---
title: "Arus Listrik dan Efeknya"
book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama"
subject: physics
language: id
chapter: 54
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/54-arus-listrik-dan-efeknya
---

# Bab 54 — Arus Listrik dan Efeknya

Arusnya sudah berarak tanpa nama namun berguna sepanjang lima tahun rangkaian: menyalakan benang, memutar [motor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor), membunyikan bel. Tahun ini kelistrikan berubah menjadi kuantitatif — alat ukur, [satuan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/37-pengukuran-dalam-sains-satuan-dan-alat-ukur#def-g6-measurement-in-science-measuring), dan hukum — dan kita membuka dengan menghitung persediaan: apa, tepatnya, yang dapat *dilakukan* sebuah arus? Ternyata ada tiga efek, dan seluruh dunia kelistrikan dibangun darinya.

## 54.1 Ketiga efeknya

**Proposisi 54.1 (Efek arus listrik).**

Arus yang mengalir menembus materi memperlihatkan dirinya lewat tiga efek:

1. *efek panas* : setiap arus menghangatkan penghantar yang diseberanginya — dengan lembut pada kawat yang baik, dengan garang pada kawat yang tipis atau kelebihan beban, sampai berpijar putih dengan sengaja pada filamen dan pemanggang roti;
2. *efek magnet* : sebuah arus mengubah sekelilingnya menjadi bersifat [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) — sepotong kawat menyimpangkan jarum [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) di dekatnya, dan kawat yang digulung menjadi [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) sejati berkutub, yang dapat dinyalakan sesuka hati;
3. *efek kimia* : ketika menyeberangi [zat cair](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) tertentu, sebuah arus menggerakkan perubahan kimia — memecah air menjadi dua [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) , menyepuh sendok dengan perak, serta mengisi dan mengosongkan setiap [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) .

**Contoh 54.2 (Efek panas sedang bekerja).**

Yang disengaja: batang pemanggang roti yang berpijar, kumparan tersembunyi di dalam cerek, filamen lampu lama yang berpijar putih, [sekring](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-fuse) yang dibangun untuk melebur paling dahulu. Yang tidak diinginkan: pengisi daya telepon yang hangat, bagian bawah komputer jinjing yang panas — dan ancaman [korsleting](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-device), yang kamu pelajari sebagai tanda tangan sang penjahat. Satu efek, pelayan sekaligus bahaya, yang takarannya ditentukan oleh seberapa keras arusnya berlari — takaran yang kita pelajari untuk *diukur* pada bab berikutnya.

![Efek termalnya, berpijar: arus yang dipaksa menembus kumparan berhambatan pada pemanggang rotinya memanaskannya sampai merah membara.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g8-electric-current-effects/img-b251f7c1cdb9.jpg)

*Efek termalnya, berpijar: arus yang dipaksa menembus kumparan berhambatan pada pemanggang rotinya memanaskannya sampai merah membara.*

## 54.2 Arus membuat magnet

**Contoh 54.3 (Kompas mengkhianati kawatnya).**

Dua abad yang lalu, di tengah sebuah kuliah, seorang fisikawan memperhatikan jarum [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) berkedut tiap kali ia menutup sebuah rangkaian di atas meja di sampingnya. Kedutan itu — yang tidak lebih daripada gemetar sebuah jarum — adalah jembatan pertama yang pernah terlihat di antara kelistrikan dan kemagnetan, dua ilmu yang sampai saat itu seterpisah cuaca dan musik. Baringkan sebuah [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) di samping sepotong kawat lalu nyalakan: jarumnya berayun ke samping; balikkan arusnya, dan ia berayun ke arah yang lain. Arusnya menciptakan kemagnetan di sekeliling dirinya, dengan sebuah arah.

**Definisi 54.4 (Elektromagnet).**

Sebuah *elektromagnet* adalah gulungan kawat berisolasi — sering dililitkan pada inti besi — yang menjadi [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) selagi arus mengalir menembusnya: [kutub utara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-poles), [kutub selatan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-poles), kekuatan menyambar besi, dan segalanya. Tidak seperti [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu mana pun, ia menaati sebuah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch): arus menyala, [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) menyala; arus padam, [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) lenyap; arus dibalik, kutubnya bertukar.

