah, dan sisi logam kakinya. Dua [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) pada [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), dua tempat sentuh pada bohlam: itu bukan kebetulan. **Metode 16.3 (Menyalakan bohlam).** Dengan satu [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), satu [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), dan dua kawat: 1. pasang satu kawat dari [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $+$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke ujung kaki [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) ; 2. pasang kawat yang lain dari [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $-$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke sisi logam kakinya; 3. [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala — kamu sudah membangun sebuah rangkaian! Kalau tetap gelap, periksalah tersangka yang biasa: kawat yang menyentuh kacanya alih-alih tempat sentuh logamnya, sambungan yang longgar, atau [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang sudah habis. ![Para pemain: sebuah baterai dengan dua kutubnya, sebuah bohlam dengan dua tempat sentuhnya, dan dua kawat yang menghubungkan mereka.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-first-electric-circuit/fig-8364f2bcb5a8.svg) *Para pemain: sebuah [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) dengan dua [kutubnya](#def-g3-first-electric-circuit-battery), sebuah [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) dengan dua tempat sentuhnya, dan dua kawat yang menghubungkan mereka.* ![Saat lingkarnya menutup: baterai, dua kawat, dan bohlam kecil itu pun menyala.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-first-electric-circuit/img-cfb8747d4511.jpg) *Saat lingkarnya menutup: [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), dua kawat, dan [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) kecil itu pun menyala.* ## 16.2 Rangkaiannya harus tertutup **Definisi 16.4 (Rangkaian listrik).** Sebuah *rangkaian listrik* adalah lingkar lengkap bagi listrik: keluar dari satu [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), melewati kawat dan [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), lalu kembali masuk ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang lain. Ketika lingkarnya lengkap kita katakan rangkaiannya *tertutup*; kalau ada celah di mana pun, rangkaiannya *terbuka*. **Proposisi 16.5 (Hukum lingkar).** [Bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala hanya ketika rangkaiannya tertutup — satu lingkar tanpa putus dari satu [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery), melewati [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), kembali ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang lain. Satu celah saja, di mana pun pada lingkar itu, dan [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) padam: listrik tidak melompati celah, dan ia tidak mengalir ke jalan buntu. **Contoh 16.6 (Mengapa kedua ujungnya?).** Hubungkan *dua* kawat dari [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $+$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke kedua tempat sentuh [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), dan biarkan [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $-$ sendirian: tidak terjadi apa-apa. Satu kawat dari $+$ dan satu dari $-$, tetapi keduanya ke ujung [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb): sekali lagi tidak terjadi apa-apa. [Bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala hanya ketika lingkarnya menyinggahi kedua [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang berbeda *dan* kedua tempat sentuh [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) yang berbeda — satu perjalanan bolak-balik yang lengkap. **Contoh 16.7 (Sakelar).** Sebuah *sakelar* adalah pintu di dalam rangkaian: jembatan logam kecil yang direbahkan oleh bunyi klik (tertutup — lingkarnya lengkap, terang!) atau diangkat sampai terbuka (ada celah — gelap). Tombol senter, [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) lampu di dinding, tombol bel pintu: semuanya pintu di dalam sebuah lingkar. Kamu dapat membuatnya sendiri dari jepitan jemuran dan sepotong aluminium dapur yang dilipatkan pada rahangnya. ![Rangkaian yang sama digambar dengan cara yang rapi, memakai lambang. Kiri: sakelar tertutup, lingkarnya lengkap, lampunya menyala. Kanan: satu celah di sakelar — gelap.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-first-electric-circuit/fig-67c33804d5ff.svg) *Rangkaian yang sama digambar dengan cara yang rapi, memakai lambang. Kiri: [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) tertutup, lingkarnya lengkap, lampunya menyala. Kanan: satu celah di [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — gelap.* **Catatan 16.8 (Gambar yang rapi).** Alih-alih menggambar setiap tonjolan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) dan ulir [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), para ahli listrik memakai *lambang*: dua garis yang tidak sama panjang untuk [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) (yang panjang adalah $+$), lingkaran bersilang untuk lampu, jembatan angkat kecil untuk [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch), dan garis lurus untuk kawat. Gambar lambang sebuah rangkaian lebih cepat dibuat, dan siapa pun di dunia dapat membacanya — kita akan memakai gambar seperti ini bertahun-tahun lamanya. **Catatan 16.9 (Baterai boleh, stopkontak jangan pernah).** Semua yang ada di bab ini dimainkan dengan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) bulat atau pipih yang kecil: dorongannya mungil dan aman untuk percobaan. *Stopkontak* di dinding adalah dunia yang lain — dorongannya ratusan kali lebih perkasa, cukup untuk melukai atau membunuh. Jangan pernah memasukkan kawat, jari, atau apa pun ke dalam stopkontak, dan jangan pernah membongkar apa pun yang dicolokkan ke sana. Permainan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery): boleh. Stopkontak: jangan pernah. ## 16.3 Latihan **Latihan 16.1 ★.** Sebutkan kedua [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) sebuah [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) dan kedua tempat sentuh sebuah [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb). **Solusi Latihan 16.1.** [Kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery): $+$ (plus) dan $-$ (minus). Tempat sentuh [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb): ujung di bagian bawah kakinya, dan sisi logam kakinya. **Latihan 16.2 ★.** Apa itu [rangkaian tertutup](#def-g3-first-electric-circuit-circuit)? Apa itu [rangkaian terbuka](#def-g3-first-electric-circuit-circuit)? Pada yang mana [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala? **Solusi Latihan 16.2.