Arus listrik merupakan salah satu materi mata pelajaran fisika yang timbul pada jenjang Sekolah Menengah Pertama. Apakah ananda sedang mencari materi atau menerima tugas ihwal arus listrik?
Jika iya, maka sempurna sekali karena pada kesempatan kali ini di Sosiologiku kita akan berguru materi arus listrik dengan-cara lengkap mulai dr pengertian, rumus, sampai acuan soalnya. Simak pembahasannya berikut ini.
Daftar Isi
Pengertian Arus Listrik
Arus listrik ialah suatu aliran yg terjadi alasannya adalah jumlah muatan listrik yg mengalir dr satu titik ke titik lain dlm suatu rangkaian tiap satuan waktu. Dalam bahasa Inggris, arus listrik disebut electric current.
Satuan Internasional (SI) arus listrik yakni A (ampere). Tetapi dlm penulisan rumusnya, arus listrik dilambangkan dgn simbol I yg mewakili intensitas atau intensity.
Penemu arus listrik ialah André-Marie Ampère, seorang ilmuwan & fisikawan dr Perancis. Nama belakangnya diabadikan menjadi nama satuan internasional untuk arus listrik.
Muatan listrik dialirkan oleh atom yg berisi proton & elektron.
- Proton ialah muatan listrik positif yg sebagian besarnya hanya bergerak di dlm inti atom saja.
- Elektron adalah muatan listrik negatif yg tugasnya membawa muatan ke daerah lain.
Arus listrik pula mampu terbentuk alasannya adanya beda tegangan atau memiliki peluang pada media penghantar antara dua titik.
Yang artinya, semakin besar nilai tegangan antara kedua titik tersebut, maka akan semakin besar pula nilai arus yg beredar pada kedua titik itu.
Untuk lebih jelasnya mengenai pemahaman arus listrik ananda pula mampu menonton videonya di bawah ini.
Rumus Kuat Arus Listrik
Berikut di bawah ini rumus besar lengan berkuasa arus listrik.
| I = Q/t atau q = I x t | I ialah arus listrik (A) |
| Q adalah muatan listrik (C) | |
| t ialah waktu (s) |
Seperti yg sudah kita ketahui, pengertian arus listrik yakni muatan listrik positif yg mengalir pada penghantar dr memiliki potensi tinggi ke rendah.
Maka dr itu mari kita kerjakan sebuah percobaan untuk menerangkan rumus & pemahaman di atas. Kita ambil teladan pada kutub baterai. Coba perhatikan gambar baterai di bawah ini.
Kedua kutub baterai memiliki beda memiliki potensi yg berbeda. Jika kedua kutub tersebut disambungkan dgn lampu pijar melalui media kabel, maka akan terjadi perpindahan elektron atau adanya arus listrik dr kutub positif ke negatif.
Dengan demikian maka lampu pijar tadi akan menyala sesuai kapasitas yg dimiliki baterai.
Apabila kita menyertakan satu baterai lagi sehingga menjadi dua buah baterai, maka lampu akan menyala dgn lebih terang. Jika menggunakan tiga baterai, lampu akan makin terang lagi.
Mengapa hal tersebut mampu terjadi?
Karena perbedaan berpotensi antara kutub positif & kutub negatif kian besar sehingga mengakibatkan muatan listrik yg mengalir pada penghantar pula makin besar.
Banyaknya arus listrik sebanding dgn banyaknya muatan listrik yg mengalir.
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yg mengalir melalui penampang suatu penghantar setiap satuan waktu.
Jika jumlah muatan (q) mengalir lewat penampang penghantar dlm satuan waktu (t), maka berpengaruh arus listrik (i) dengan-cara matematis mampu ditulis mirip rumus arus listrik di atas atau pada gambar di bawah.
Rumus Hubungan Antara Kuat Arus Listrik & Beda Potensial
| I = V/R | I ialah arus listrik (A) |
| R adalah hambatan listrik (Ω) | |
| V yakni beda potensial listrik (V) |
Sementara arus listrik yg mengalir pada satuan waktu tertentu dengan-cara biasa dinyatakan dengan:
I = dQ/dt
Dan dgn begitu jumlah dr total muatan yg dipindahkan pada rentang waktu 0-t (waktu) bisa dijumlah lewat integrasi berikut:
Q = dQ = dt
Dari hasil persamaan di atas bisa kita ketahui bahwa arus listrik merupakan salah satu besaran skalar dikarenakan muatan & waktu pula merupakan besaran skalar.