![Elektromagnetnya: sebuah gulungan dan sebuah arus membuat magnet yang dapat diciptakan, dimusnahkan, atau dibalik oleh sakelar.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g8-electric-current-effects/fig-59c51e054802.svg)

*[Elektromagnetnya](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet): sebuah gulungan dan sebuah arus membuat [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) yang dapat diciptakan, dimusnahkan, atau dibalik oleh [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch).*

**Contoh 54.5 (Kemagnetan yang dapat disakelar menjalankan dunia).**

Derek tempat rongsokan mencengkeram sebuah mobil dengan [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) lalu menjatuhkannya dengan membuka sebuah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — cobalah itu dengan [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu. Kunci pintu listrik, [bunyi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/19-bunyi-di-sekitar-kita#def-g3-sound-around-us-sound) klak sebuah relai, palu bel pintu (sebuah [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) yang menyambarnya ke arah belnya, memutus arusnya sendiri, lalu melenting kembali: kerincingan yang dijadikan hukum), kepala pembaca telepon zaman dahulu, dan — yang teragung — setiap [motor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor) listrik: kemagnetan buatan arus yang mendorong melawan [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet), ribuan kali tiap sekon. [Efek magnet](#prop-g8-electric-current-effects-three) adalah otot zaman kelistrikan.

**Metode 54.6 (Melilit sebuah elektromagnet).**

1. lilitkan semeter atau dua [meter](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/7-mengukur-panjang#def-g2-measuring-length-units) kawat tipis berisolasi dalam lilitan yang rapat dan rapi mengelilingi sebatang paku besi atau baut yang besar, sambil menyisakan dua ujung yang bebas;
2. hubungkan ujungnya ke sebuah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) lewat sebuah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) (jangan pernah langsung untuk waktu lama — gulungannya hampir merupakan [korsleting](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-device) lalu menghangat: efek panasnya mendampingi percobaannya);
3. tutuplah [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) sejenak: kepala pakunya menyambar penjepit kertas; bukalah: penjepitnya jatuh;
4. ujilah dengan sebuah [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) : kedua ujung gulungannya berperilaku sebagai kutub U dan S — lalu bertukar ketika kamu membalik [baterainya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) .

Makin banyak lilitannya, makin kuat cengkeramannya: takarlah kemagnetannya dengan melilit.

## 54.3 Efek kimianya

**Contoh 54.7 (Arus menembus air).**

Celupkan dua elektrode dari isi pensil yang terhubung kabel ke sebuah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) ke dalam air yang dibuat sedikit menghantar (sesendok soda cuci membantu), lalu perhatikan: gelembung mungil mengalir dari kedua isinya — dua [gas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/14-zat-padat-zat-cair-gas#def-g3-solids-liquids-gases-gas) yang berbeda, yang lahir dari airnya sendiri, dengan [volume](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/38-massa-dan-volume#def-g6-mass-and-volume-volume) dua kali lipat pada isi yang satu dibandingkan yang lain. Arusnya sedang membongkar air menjadi kedua penyusunnya yang tak terlihat. Pintu di antara kelistrikan dan kimia ini — *elektrolisis* — menyepuh sendok murah dengan perak, memenangkan aluminium dari bijihnya, dan sebagian besar menjadi milik pelajaran kimiamu; fisika memberi hormat lalu berjalan terus.

**Contoh 54.8 (Setiap baterai adalah efek itu yang dijalankan terbalik).**

Di dalam setiap [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery), kimialah yang mendorong arusnya: [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) kimia yang tersimpan menggerakkan arak-arakannya, sambil membelanjakan dirinya selagi ia mengabdi — pengosongan yang kamu kenal sejak senter meredup. Sel yang dapat diisi ulang menutup lingkarannya: pengisinya memaksa arus menembus *terbalik*, dan [efek kimianya](#prop-g8-electric-current-effects-three) membangun ulang simpanannya. Kimia menjadi listrik, listrik menjadi kimia: satu efek, kedua arahnya, dan seluruh industri [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery).

