Arus Listrik

Dilansir dari laman wikipedia, suatu arus listrik atau listrik dinamis menjadi suatu laju aliran muatan listrik yang melewati sebuah titik atau bagian arus listrik biasa terjadi pada saat ada aliran bersih muatan listrik lewat suatu bagian. Selengkapnya terkait arus listrik, simak baik – baik ulasan di bawah ini.

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik (electric current) ialah suatu aliran yang terjadi akibat adanya sejumlah muatan listrik yang mengalir dari satu titik menuju titik lain dalam sebuah rangkaian tiap satuan waktu.

Pada dasarnya, muatan listrik ini dibawa oleh elektron serta proton di dalam suatu atom.

Proton merupakan arus listrik yang memiliki muatan positif, tetapi sebagian besar hanya bergerak di dalam inti atom. Sedangkan elektron memiliki muatan negatif yang tugasnya untuk membawa muatan dari satu tempat menuju tempat lainnya.

Arus listrik juga bisa berlangsung akibat adanya beda potensial atau tegangan terhadap media atau sarana penghantar antara dua titik.

Apabila kedua penghantar mempunyai tegangan yang besar, maka akan semakin besar pula nilai arus listrik yang mengalir.

Satuan arus listrik di dalam internasional adalah A (ampere). Yang mana di dalam penulisan rumus arus listrik dituliskan dengan menggunakan simbol I (current).

Biasanya, aliran arus listrik sendiri akan mengikuti arah aliran muatan positif.

Atau bisa disebutkan bahwa arus listrik mengalir dari muatan positif ke arah muatan negatif, atau dapat juga diartikan jika arus listrik mengalir dari potensial tinggi menuju potensial rendah.

Dilihat dari arah alirannya, arus listrik dibagi menjadi 2 macam, yaitu:

• Arus searah (Direct Current / DC): Arus yang mengalir dari titik berpotensial tinggi ke arah titik berpotensial rendah.
• Arus bolak balik (Alternating Current / AC): Arus yang mengalir secara berubah – ubah mengikuti garis waktu.

Aliran Arus Listrik

Di dalam teori aliran arus listrik, ada 2 teori mengenai aliran arus listrik, yakni aliran arus listrik konvensional (conventional current flow) serta aliran elektron (electron flow).

Berikut penjelasannya:

1. Aliran Arus Listrik Konvensional (Conventional Current Flow)

Secara konvensional, kerap kali disebut jika aliran listrik pada sebuah rangkaian elektronika mengalir dari arah positif (+) menuju arah negatif (-).

Arah aliran dari arus konvensional adalah aliran arus yang menggunakan prinsip muatan, yang mana arus listrik kerap diartikan sebagai aliran bermuatan listrik positif pada sebuah penghantar dari potensial tinggi menuju potensial yang rendah.

Namun, arah aliran arus listrik tersebut berlawanan dengan prinsip aliran elektron dalam sebuah penghantar.

Konsep rangkaian pada aliran arus listrik konvensional satu ini digunakan untuk memudahkan pemahaman pada arah aliran muatan listrik yakni dari positif menuju negatif.

2. Aliran Elektron (Electron Flow)

Untuk arah aliran elektron sangat berlawanan dengan arah aliran konvensional.

Sebab, pada dasarnya elektron adalah partikel bermuatan negatif serta bergerak bebas yang ditarik menuju terminal positif.

Sehingga, arah aliran listrik dalam sebuah rangkaian yakni aliran elektron dari kutub negatif baterai (katoda) serta kembali lagi menuju kutub positif baterai (anoda).

Maka dapat disimpulkan, arah aliran elektron yakni berasal dari arah negatif (-) menuju arah positif (+).

Hambatan Arus Listrik

Hambatan listrik merupakan suatu perbandingan diantara tegangan listrik dari sebuah komponen elektronik (seperti resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.

Adapun rumus dari hambatan listrik, yaitu:

R = V/I

Keterangan:

• V: tegangan.
• I: arus.
• Satuan SI untuk hambatan ialah Ohm (R).

Rumus Kuat Arus Listrik

Seperti yang telah kita ketahui, arus listrik merupakan aliran bermuatan listrik positif pada sebuah penghantar dari potensial tinggi menuju potensial rendah.

Di dalam percobaan arus listrik di bawah ini, sebaiknya dikerjakan dengan menggunakan 1 batre serta 2 batre untuk mengetahui perbedaan arus listriknya.

Di dalam baterai ada dua buah kutub yang potensialnya berbeda.

Jika kedua kutub itu dikaitkan dengan lampu menggunakan kabel, maka akan berlangsung perpindahan elektron dari arah kutub negatif menuju kutub positif atau berlangsungnya arus listrik dari kutub positif menuju kutub negatif, sehingga lampu tersebut bisa menyala.

Berikutnya, jika baterai yang digunakan sebanyak dua buah, maka lampu nantinya akan menyala lebih terang. Jika baterai yang digunakan tiga buah, maka lampu akan menyala makin terang.

Kenapa demikian?

Hal tersebut disebabkan beda potensial pada kutub positif dengan kutub negatifnya makin besar, sehingga muatan listrik yang mengalir dalam penghantar akan semakin banyak / arus listriknya akan semakin besar.

Besarnya arus listrik (kuat arus listrik) sebanding dengan banyaknya muatan listrik yang mengalir.

Kuat arus listrik merupakan sebuah suatu kecepatan dari aliran muatan listrik.

Dengan begitu, yang dimaksud dengan kuat arus listrik yaitu jumlah muatan listrik yang berhasil melewati penampang sebuah penghantar pada setiap satuan waktu.

Apabila jumlah muatan q lewat penampang penghantar di dalam waktu t, maka kuat arus I secara matematis bisa ditulis sebagai berikut.

Rumus Kuat Arus Listrik:

I= q/t atau q = I × t

Keterangan:

• I: Kuat arus listrik (A).
• q: Muatan listrik yang mengalir (C).
• t : Waktu yang dibutuhkan (s).

Dilihat dari persamaan di atas, maka dapat disimpulkan jika satu coulomb merupakan muatan listrik yang melewati suatu titik di dalam sebuah penghantar dengan arus listrik tetap satu ampere serta mengalir selama satu sekon.

Mengingat jika muatan elektron itu sebesar -1,6 × 10-19 C, (tanda negatif (-) menunjukkan jenis muatannya negatif), maka banyaknya elektron (n) yang menghasilkan muatan 1 coulomb bisa dihitung sebagai berikut.

1 C = n × besar muatan elektron
1 C = n × 1,6 × 10-19 C,
n=1/1,6

Sehingga, bisa dituliskan 1 C = 6,25 × 1018 elektron.

Rumus hubungan antar Kuat Arus Listrik & Beda Potensial:

I = V/R

Keterangan:

• I:  Kuat arus listrik (A).
• R: Hambatan listrik (Ω).
• V: Beda potensial listrik (V).

Secara umum, arus listrik yang mengalir terhadap suatu waktu tertentu ialah:

I = dQ/dt

Dengan begitu, maka dapat ditentukan jumlah dari muatan total yang dipindahkan terhadap rentang waktu 0 – t (waktu) melalui integrasi:

Q = dQ = dt

Selain itu, kuat arus listrik juga berhubungan dengan rumus Hukum Kirchoff, yang menyatakan:

I_masuk = I_keluar

Contoh Soal

Untuk memudahkan pemahaman di atas, berikut ini kami sajikan beberapa contoh soal beserta pembahasannya, antara lain: