Arus elektron merupakan perpindahan muatan listrik
Daftar isi
- 1 Jenis
- 1.1 Arus searah
- 1.2 Arus bolak-balik
- 2 Karakteristik
- 2.1 Arah arus
- 2.2 Rapat arus
- 2.3 Kelajuan hanyutan
- 3 Referensi
- 4 Daftar pustaka
JenisSunting
Arus searahSunting
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah yaitu positif atau hanya negatif saja.[7] Arus searah didefinisikan sebagai arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu. Peninjauan arus listrik pada waktu berbeda, tetap akan mendapatkan nilai yang sama.[8] Sumber arus searah diperoleh dari elemen-elemen yang memberikan energi listrik yang mengalir secara merata setiap saat, seperti elemen volta, baterai, akumulator.[9]
Arus bolak-balikSunting
Arus bolak-balik adalah arus listrik yang memiliki arah arus yang berubah-ubah secara bolak-balik. Sifat arus bolak-balik berbeda dengan arus searah yang arah arusnya tidak berubah-ubah terhadap waktu. Bentuk gelombang dari arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida sehingga memungkinkan pengaliran energi secara efisien. Arus bolak-balik juga dapat mengalir dalam bentuk gelombang segitiga atau bentuk gelombang segi empat. Secara umum, penyaluran listrik arus bolak-balik dari sumber listrik menuju ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Arus bolak-balik juga dialirkan sebagai sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.[10]
KarakteristikSunting
Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut.
i
1
+
i
4
=
i
2
+
i
3
{\displaystyle i_{1}+i_{4}=i_{2}+i_{3}}
[11]
Untuk arus yang konstan, besar arus I {\displaystyle I} dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:
I = Q t , {\displaystyle I={\frac {Q}{t}},}di mana I {\displaystyle I} adalah arus listrik, Q {\displaystyle Q} adalah muatan listrik, dan t {\displaystyle t} adalah waktu.
Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:[12]
I = d Q d t . {\displaystyle I={\frac {dQ}{dt}}.}Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga t {\displaystyle t} melalui integrasi:[11]
Q = ∫ d Q = ∫ 0 t i d t . {\displaystyle Q=\int dQ=\int _{0}^{t}{i}\ dt.}Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan Q {\displaystyle Q} maupun waktu t {\displaystyle t} merupakan besaran skalar.[11] Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah,[11] salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor.[11] Pada diagram di atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam[11] sehingga i 1 + i 4 = i 2 + i 3 {\displaystyle i_{1}+i_{4}=i_{2}+i_{3}} . Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam ruang.[11]
Arah arusSunting
Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif [+] ke kutub negatif [-] baterai [kebalikan arah untuk gerakan elektronnya][11]
Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif [muatan positif] atau disebut dengan istilah arus konvensional.[13] Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.[11] Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional.[11] Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:[11]
Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.[11]Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.[11]
Rapat arusSunting
Rapat arus adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar.[11] Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi [A/m2].[11]
I = ∫ J ⋅ d A , {\displaystyle I=\int \mathbf {J} \cdot d\mathbf {A} ,}di mana I {\displaystyle I} adalah arus pada penghantar, vektor J adalah rapat arus yang memiliki arah sama dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan dA adalah vektor luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen.[11] Jika arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar terhadap dA sehingga persamaan menjadi:[11]
I = ∫ J d A = J ∫ d A = J A , {\displaystyle I=\int J\ dA=J\int dA=JA,}maka
J = I A , {\displaystyle J={\frac {I}{A}},}di mana A {\displaystyle A} adalah luas penampang total dan J {\displaystyle J} adalah rapat arus dalam satuan A/m2.[11]
Kelajuan hanyutanSunting
Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga.[11] Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang menghasilkan aliran arus.[11] Tingkat kelajuan hanyutan dalam penghantar lebih kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10−5 dan 10−4 m/s dibandingkan dengan sekitar 106 m/s pada sebuah penghantar tembaga.[11]
Soal dan Pembahasan
4+
KOMPAS.com: Berita Terpercaya
Baca Berita Terbaru Tanpa Terganggu Banyak Iklan
Dapatkan Aplikasi
1. Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang bergerak dari…
Jawaban:
Arus listrik adalah aliran elektron yang bergerak atau mengalir dalam satuan waktu. Namun, arus listrik memiliki arah yang berlawanan dengan arah elektron.