**Catatan 54.9 (Efek sebagai pengesan).**

Ketiga efeknya menjawab sebuah pertanyaan yang membuatmu tertegun ketika menjadi murid sang penguji: bagaimana kamu *melihat* sebuah arus — arak-arakan tak terlihat di dalam kawat yang [buram](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/49-sumber-cahaya-dan-perambatannya#def-g7-light-sources-propagation-coats)? Lewat perbuatannya. Kawat yang menghangat, [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) yang berkedut, gelembung yang mengalir: masing-masing mengkhianati arak-arakannya. Setiap alat pengukur arus yang pernah dibangun membaca salah satu di antara ketiga efeknya — dan alat yang menanti pada bab berikutnya membaca kedutan [magnetnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet), yang disempurnakan menjadi papan berangka.

## 54.4 Latihan

**Latihan 54.1 ★.**

Sebutkan ketiga efek [arus listrik](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/47-rangkaian-lingkar-seri-paralel#def-g7-circuits-series-parallel-current), masing-masing dengan satu kegunaan yang mengabdi.

**Solusi Latihan 54.1.**

Panas (pemanggang rotinya, cereknya, filamennya); [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) ([elektromagnetnya](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet), [motornya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor), bel pintunya); kimia (penyepuhan listrik, pemecahan air, pengisian [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery)).

**Latihan 54.2 ★.**

Efek yang mana, pada tiap adegan: [sekring](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-fuse) yang melebur; bel pintu yang memalu; gelembung pada isi pensilnya; nyala pemanggang roti; cengkeraman derek tempat rongsokan?

**Solusi Latihan 54.2.**

Panas; [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet); kimia; panas; [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet).

**Latihan 54.3 ★.**

Apa yang diungkapkan [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) yang berkedut di samping meja kuliah itu? Apa yang terjadi pada kedutannya ketika arusnya dibalik?

**Solusi Latihan 54.3.**

Bahwa sebuah arus menciptakan kemagnetan di sekeliling kawatnya — jembatan pertama di antara kelistrikan dan kemagnetan. Membalik arusnya membalik kedutannya.

**Latihan 54.4 ★.**

Berikan tiga kekuatan yang dimiliki [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) yang tidak dapat ditandingi [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu mana pun.

**Solusi Latihan 54.4.**

Ia dapat dipadamkan, dinyalakan, dan dibalik kutubnya sesuka hati — dan kekuatannya dapat ditakar (lebih banyak lilitan, lebih banyak arus). [Magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu tidak dapat melakukan satu pun di antaranya.

**Latihan 54.5 ★.**

Pada cara melilitnya, mengapa kawatnya harus berisolasi? Dan mengapa gulungannya tidak boleh tetap terhubung lama tanpa beban yang bekerja?

**Solusi Latihan 54.5.**

Lilitan telanjang yang bersentuhan akan membiarkan arusnya memotong jalan menyeberangi lilitannya alih-alih berkeliling gulungannya — isolasinya memaksakan jalan pemagnetan yang panjang. Dan gulungannya sendirian sangat sedikit melawan arak-arakannya: kalau dibiarkan terhubung ia hampir merupakan [korsleting](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-device), yang menghangatkan gulungan dan [baterainya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) — efek panasnya mendampinginya.

**Latihan 54.6 ★.**

Bagaimana juru dereknya melepaskan mobilnya? Bandingkan dengan apa yang akan dituntut [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu yang sama kuatnya.

**Solusi Latihan 54.6.**

Dengan membuka sebuah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch): arusnya hilang, kemagnetannya hilang, mobilnya jatuh. [Magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu sekuat itu akan menahan selamanya — melepaskan mobilnya akan menuntut mesin untuk merenggutnya lepas.

**Latihan 54.7 ★.**

Perubahan [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) apa yang terjadi di dalam sebuah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang sedang dipakai? Dan di dalam [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) isi ulang pada pengisinya?

**Solusi Latihan 54.7.**

Ketika dipakai: [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) kimia yang tersimpan menjadi [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) listrik yang menggerakkan arak-arakannya (yang berakhir sebagai [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source), gerak, kehangatan). Pada pengisinya: [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) listrik yang dipaksa mundur menembus selnya membangun ulang simpanan kimianya.

**Latihan 54.8 ★.**

Mengapa ketiga efeknya berharga sebagai *pengesan*? Efek yang mana yang akan disempurnakan alat bab berikutnya menjadi sebuah bilangan?

**Solusi Latihan 54.8.**

Karena arak-arakannya sendiri tidak terlihat: hanya perbuatannya yang mengkhianatinya. Menghangat, berkedut, dan menggelembung adalah satu-satunya tanda tangan arusnya — dan alat bab berikutnya menyempurnakan kedutan [magnetnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) menjadi bacaan yang berangka.

**Latihan 54.9 ★★.**

Bel pintunya: sebuah [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) menyambar palunya ke arah belnya, tetapi palu yang bergerak itu memutus rangkaiannya sendiri; sebuah pegas mengembalikannya, sehingga membuat ulang persentuhannya — dan seterusnya. Telusurilah satu daur penuh lalu jelaskan mengapa rancangannya *harus* berkerincing alih-alih menahan.

**Solusi Latihan 54.9.**

Tombolnya ditekan: arusnya mengalir, [elektromagnetnya](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) menyambar palunya, ding — tetapi ayunan palunya membuka sebuah persentuhan di dalam pasokannya sendiri; kemagnetannya mati, pegasnya mengembalikan palunya, sehingga membuat ulang persentuhannya; arusnya kembali, menyambar lagi — dan seterusnya, berkali-kali tiap sekon. Menahan mustahil menurut rancangannya: sambarannya selalu memutus sebabnya sendiri — dan kerincingannya *adalah* deringnya.

**Latihan 54.10 ★★.**

Sebuah relai adalah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) yang ditutup oleh [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet): arus kecil di dalam gulungannya menutup persentuhan yang membawa arus besar di dalam rangkaian yang lain. Jelaskan mengapa hal ini membiarkan termostat yang halus memerintah pemanas listrik yang rakus dengan aman — dan kedua rangkaian mana yang tidak pernah bersentuhan.

**Solusi Latihan 54.10.**

Persentuhan termostatnya yang rapuh hanya membawa arus kecil milik gulungannya; kemagnetan gulungannya menutup persentuhan yang kekar yang membawa arus rakus milik pemanasnya di dalam lingkar yang terpisah. Yang kecil memerintah yang besar, dan kedua rangkaiannya tidak pernah bersentuhan — tangan yang halus menarik sebuah [tuas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/17-tuas-dan-neraca#def-g3-levers-and-scales-lever), bukan bebannya.

**Latihan 54.11 ★★.**

Jarum kompasmu berkedut setiap kali sebuah kawat tersembunyi di dalam dinding membawa arus. Rancanglah pencari kawat dinding dari kenyataan ini: tata caranya, apa arti kedutan yang kuat, dan satu batas yang jujur pada alatnya (pikirkan apa lagi yang menggerakkan jarum [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass)).

**Solusi Latihan 54.11.**

Tata caranya: peganglah kompasnya rata pada dindingnya, jauh dari perabot besi; sapukan perlahan; di tempat jarumnya berkedut ketika perkakas yang dicurigai dinyalakan lalu dipadamkan, di situ ada kawat pembawa arus. Kedutan yang kuat berarti arus yang dekat atau kuat. Batas yang jujur: jarum juga menjawab pipa besi, [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet), dan Bumi sendiri — sehingga hanya kedutan yang mengikuti nyala-padam [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) yang membuktikan sebuah arus.

**Latihan 54.12 ★★★.**

Sebuah [motor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor) listrik, secara garis besar: sebuah gulungan pada poros duduk di antara kutub sebuah [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet); arus menjadikan gulungannya [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet); dorong-dan-tarik kutubnya memutar porosnya — dan tepat ketika gulungannya hendak diam sejajar, arus yang menembusnya dibalik, sehingga ia harus mengejar kesejajarannya selamanya. Jelaskan, kutub demi kutub, mengapa pembalikannya tidak dapat ditinggalkan — apa yang akan dilakukan [motornya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor) tanpa pembalikan itu? (Kamu baru saja menjelaskan mengapa [motor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor) memuat sebuah persentuhan pembalik — dan separuh dari cara zaman kelistrikan memutar rodanya.)

