LISTRIK
DINAMIS (Electrodynamics)
Listrik
(electricity)
merupakan bentuk energi yang sangat penting. Listrik dapat diubah secara efisien
menjadi bentuk-bentuk energi lain seperti energi kalor, cahaya, gerak dll. Listrik
dapat menghasilkan kalor, cahaya, dan daya yang mampu membuat telepon, kipas
dapat beroperasi. Listrik adalah salah satu bentuk dasar energi yang
berhubungan dengan muatan listrik
yakni sifat suatu partikel dasar seperti proton dan elektron. Muatan-muatan
listrik dapat berupa muatan yang bergerak ataupun muatan yang diam. Kajian
mengenai listrik yang berhubungan dengan muatan-muatan listrik diam disebut
elektrostatika, sedangkan kajian tentang listrik yang berhubungan dengan
muatan-muatan listrik yang bergerak disebut elektrodinamika atau biasa disebut
listrik dinamis.
PENGERTIAN
ARUS LISTRIK
Arus
listrik (electric current) adalah gerakan
muatan listrik dalam rangkaian listrik. Gerakan muatan listrik disebakan oleh
adanya perbedaan potensial listrik yang didefinisikan sebagai tegangan listrik.
Dengan kata lain beda potensial dihasilkan oleh sumber listrik Salah satu
contohnya yaitu baterai atau akumulator. Sumber listrik mempunyai dua kutub
antara lain kutub positif dan kutub negatif. Arus listrik bergerak dari
potensial tinggi kepotensial rendah, dari kutub positif ke kutub negatif, dari
anoda ke katoda dimana arah arus listrik berlawanan dengan arus elektron. Arus listrik merupakan salah satuh dari tujuh
besaran pokok berdasarkan satuan internasional. Satuan internasional pada arus
listrik yaitu Ampere yang mempunyai lambang satuan yaitu (A). Dimana Ampere
diambil dari nama ilmuwan Perancis yang bernama Andre Marie Ampere. Satu ampere
diartikan sebagai jumlah muatan listrik 1 Coulomb yang mengalir terhadap
penampang pada suatu bahan penghantar listrik atau konduktor dalam waktu 1
sekon.
Besarnya kuat arus listrik merupakan laju perubahan
terhadap muatan listrik persatuan waktu. Secara matematis persamaannya sebagai
berikut:
ARAH
ARUS
Arus listrik mengalir dari kutub positif (+) baterai
menuju ke kutub negatif (-), sedangkan arah arus listrik (elektron) mengalir
dari kutub negatif menuju kutub positif. Seperti pada gambar dibawah ini;
JENIS-JENIS
ARUS LISTRIK
Arus listrik dibedakan menjadi dua jenis
berdasarkan arah alirannya, antara lain dapat dilihat pada pembahasan dibawah
ini;
1. Arus
listrik searah DC
Pengertian arus listrik searah (Direct
Current) adalah arus listrik yang mengalir dengan arah yang tetap atau konstan.
2. Arus
listrik bolak-balik AC
Pengertian Arus bolak-balik AC
(Alternatif Current) adalah arus listrik yang mengalir dengan arah yang berubah
menurut bentuk gelombang sinusoidal terhadap waktu. Gambar dibawah ini adalah
jenis-jenis arus listrik;
RAPAT
ARUS
Rapat arus dapat didefinisikan sebagai aliran
muatan terhadap suatu luas penampang di suatu titik penghantar. Persamaan rapat
arus dapat dilihat dibawah ini;
HAMBATAN
LISTRIK
Hambatan
listrik (electric resistance) merupakan sifat suatu benda atau bahan
untuk menahan atau menentang aliran arus listrik. Hambatan listrik (R) sangat menentukan besar
kecilnya kuat arus listrik. Semakin besar hambatan listrik, semakin kecil kuat
arus listriknya. Adapun secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
R
= V/I
Adapun faktor yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan listrik
pada sebuah kawat penghantar atau bahan sebagai berikut:
a.
jenis bahan
b.
panjang
c.
luas penampang
d.
suhu
Dalam rangkaian listrik
atau elektronika, nilai arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian
dapat diatur dengan menggunakan suatu komponen yang disebut resistor. Resistor
merupakan suatu komponen yang terbuat dari bahan konduktor dan memiliki nilai
hambatan tertentu. Hambatan listrik pada kawat penghantar dipengaruhi oleh
panjang kawat, hambatan jenis kawat, dan luas penampang kawat. Secara matematis,
nilai hambatan suatu penghantar dirumuskan sebagai berikut:
HUKUM
OHM
George Simon Ohm merupakan seorang ahli fisika dari Jerman. Pada
tahun 1827, Ohm menemukan hubungan antara arus listrik yang mengalir melalui
suatu rangkaian dengan tegangan yang dipasang dalam rangkaian. Hubungan V dan I
diperoleh Ohm melalui sebuah percobaan. Secara empiris dinyatakan sebagai
berikut:
V
= IR
Rumus tersebut dikenal sebagai hukum Ohm yakni “kuat arus yang
mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara
ujung-ujung penghantar”. Suatu bahan yang mempunyai hambatan R konstan dinamai
material ohmik. Pada bahan tertentu, kita dapat menjaga nilai R agar tetap
konstan dengan cara menjaga suhunya agar tidak berubah.
CONTOH
SOAL 1
Berapakah besarnya
muatan listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut pada setiap menitnya, jika
kuat arus pada rangkaian listrik tersebut sebesar 300 mA
Jawab:
Diketahui I = 300 mA = 300 x 0,001A = 0,3A
t =
1 menit = 60s
ditanyakan: Q (muatan
listrik yang mengalir)..?
Penyelesaian:
I = Q/t
Q = Ixt
= 0,3A x 60s
=18 As = 18 C
Jadi muatan listrik yang mengalir yaitu sebesar 18 C
CONTOH
SOAL 2
Apabila suatu konduktor dilewati muatan listrik sebesar 3,6 C
dalam waktu 2 menit, maka tentukanlah:
a. Kuat
arus listrik (I)...?
b. Rapat
arus, A = 0,2 x 10-6
m2
Jawab:
Diketahui Q = 3,6 C
t = 2
menit = 120 s
A = 0,2 x 10-6
m2
ditanyakan;
a. I
= ......?
b. J
= .......?
Penyelesaian:
a. I
= Q/t
= 3,6/ 120
= 30 mA
Sehingga kuat arus
listriknya yaitu 30 mA
b. J
= I/A
= 0,03A/ 0,2 x 10-6
m2
= 15 x 104 A/m2
CONTOH
SOAL 3
Jika kawat yang panjangnya 5 m dan luas penampang kawat 0,0004 m2.
Hambatan jenis kawat 1,5 x 10-4 ohmm. Berapakah hambatan kawat
tersebut?
Jawab:
R = hambatan kawat x ( l/A)
= 1,5 x
10-4 ohmm x (5 m/0,0004 m2)
= 1,875 ohm
CONTOH
SOAL 4
Jika kuat arus listrik melewati penghantar sebesar 10 A, Jumlah
elektron yang mengalir di suatu penghantar tersebut sebanyak 5 x 102
C. Berapa lama terjadi aliran listrik tersebut?
Jawab:
I = delta Q/delta t
10 A = 5 x 102 C/ delta T
delta t = 5 x 102 C/10 A
delta t = 50 s
Demikian uraian mengenai Listrik Dinamis, semoga bermanfaat. Terimakasih telah berkunjung ke
portal kami.
0 komentar:
Posting Komentar