** Tertutup: satu lingkar tanpa putus dari [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery). Terbuka: lingkar yang punya celah di suatu tempat. [Bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala hanya pada yang tertutup. **Latihan 16.3 ★.** Lea menghubungkan [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $+$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke ujung [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) dengan satu kawat, lalu berhenti di situ. [Bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) tetap gelap. Apa yang kurang, menurut kata-kata hukum lingkar? **Solusi Latihan 16.3.** Perjalanan pulangnya. Satu kawat hanyalah separuh lingkar: listriknya harus keluar dari satu [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery), melewati [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), dan *kembali ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang lain* — Lea memerlukan kawat kedua dari tempat sentuh samping [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $-$. **Latihan 16.4 ★.** Apa pekerjaan sebuah [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) di dalam lingkar? Apa yang terdapat di dalam [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ketika ia tertutup? **Solusi Latihan 16.4.** [Sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) adalah pintu di dalam lingkar: kalau tertutup ia melengkapi rangkaiannya; kalau terbuka ia membuat celah. Di dalam [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) yang tertutup, sebuah jembatan logam kecil menyatukan kedua kawatnya. **Latihan 16.5 ★.** Gambarlah, dengan lambang yang rapi pada [Catatan 16.8](#rem-g3-first-electric-circuit-symbols), sebuah rangkaian dengan satu [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), satu [sakelar](#ex-g3-first-electric-circuit-switch) tertutup, dan satu lampu. Lambang mana untuk apa? **Solusi Latihan 16.5.** Sebuah lingkar dari garis lurus yang menghubungkan: dua garis yang tidak sama panjang ([baterainya](#def-g3-first-electric-circuit-battery), garis panjangnya adalah $+$), lambang jembatan angkat yang terbaring tertutup ([sakelarnya](#ex-g3-first-electric-circuit-switch)), dan lingkaran bersilang (lampunya). **Latihan 16.6 ★.** Senter padam di tengah perjalanan berkemah. Sebutkan tiga celah atau kerusakan yang mungkin untuk diperiksa, dari [Metode 16.3](#met-g3-first-electric-circuit-light). **Solusi Latihan 16.6.** [Baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang sudah habis; sambungan yang longgar (kawat atau [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) tidak terpasang erat, pegasnya bengkok); [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) yang rusak — benang berpijarnya putus, sehingga ada celah di dalam [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) sendiri. **Latihan 16.7 ★.** Pada rangkaian bel pintu, di mana “[sakelarnya](#ex-g3-first-electric-circuit-switch)”? Mengapa belnya berbunyi hanya selama tombolnya ditekan? **Solusi Latihan 16.7.** Tombolnya *adalah* [sakelarnya](#ex-g3-first-electric-circuit-switch). Menekannya merebahkan jembatan logam dan menutup lingkarnya, sehingga belnya berbunyi; melepaskannya mengangkat jembatan itu, celahnya terbuka, dan bunyinya berhenti. **Latihan 16.8 ★.** Mengapa kamu tidak boleh menyodokkan apa pun ke dalam stopkontak, padahal bermain dengan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) tidak apa-apa? (Lihat [Catatan 16.9](#rem-g3-first-electric-circuit-safety).) **Solusi Latihan 16.8.** Dorongan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) mungil dan aman; dorongan stopkontak ratusan kali lebih perkasa dan dapat melukai atau membunuh. Stopkontak bukan tempat percobaan — tidak pernah. **Latihan 16.9 ★.** Sebuah [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) dipegang dengan ujungnya menempel pada [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $+$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), dan satu kawat dari [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $-$ [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) ditekankan pada sisi logam kaki [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb): apakah [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) akan menyala? Telusurilah lingkarnya dengan jarimu untuk memutuskan. **Solusi Latihan 16.9.** Ya, [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) menyala. Telusuri lingkarnya: [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) $+$, masuk ke ujungnya, melewati benang berpijarnya, lalu keluar lewat tempat sentuh sampingnya, menyusuri kawatnya, dan kembali ke $-$. Satu perjalanan penuh yang menyinggahi kedua [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) dan kedua tempat sentuhnya. **Latihan 16.10 ★★.** Sam membangun sebuah lingkar: [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery), kawat, [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), kawat, kembali ke [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) — tetapi ia memasang kedua kawatnya pada [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang sama, $-$, “karena letaknya lebih dekat”. [Bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) tetap gelap walaupun lingkarnya tampak lengkap. Jelaskan apa yang kurang pada lingkarnya, dengan [Contoh 16.6](#ex-g3-first-electric-circuit-bothends). **Solusi Latihan 16.10.** Lingkarnya tidak pernah menyinggahi [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang kedua. Sebuah rangkaian harus berjalan dari satu [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) *melewati [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) ke [kutub](#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang lain*: keluar dari $-$ lalu kembali ke $-$ adalah perjalanan yang tidak ke mana-mana — dorongan [baterai](#def-g3-first-electric-circuit-battery) memerlukan kedua ujungnya yang berbeda ikut bermain. **Latihan 16.11 ★★.** Seuntai lampu pesta kehilangan satu [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb), dan *seluruh* untaiannya gelap, padahal semua [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) yang lain baik-baik saja. Apa yang diberitahukan hal ini tentang cara [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) itu disusun di dalam lingkar? (Bab rangkaian tahun depan akan memberi susunan itu sebuah nama.) **Solusi Latihan 16.11.** Semua [bohlamnya](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) pasti duduk pada satu lingkar tunggal, satu demi satu: [bohlam](#def-g3-first-electric-circuit-bulb) yang hilang meninggalkan celah, dan satu celah menggelapkan seluruh untaian — itulah hukum lingkar. (Tahun depan susunan satu-demi-satu ini mendapat namanya: rangkaian seri.)