**Solusi Latihan 54.12.**

Arusnya menjadikan gulungannya [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet); kutub gulungan dan rangkanya yang tidak sejenis saling menarik, yang sejenis saling menolak, dan gulungannya berputar menuju kesejajaran. Tanpa pembalikan ia akan mencapai kesejajarannya lalu berhenti — setengah putaran, lalu sebuah gemetar menuju diam: sebuah penutup pintu, bukan sebuah [motor](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/41-rangkaian-listrik-dan-keselamatan#ex-g6-circuits-and-safety-motor). Membalik arusnya pada saat sejajar menukar kutub gulungannya: tarikan kemarin kini menjadi tolakan, kesejajarannya menjadi tempat terburuk untuk didiami, dan gulungannya harus terus mengejar sasaran yang membalik menjauh tiap setengah putaran — pengejaran yang abadi, yang artinya: perputaran.

## 54.5 Soal: Bengkel Sang Penemu

**Soal 54.1.**

Soal akhir pekan — satu baterai, tiga efek, lima penemuan; sesore di bengkel sang penemu

Meja bengkelnya memuat [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery), kawat, paku besi, sebuah [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass), dua isi pensil, sebuah toples air soda — dan sebuah buku catatan berisi penemuan setengah jadi yang harus dinilai.

**Bagian I — Menghitung persediaan.**

1. Sketsakan meja uji tiga efek milik bengkelnya: untuk satu [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) dan satu [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) , gambarkan susunan yang memperlihatkan ketiga efeknya sekaligus (sepotong kawat tipis untuk menghangat, sebuah [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) di samping sebuah isi pensil, toplesnya di dalam lingkarnya). Dalam susunan yang mana ketiga peragaannya harus duduk — seri atau paralel — supaya satu [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) menjalankan semuanya?
2. Kawat peragaan yang tipis itu menghangat tetapi kawat penyalur yang tebal tetap sejuk, di dalam lingkar yang sama. Kenyataan mana dari bab satu tentang lingkar serinya yang membuat hal ini *lebih* menarik daripada tampaknya — apa yang sama pada kedua kawatnya, dan apa yang berbeda?
3. Kompasnya berkedut ke timur ketika [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) tertutup. Dua perubahan apa, kalau dilakukan bersama, yang akan membiarkan kedutannya persis seperti semula?
4. Gelembungnya mengalir dua kali lebih cepat dari isi pensil yang satu daripada yang lain. Apa yang diisyaratkan hal ini tentang kedua penyusun air? (Kimia akan menegaskan perbandingannya.)

**Bagian II — Menilai penemuannya.**

5. Penemuan: “bel pintu yang sunyi” — sebuah [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) yang menarik palu kempa yang lembut sekali lalu menahannya sampai tombolnya dilepaskan. Bagian mana dari mekanisme bel pintu yang klasik yang harus *disingkirkan* penemunya, dan apa yang akan didengar tamunya?
6. Penemuan: “pemilah [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) ” — rongsokan di atas ban berjalan lewat di bawah sebuah [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) yang mengangkat keluar besi dan baja. Apa yang terjadi di bak penjatuhannya, dan mengapa pemilahnya meninggalkan kaleng aluminium di atas sabuknya (dua kenyataan [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) dari tahun-tahun sebelumnya menjawabnya)?
7. Penemuan: “pembalik kutub” — sebuah [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) yang dipasang di atas sebuah gulungan, yang membalik tiap kali sebuah [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) tersembunyi membalik [baterainya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) . Sifat kemagnetan buatan arus yang mana yang sedang dimanfaatkan?
8. Penemuan: “penyepuh abadi” — penyepuhan perak yang ditenagai [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang “mengisi ulang dirinya sendiri dari penyepuhannya”. Tolaklah, sambil menyebut kedua arah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) pada babnya dan sebuah hukum lama tentang [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) .

**Bagian III — Adikarya malam itu.** Penemunya menutup dengan sebuah permainan derek untuk pasar malam: sebuah [tuas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/17-tuas-dan-neraca#def-g3-levers-and-scales-lever) kendali, sebuah [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) kecil pada tali, dan sebuah bak berisi pernik besi.

9. Tuliskan naskah gerakan yang menang dalam bahasa efeknya: apa yang terjadi ketika “menyambar”, selama ayunannya, dan ketika “melepaskan”?
10. Pengunjung pasar mengeluh bahwa dereknya menjatuhkan hadiah di tengah ayunan setiap kali [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) tuanya melemah. Sifat [elektromagnet](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) yang mana — keutamaan sekaligus kelemahan dalam satu — yang sedang dipertontonkan?
11. Penemunya menggandakan lilitan gulungannya untuk menolong. Ramalkan efeknya pada cengkeramannya, lalu sebutkan takaran yang satu lagi (dari sisi [baterainya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) ) yang akan dapat kita bilangkan pada bab berikutnya.
12. Halaman terakhir buku catatannya: tulislah ringkasan bengkelnya — satu kalimat tiap efek, masing-masing menyebut penemuan pengabdinya yang terbaik malam itu.