Hambatan Arus Listrik
Hambatan arus listrik yakni suatu perbandingan antara tegangan listrik suatu komponen elektronik seperti resistor dgn arus listrik yg melaluinya.
Dan rumus kendala arus listrik yakni sebagai berikut:
| R = V/I | R ialah hambatan (Ω) |
| V adalah tegangan | |
| I ialah arus listrik |
Besaran kendala yg terdapat pada penghantar bisa dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:
- Suhu
- Luas penampang
- Panjang penghantar
- Jenis materi
Cara Mengukur Kuat Arus Listrik
Alat yg digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik yaitu amperemeter. Saat mengukur berpengaruh arus listrik, Amperemeter disetel seri pada rangkaian listrik yg bertujuan untuk menyamakan aliran dr besar lengan berkuasa arus & penghantar.
Berikut cara memasang amperemeter pada suatu rangkaian listrik.
- Terminal positif Amperemeter disambungkan dgn kutub positif selaku sumber tegangan (baterai).
- Terminal negatif Amperemeter disambungkan dgn kutub negatif sebagai sumber tegangan (baterai).
Saat sakelar pada rangkaian disambungkan, maka lampu pijar menyala dgn jarum dr amperemeter yg bergerak menjauh dr angka nol. Angka yg ditunjuk oleh jarum adalah besar berpengaruh arus yg mengalir.
Namun kalau saklar dibuka, maka lampu pijar yg menyala tadi akan mati dgn jarum yg menunjuk ke angka nol. Yang artinya tak ada aliran arus listrik pada rangkaian tersebut.
Pada hasilnya, mampu ditarik kesimpulan bahwa arus listrik cuma mengalir pada rangkaian tertutup.
Sifat Arus Listrik
Arus listrik yg mengalir pada rangkaian listrik akan menghasilkan suatu energi yg memiliki sifat dr arus listrik itu sendiri. Dan sifat-sifat arus listrik antara lain:
- Menghasilkan energi cahaya
- Menghasilkan energi panas
- Menghasilkan energi magnet
- Menimbulkan reaksi kimia
Jenis-Jenis Arus Listrik Berdasarkan Arah Alirannya
Berdasarkan arah alirannya, arus listrik dibagi menjadi dua jenis, yakni arus searah & arus bolak-balik. Berikut masing-masing penjelasannya.
1. Arus Searah (DC)
Arus searah atau arus DC (direct current) adalah arus listrik yg mengalir satu arah. Elektronnya memiliki energi berpotensi tinggi yg mengalir ke energi memiliki potensi lebih rendah.
Arus listrik ini tak akan bisa dipakai untuk waktu yg cukup lama atau perjalanan yg relatif jauh.
Sebab energi yg dihabiskan akan melemah lalu kehilangan energi sesuai waktu yg dipakai & jarak yg ditempuh.
Contoh peralatan dlm kehidupan sehari-hari yg menerapkan arus DC antara lain laptop, panel surya, handphone, komputer.
2. Arus Bolak-Balik (AC)
Arus bolak-balik atau arus AC (alternating current) yakni arus dgn tegangan listrik yg muatannya berganti sesuai waktu & mengalir dengan-cara dua arah.
Arah pada arus listrik AC tak bergerak dr kutub positif ke kutub negatif, melainkan arusnya hanya bolak-balik.
Pada prinsip kerjanya, terjadi perputaran kumparan sesuai dgn kecepatan sudut tertentu yg berada dlm medan magnetik.
Contoh arus listrik AC dlm kehidupan sehari-hari adalah listrik PLN, listrik yg bersumber dr generator, & alat rumah tangga mirip TV, kipas angin, lampu & setrika.
Teori Aliran Arus Listrik
Ada 2 teori aliran arus listrik, yaitu aliran konvensional & aliran elektron. Berikut masing-masing pembahasannya.
