Menyajikan Berbagai Info menarik meliputi Info Pendidikan dan Teknologi Informasi

Listrik Dinamis dan Contoh Soal





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