Pada rangkaian listrik aliran arus listrik dapat terjadi karena pada kedua kutub
Adanya aliran elektron dalam rangkaian listrik menyebabkan terjadinyaPerbedaan listrik statis dan listrik dinamisMerangkum dari Kemdikbud RI, perbedaan listrik statis dan listrik dinamis adalah: Show
4+ KOMPAS.com: Berita Terpercaya
Baca Berita Terbaru Tanpa Terganggu Banyak Iklan
Dapatkan Aplikasi
Berikut ini penjelasan tentang listrik statis dan listrik dinamis beserta contohnya: Soal dan Pembahasan4+ 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. Arus ListrikArus listrik adalah aliran muatan listrik yang bergerak (mengalir) melalui penghantar dari sumber listrik dalam tiap satuan waktu. Arus listrik selalu mengalir dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah. Rumus kuat arus listrik adalah I = Q/t dengan I adalah kuat arus listrik, Q adalah muatan listrik, dan t adalah waktu. Satuan besar kecilnya arus listrik adalah Ampere (A). Advertising Advertising Berdasarkan buku Pembelajaran Konsep Listrik dan Magnet, arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu arus listrik searah atau DC dan arus listrik bolak-balik atau AC. Baca Juga
1. Arus Listrik Searah atau Direct Current (DC)Arus listrik searah atau direct current (DC) adalah arus yang aliran listriknya selalu tetap dan konstan sepanjang waktu dan hanya memiliki satu arah, yaitu positif ke negatif. Sumber penghasil listrik DC dibedakan menjadi dua, yaitu:
Elemen primer adalah elemen yang tidak dapat dimuati kembali bila muatannya habis. Ketika tegangan listrik elemen tersebut habis, maka tidak dapat digunakan lagi. Contoh elemen primer adalah baterai kering.
Elemen sekunder merupakan elemen yang dapat dimuati kembali jika muatannya habis. Hal ini menyebabkan arus listrik dapat mengalir kembali pada elemen tersebut. Contoh elemen sekunder adalah akumulator (aki) dan baterai isi ulang. Baca Juga
2. Arus Listrik Bolak Balik atau Alternating Current (AC)Arus listrik bolak balik atau alternating current (AC) adalah arus yang dalam pengalirannya bergerak bolak-balik, baik arah maupun besarnya. Sumber arus listrik AC tidak dapat ditentukan kutub positif dan negatif meskipun listrik tersebut juga memiliki dua ujung penghantar atau dua ujung saluran. Hal ini disebabkan arus listrik AC akan mengalir bergantian di antara kedua ujungnya, terkadang berada dalam posisi positif atau negatif. Banyaknya aliran bolak-balik yang ditempuh dalam setiap sekon disebut frekuensi. Contoh sumber arus listrik AC adalah listrik PLN yang memiliki frekuensi 60 Hz. Artinya, dalam setiap detik, arus telah mengalir bolak-balik sebanyak 60 kali. Listrik yang berada dalam rumah juga termasuk arus listrik AC. Contoh lain dari sumber listrik AC adalah dinamo dan generator listrik. Daftar isi
JenisSuntingArus searahSuntingArus 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-balikSuntingArus 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] KarakteristikSuntingUntuk 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 arusSuntingPada 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 arusSuntingRapat 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 hanyutanSuntingSaat 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] Bunyi Hukum Ohm Serta AnaloginyaKali 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. Pengertian Rangkaian ListrikPernahkan sobat memikirkan kira-kira yang dipakai pada lampu di jalan itu menggunakan rangkaian apa? Rangkaian Listrik adalah sebuah jalur atau rangkaian sehingga elektron dapat mengalir dari sumber voltase atau arus listrik. Proses perpindahan elektron inilah yang kita kenal sebagai listrik. Elektron dapat mengalir pada material penghantar arus listrik yakni konduktor. Oleh karena itu kabel yang dipakai pada rangkaian listrik karena kabel terbuat dari tembaga yang dapat menghantarkan arus listrik. Lampu adalah beban listrik dan sumber listrik berasal dari baterai. Listrik mengalir melalui kabel dan saklar berfungsi untuk memutus atau menyambungkan aliran listrik. Simbol universal untuk beban listrik adalah hambatan (resistor). Terdapat dua tipe rangkaian yaitu: rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian seri dan paralel dapat dikombinasikan sehingga menjadi rangkaian campuran. |