17.1.20
- 17.1.20
Arus dan tegangan listrik, pengertian dan rumusnya

Pengertian Arus dan tegangan listrik

Komputer dan semua peralatan elektronika, menggunakan arus listrik sebagai sumber dayanya agar dapat menyala. Beberapa dari kita menyebut arus listrik, ada juga tegangan listrik. Lalu mana yang benar? Makanya yuk simak pengertian dari Arus dan tegangan listrik berikut ini.

Tapi untuk membahas tentang arus dan tegangan, saya akan ajak kilas balik mempelajari materi Fisika, yaitu Atom. Setiap benda memiliki molekul-molekul yang terus berotasi, kita sebut sebagai Atom. Atom paling dasar memiliki 3 partikel, yaitu Proton (partikel +) , Elektron (partikel -) dan Neutron (partikel netral).

Arus dan tegangan listrik, pengertian, simbol dan rumusnya
Gambar 1. Orbit dari partikel Proton, Electron dan Neutron


Dari gambar 1 diatas,inti atom memiliki muatan listrik positif (+) dan elektron memiliki muatan listrik negati (-) dan keduanya memiliki sifat saling tarik menarik satu sama lainnya sehingga atom menjadi Netral (jumlah muatan positif = jumlah muatan negatif).

Gaya tarik menarik dari inti atom terhadap elektron yang berada diluar orbit (valence electron) paling lemah, maka elektron tersebut mudah lepas dari orbit karena pengaruh luar (seperti kalor, magnet, cahaya dan sebagainya) sehingga bisa pindah ke orbit lainnya.

Elektron-elektron (partikel -) yang keluar dari orbit disebut dengan elektron bebas. Perpindahan elektron bebas tersebut selanjutnya menjadi arus listrik. Jadi pergerakan elektron bebas ini merupakan aliran arus listrik.




Arus listrik

Berdasarkan pemahaman ilmu Atom, bahwa arus listrik terjadi karena adanya kelebihan elektron. Jika kita mempunyai benda atau daya bermuatan lebih negatif berarti benda tersebut mempunyai kelebihan elektron. Derajat termuatinya benda tersebut diukur dengan jumlah kelebihan elektron yang ada.

Muatan sebuah elektron, sering dinyatakan dengan simbol Q atau E, dinyatakan dengan satuan coulomb, yaitu sebesar:

Q ≈ 1,6 × 10-19 coulomb

Q ≈ 1C / 6.242 x 1018


Misalkan kita mempunyai sepotong kawat tembaga yang biasanya digunakan sebagai penghantar listrik. Besarnya hantaran pada kawat tersebut hanya tergantung pada adanya elektron bebas (valence electron).

Pada dasarnya dalam kawat penghantar terdapat aliran elektron dalam jumlah yang sangat besar, jika jumlah elektron yang bergerak ke kanan dan ke kiri sama besar maka seolah-olah tidak terjadi apa-apa.

Namun jika ujung sebelah kanan kawat menarik elektron sedangkan ujung sebelah kiri melepaskannya maka akan terjadi aliran elektron ke kanan (ingat, dalam hal ini disepakati bahwa arah arus ke kiri).

Aliran elektron inilah yang selanjutnya disebut arus listrik

Arus dan tegangan listrik, pengertian, simbol dan rumusnya
Gambar 2. Muatan listrik vs arus listrik


Pada gambar 2, sebuah Aki sebagai sumber daya yang akan mempengaruhi kabel tembaga dan menghidupkan lampu. Pada perubahan kimia pada aki mengalirkan elektron (e) dari terminal (-) aki menuju terminal (+) dan memanaskan filamen lampu.

Aki akan terus berusaha mempertahankan pasokan muatan electron pada terminal (-), sementara terminal (+) terus menyerap muatan electron. Pada satu titik, jumlah muatan electron dan proton pada aki akan seimbang kembali, sehingga aki tidak dapat mengalirkan muatan electron. Pada kondisi ini, kita menyebutnya, daya listriknya habis.

Besarnya muatan arus listrik diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun demikian ini bukan satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang dipakai adalah ampere, dimana

Rumus arus listrik


Contoh 1:

Perhatikan gambar 2, jika muatan electron (listrik) yang mengalir melalui kabel tembaga adalah 0.16 C setiap 64 ms. Tentukan arus dalam ampere?

Jawab 1:

Arus dan tegangan listrik, pengertian, simbol dan rumusnya


Contoh 2:

Tentukan waktu yang diperlukan untuk 4 x 1016 elektron untuk melewati kabel tembaga pada Gambar 2 jika arus 5 mA.

Jawab 2:
Menyelesaikan mencari Muatan electron (listrik) dengan rumus Q = I x t

Arus dan tegangan listrik, pengertian, simbol dan rumusnya




Tegangan listrik

Aliran muatan listrik dapat dianalogikan sebagai aliran air. Air secara alamiah mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah.

Perpindahan energi dilihat dari posisi disebut energi potensial. Pengertian Energi adalah daya untuk melakukan pekerjaan.

Jika massa (m) dinaikkan ke ketinggian (h) dan dipengaruhi gravitasi (g = 9,754 m/s2) di atas bidang referensi, ia memiliki ukuran energi potensial yang dinyatakan dalam joule (J), jika ditulis dalam persamaan matematika;

rumus energi potensial


Beda potensial atau tegangan (1 Volt) adalah energi sebesar 1 Joule untuk memindahkan muatan sebesar 1 Coloumb diantara 2 titik

Jika dirumuskan;

Rumus energi potensial, muatan listrik dan tegangan
dimana W adalah energi potensial satuan Joule dan Q adalah muatan listrik satuan Coloumb.


Contoh 1:

Tentukan energi yang dikeluarkan untuk memindahkan muatan 50 uC melalui perbedaan potensial 6 V.

Jawab 1:

Rumus energi potensial, muatan listrik dan tegangan


Contoh 2:

Temukan perbedaan potensial antara dua titik dalam sistem kelistrikan jika 60 J energi dikeluarkan oleh muatan 20 C antara dua titik ini.

Jawab 2:
Menggunakan rumus V=W / Q

V = 60 J / 20 C
V = 3 Volt



Soal latihan Arus dan tegangan listrik, pengertian dan rumusnya

  1. Kerjakan soal-soal Arus dan tegangan listrik, pengertian dan rumusnya yang sudah dibagikan gurumu melalui Google Classroom kalian
  2. Gabung dan join kelas dengan kode : gcviwta


Tugas portofolio Arus dan tegangan listrik, pengertian dan rumusnya

  1. Carilah informasi tentang Arus dan tegangan listrik, pengertian dan rumusnya melalui internet.
  2. Buatlah video presentasi saat proses menyelesaikan tugas-tugas tersebut,kemudian upload ke Youtube, Instagram dan Facebook.
  3. Tag akun @rudysetiawanst(instagram) dan rudysetiawansst(facebook)


Advertise

Advertise

Advertise

 

Start typing and press Enter to search