1. Aliran Konvensional (Conventional Current Flow)
Aliran arus listrik konvensional yaitu aliran arus yg mengimplementasikan prinsip muatan, di mana arus listrik diartikan sebagai aliran muatan listrik positif pada penghantar dr berpeluang tinggi ke memiliki potensi rendah.
Secara singkat, aliran konvensional bisa digambarkan seperti berikut.
(+) -> (-)
Secara konvensional sering disebut jikalau aliran listrik pada suatu rangkaian elektro yakni mengalir dr kutub positif (+) ke kutub negatif (-).
Namun, arah aliran arus listrik ini berbanding terbalik dgn prinsip aliran elektron pada suatu penghantar.
Tujuan utama pemakaian konsep ini ialah untuk membuat lebih mudah penafsiran pada arah aliran muatan listrik yakni dr positif ke negatif.
2. Aliran Elektron (Electron Flow)
Arah aliran dr elektron ini berlawanan dgn arah aliran arus listrik konvensional. Sebab pada hakikatnya elektron adalah partikel yg mempunyai muatan negatif & bergerak bebas kemudian ditarik ke terminal positif.
Secara singkat, aliran konvensional bisa digambarkan mirip berikut.
(-) -> (+)
Maka dr itu, arah aliran listrik pada suatu rangkaian yakni aliran elektron seperti pada kutub negatif baterai atau katoda (-) kemudian kembali lagi ke kutub positif baterai atau anoda (+).
Contoh Soal Kuat Arus Listrik & Jawabannya
1. Jika dimengerti kuat arus sebuah sumber arus listrik adalah 4 A, hitunglah muatan yg mengalir selama 2 menit!
Ditanyakan:
Q = … ?
Jawab:
Diketahui:
I = 4 A
t = 2 menit = 120 detik
Penyelesaian:
I = Q/t
Q = I x t
Q = 4 A x 120 s
Q = 480 C
Jadi, banyaknya muatan yg mengalir selama 2 menit ialah 480 C.
2. Sebuah arus listrik yg lewat kendala dlm suatu rangkaian dgn besar arus listriknya yaitu 6 ampere & dlm kurun waktu 30 sekon. Maka, berapakah besar muatan listriknya?
Ditanyakan:
Q = … ?
Jawab:
Diketahui:
I = 6 ampere
t = 30 sekon
Penyelesaian:
I = Q/t
6 ampere = Q/30 sekon
Q = 6 ampere x 30 sekon
Q = 180 C
Makara, besar muatan listriknya adalah 180 C.
3. Sebuah arus listrik memiliki 3 Ampere yg mengalir pada sebuah kabel penghantar dgn beda potensialnya yg di kedua ujungnya yakni 9 V. Kaprikornus, berapakah kendala pada kawat tersebut?
Ditanyakan:
R = … ?
Jawab:
Diketahui:
I = 3 ampere
V = 9 volt
Penyelesaian:
R = V/I
R = 9 volt/3 ampere
R = 3 Ω
Jadi, besar dr hambatan kawat tersebut yaitu 3 Ω.
4. Sebuah arus mempunyai muatan sebesar 360 coulomb yg mengalir dlm 20 detik. Maka, hitunglah kuat arus listriknya!
Ditanyakan:
I = … ?
Jawab:
Diketahui:
Q = 360 C
t = 20 s
Penyelesaian:
I = Q/t
I = 360 C/20 s
I = 18 A
Jadi, besar besar arus listriknya adalah 6 A.
5. Arus sebesar 2 Ampere mengalir lewat kawat selama 8 sekon. Tentukan besar muatan melalui suatu titik & banyaknya elektron pada muatan tersebut!
Ditanyakan:
Muatan (Q) & jumlah elektron (e)?
Jawab:
Diketahui:
I = 2 A
t = 8 s
Penyelesaian:
I = Q/t
Q = I t = (2 A)(8 s) = 16 coulomb.
Makara, besar coulomb yg didapat yaitu 16 coulomb.
Nah selesai telah pembahasan tentang materi arus listrik beserta rumus & contoh soalnya. Semoga ananda paham dgn materinya. Ada yg ingin ditanyakan? Sampaikan di komentar ya!