**Solusi Soal 54.1.**

**1.** Ketiga peragaannya terangkai *seri* pada satu lingkar bersama [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch): satu arak-arakan lalu melayani kawat yang menghangat, kawat kompasnya, dan toplesnya bergantian — satu [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch), tiga efek. **2.** Hukum serinya: arus yang *sama* menyeberangi kawat tebal dan tipis sama saja. Yang berbeda hanyalah jalannya — kawat yang tipis lebih menderita oleh arak-arakannya lalu menghangat: takaran yang sama, pasien yang berbeda. **3.** Baliklah [baterainya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) *dan* lewatkan kawatnya di sisi [kompas](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/25-magnet-dan-kompas#def-g4-magnets-and-compass-compass) yang lain (atau baliklah kompasnya): dua pembalikan saling meniadakan, dan kedutannya tetap ke timur. **4.** Bahwa kedua penyusun air hadir dalam perbandingan dua-berbanding-satu — dua kali lipat gasnya dari isi pensil yang satu dibandingkan yang lain. **5.** Singkirkan persentuhan yang memutus dirinya sendiri (bagian yang dibuka ayunan palunya): [elektromagnetnya](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) lalu menahan palu kempanya pada belnya dalam kesunyian — tamunya mendengar satu “dum” yang lembut dan tidak ada lagi. **6.** Di baknya juru operasinya membuka [sakelar](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) gulungannya: kemagnetannya lenyap, besinya jatuh. Aluminiumnya berjalan terus karena [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) — batu maupun buatan arus — hanya mencengkeram keluarga besi, dan aluminium tidak pernah menjawab mereka. **7.** Bahwa kutub sebuah [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) buatan arus mengikuti arah arusnya: baliklah yang satu, baliklah yang lain. **8.** Sebuah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) menggerakkan penyepuhan dengan *membelanjakan* simpanan kimianya; membangun ulang sebuah simpanan menuntut [energi](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) yang dipaksakan masuk dari luar. [Baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang mengisi ulang dirinya sendiri dari kerja yang dibayarnya itu adalah mesin abadi lagi — tagihan [energinya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/29-energi-dalam-kehidupan-sehari-hari#def-g5-everyday-energy-energy) tidak dapat membayar dirinya sendiri. **9.** Menyambar: [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) menutup, gulungannya menjadi [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet), perniknya tertahan. Mengayun: arusnya dijaga, cengkeramannya dijaga — [efek magnetnya](#prop-g8-electric-current-effects-three) sedang bertugas. Melepaskan: [sakelarnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#ex-g3-first-electric-circuit-switch) membuka di atas jalurannya, kemagnetannya mati, hadiahnya jatuh. **10.** Bahwa [elektromagnetnya](#def-g8-electric-current-effects-electromagnet) hidup oleh arusnya: [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery) yang melemah, arak-arakan yang lebih lemah, cengkeraman yang lebih lemah — harga dari kemampuan disakelar adalah ketergantungan. ([Magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) batu tidak pernah melemah — dan tidak pernah melepaskan.) **11.** Lebih banyak lilitan, [magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet) yang lebih kuat pada arus yang sama: cengkeraman yang lebih kukuh. Takaran yang satu lagi adalah kekuatan arusnya sendiri — yaitu *kuat arusnya*, yang diukur pada bab berikutnya. **12.** Misalnya: “Panas: [sekringnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/48-korsleting-dan-keselamatan-listrik#def-g7-short-circuits-safety-fuse), yang mati paling dahulu dan dengan setia. [Magnet](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/6-magnet#def-g1-magnets-magnet): permainan dereknya, yang mencengkeram lalu melepaskan sesuai perintah. Kimia: toples penyepuhnya, yang memeraki sendok dengan kesabaran sebuah [baterai](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/16-rangkaian-listrik-pertama#def-g3-first-electric-circuit-battery).”