Baca juga: Gaya Magnet: Menentukan Arus Listrik pada Dua Kawat Sejajar
Elektron akan mengalir dari kutub negatif ke kurub positif, karena elektron yang bermuatan negatif akan tertarik oleh kutub bermuatan positif.
Ketahui Pengertian Arus Listrik
Arus listrik [electric current] atau listrik dinamis adalah aliran yang terjadi lantaran adanya jumlah muatan listrik. Muatan listrik tersebut mengalir dari satu titik ke titik lain dan kejadian tersebut berlangsung pada suatu rangkaian tiap satuan waktu.
Mengutip definisi menurut KBBI, listrik dinamis merupakan laju aliran listrik yang melalui bagian atau titik tertentu dalam rangkaian elektronika. Muatan tersebut ada beberapa macam, berupa elektron bermuatan positif atau negatif meliputi proton, ion positif, atau hole.
Disamping itu, arus listrik juga timbul karena terdapat perbedaan tegangan atau potensial pada media penghantar dua titik. Apabila tegangan semakin besar, maka akan berimbas pada arus listrik yang mengalir di kedua pipa sehingga juga kian membesar.
Satuan arus listrik internasional hadir dalam bentuk A atau Ampere. Sedangkan dalam penulisan rumus, pengertian arus listrik tergambar dengan simbol I [Current].
Untuk mengetahui besarnya arus listrik, kita bisa menggunakan alat bernama Basicmeter. Jika ingin tahu jumlah tegangan listriknya, maka bisa menggunakan Voltmeter. Sedangkan Amperemeter [Ammeter] berfungsi untuk mengukur kuat arus listrik.
Dalam dunia listrik ini, Anda tentunya sudah kerap mendengar alat bernama sakelar. Alat tersebut berperan sebagai media pemutus dan penyambung arus listrik, baik arus kuat maupun lemah.
Bagian-Bagian Arus Listrik
Mendefinisikan arus listrik, maka Anda akan mendapatkan tiga penjelasan seperti yang sudah kami rangkum berikut.
Aliran Muatan
Definisi umum dari arus adalahaliran muatan dari kutub positif menuju kutub negatif. Mudahnya, bisa kita ambil baterai sebagai contoh. Baterai bisa mengalirkan listrik apabila kita sambungkan pada dua kutub tersebut.
Beda Potensial
Pengertian arus listrik juga bisa kita ambil dari perbedaan tegangan di dua kutub. Sedikit menyerupai reaksi kimia, ketika dua tegangan kita satukan, arus akan terbentuk sampai kedua tegangan setara.
Baca juga: Perbedaan Listrik Statis dan Dinamis dari Muatan Listrik di DalamnyaAliran Elektron
Pengertian lain dari arus listrik terakhir adalah aliran elektron. Elektron akan bergerak dengan perantara [konektor/konduktor] dan mencapai tingkat kesetimbangan.
Sifat dan Jenis Arus Listrik
Pengertian arus listrik ternyata mempunyai sifat yang menimbulkan suatu energi pada sebuah rangkaian listrik. Sifat-sifat tersebut antara lain adalah menghasilkan energi panas, energi magnet, energi cahaya, serta reaksi kimia.
Sementara jenis arus listrik terbagi menjadi dua jenis, yaitu DC [Direct Current] dan AC [Alternating Current]. Kedua jenis arus listrik tersebut sama-sama berpengaruh besar dalam keperluan harian.
Arus Listrik Direct Current [DC]
Ini merupakan arus searah. Arus yang mengalir dari titik dengan tegangan tinggi ke titik bertegangan rendah [kutub positif menuju negatif]. Arus listrik seperti ini bisa kita temukan di baterai atau aki.
Sengatan listrik yang muncul ketika bersentuhan dengan arus listrik beraliran DC, kemungkinan tidak terlalu tinggi. Umumnya, pemanfaatan arus listrik DC ini berguna untuk alat elektronik. Produsennya menyelipkan converter yang berfungsi untuk mendeteksi agar jenis arus listrik bisa sesuai kebutuhan.
