2. Perhatikan gambar di bawah ini! R 1,6 22 N I Holi Empat buah baterai yang masing-masing ber GGL 1,5 volt dan hambatan dalamnya adalah 0,1? dirangkai seri. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan hambatan luar R = 1,6. Berapa besar arus yang mengalir? 

Hai pahamifren, pernahkah kamu bermain dengan mobil mainan yang menggunakan baterai? apakah kamu tahu fungsi baterai pada mobil mainan tersebut? pada saat baterai masih baru, mobil mainan bisa bergerak dengan cepat, tapi menjadi lambat saat baterai sudah dipakai cukup lama, atau bahkan berhenti. Nah, menurut kamu apakah yang dimiliki oleh baterai tersebut sehingga mampu menggerakkan mobil mainan? ya, jawabannya adalah karena baterai tersebut mempunyai GGL. Apakah itu GGL? Ingin tahu lebih lanjut tentang GGL, yuk kita bahas soal berikut dengan menggunakan konsep GGL, tegangan jepit, dan Hukum Kirchhoff.

STEP 1 : Identifikasi Konsep

GGL ( ε) suatu sumber tegangan listrik merupakan beda potensial antara ujung kutub-kutub sumber tegangan listrik ketika sumber tegangan listrik tersebut tidak mengalirkan arus listrik. 

Tegangan jepit merupakan beda potensial antara ujung kutub-kutub sumber tegangan listrik ketika sumber tegangan listrik tersebut mengalirkan arus listrik. Pada saat arus listrik mengalir, hambatan dalam juga mempunyai  tegangan yaitu tegangan hambatan dalam. 

Secara matematis tegangan jepit memenuhi persamaan; 

	\[{V_J}\, = \,\varepsilon \, - \,I \times r\,\,\,\,\,\,...\left( 1 \right)\]

Tegangan jepit pada persamaan (1) setara dengan persamaan berikut ini:

	\[{V_J}\, = \,I\, \times \,R\,\,\,\,\,\,...\left( 2 \right)\]

Dengan menyamadengankan kedua persamaan di atas, akan diperoleh nilai hubungan kuat arus listrik, GGL baterai, hambatan luar dan hambatan dalam sebagai berikut:

\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, - \,I\, \times r\, &= \,I\, \times \,R\\\varepsilon  &= \,I\, \times \,R\, + \,I\, \times \,r\\\varepsilon  &= \,I\, \times \,\left( {R\, + \,r} \right)\,\,\,\,\,\,...\left( 3 \right)\end{array}\]

Dengan: 	
Vj=tegangan jepit (V)  
ε=GGL baterai (V)
I=kuat arus listrik (A)
r=hambatan dalam baterai (Ω)
R=hambatan luar baterai (Ω)

Pada soal di atas diketahui sebagai berikut:
•	GGL tiap baterai = E = 1,5 Volt
•	Jumlah baterai = n = 4
•	Hambatan dalam tiap baterai = r = 0,1 ohm
•	Hambatan luar = R = 1,6 Ω

Ditanyakan:
•	Kuat arus listrik yang mengalir  = I = ?

Penyelesaian :
•	Pertama, Kita tentukan nilai GGL total dari 4 baterai tersebut. GGL total seri merupakan jumlah dari semua nilai GGL baterai, yaitu:

	\[\begin{array}{rl}\varepsilon \, &= \,{\varepsilon _1}\, + \,{\varepsilon _2}\, + \,{\varepsilon _3}\, + \,{\varepsilon _3}\\\varepsilon \, &= \,1,5\, + \,1,5\, + \,1,5\, + \,1,5\\\varepsilon \, &= \,6\,\text{V}\end{array}\]

•	Berikutnya, kita dapatkan hambatan dalam total baterai. Karena seri, maka hambatan dalam total baterai bisa didapatkan dengan konsep hambatan pengganti seri. yaitu:

	\[\begin{array}{rl}r\, &= \,{r_1}\, + \,{r_2}\, + \,{r_3}\, + \,{r_4}\,\\r\, &= \,0,1\, + \,0,1\, + \,0,1\, + \,0,1\,\\r\, &= \,0,4\,\Omega \end{array}\]

•	Berikutnya, kuat arus listrik I bisa kita dapatkan dari persamaan (3) di atas, yaitu:

	\[\begin{array}{rl}I\, &= \,\dfrac{\varepsilon }{{R\, + \,r}}\\I\, &= \,\dfrac{6}{{1,6\, + \,0,4}}\\I\, &= \,\dfrac{6}{2}\\I\, &= \,3\,\text{A}\end{array}\]


STEP 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai kuat arus listrik yang mengalir adalah sebesar 3 ampere.