Arus Listrik Alternating Current [AC]
Pengertian arus listrik AC adalah arus yang mengalir tidak konsisten [berubah seiring garis waktunya]. Jenis arus ini banyak kita jumpai dalam listrik hasil generator yang bersumber dari induksi.
AC mempunyai keunggulan, yaitu tingkat efisiensi tegangan terbilang besar. Selain itu,AC juga cenderung stabil dan tidak mudah terganggu distorsi.
Namun beda lagi jika sudah masuk ke jaringan listrik rumah, harus ada penurunan tegangan dan arus. Semisal pada komputer, power supply berperan untuk mengalirkan arus listrik ke perangkat pendukung.
Hambatan Arus Listrik
Perbandingan antara potensial listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang melaluinya merupakan pengertian hambatan arus listrik. Untuk mendapatkan hasilnya, kita bisa menggunakan rumusan di bawah ini.
R = V/I
R adalah Satuan SI untuk Hambatan [Ohm/R]. Sedangkan V adalah tegangan dan I adalah arus.
Demikianlah penjelasan tentang pengertian arus listrik. Semoga bermanfaat. [R10/HR Online]
This post was last modified on Oktober 22, 2021 10:03 AM
Bunyi Hukum Ohm Serta Analoginya
Kali ini, kita akan membahas mengenai beberapa hal utama mengenai listrik. Hukum paling fundamental dalam urusan rangkaian listrik adalah Hukum Ohm. Teori ini menjelaskan hubungan antara tegangan [voltase], arus listrik, dan hambatan [resistor], yaitu nilai arus listrik yang melewati suatu konduktor atau penghantar aliran listrik berbanding lurus dengan voltase dan berbanding terbalik dengan resistor. Secara matematis, bunyi Hukum Ohm tersebut dapat dinyatakan sebagai:
Salah satu contoh sumber tegangan listrik adalah baterai. Tegangan [notasi V] ini memiliki satuan berupa volt. Selanjutnya, perbedaan potensial pada sumber daya tersebut menyebabkan adanya arus listrik yang mengalir pada konduktor. Arus listrik [notasi I] menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam satuan waktu. Jadi, arus listrik juga bisa dinyatakan sebagai:
Berdasarkan rumus di atas, selain memiliki satuan berupa ampere [A], satuan arus listrik juga bisa dinyatakan sebagai Coulomb/sekon.
Selanjutnya, resistor [notasi R] merupakan hambatan yang ada pada setiap konduktor dan memiliki satuan ohm [Ω]. Sekecil apapun, konduktor selalu memiliki hambatan. Jenis konduktor yang paling sering digunakan dan dijumpai adalah kawat. Meskipun simbol ohm diambil dari huruf omega pada bahasa Yunani, faktanya satuan maupun Hukum Ohm berasal dari nama pencetus teori tersebut, yaitu George Simon Ohm, seorang matematikawan sekaligus fisikawan berkewarganegaraan Jerman yang mencetuskan Hukum Ohm pada tahun 1825.
Agar bisa memahami dengan lebih baik tentang cara kerja tegangan, arus listrik, dan hambatan, mari kita perhatikan perbandingan berikut:
Kita akan memisalkan rangkaian listrik sebagai pompa beserta aliran airnya dalam suatu pipa berupa siklus. Pompa bekerja karena adanya perbedaan tekanan pada air sama seperti baterai yang bekerja karena adanya perbedaan potensial antarkedua kutubnya. Beda potensial ini menyatakan perbedaan jumlah elektron yang berada pada dua kutub suatu sumber daya listrik.
Berikutnya, perbedaan tekanan pada air membuat air mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Pada rangkaian listrik, hal tersebut serupa dengan adanya perbedaan potensial sumber daya yang menyebabkan arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Lalu, bagaimana dengan resistor? Pada siklus pompa air, salah satu penghambat aliran air bisa berupa penyempitan rongga pipa.
Arus listrik merupakan perpindahan muatan listrik A. muatan positif dari potensial rendah ke tinggi
B. muatan positif dari potensial tinggi ke rendah
C. muatan negatif dari potensial rendah ke tinggi
D. muatan negatif dari potensial tinggi ke rendah
Jawaban: 2
Buka kunci jawaban