FISIKA (ARUS LISTRIK dan BEDA POTENSIAL)

ARUS LISTRIK dan BEDA POTENSIAL

1. Arus Listrik

Dengan adanya beda potensial yang ditunjukkan oleh sumber tegangan menyebabkan adanya aliran muatan. Banyaknya aliran muatan, Q, per satuan waktu, t, disebut arus muatan, I. Jika aliran muatan positif disebut arus listrik atau kuat arus. Secara matematika dapat ditulis,

I =Q/t

Dengan Q dinyatakan dalam satuan coulomb (C), t dalam satuan sekon, dan kuat arus dinyatakan dalam  satuan ampere (A). Oleh karena itu, ampere dapat dinyatakan sebagai coulomb per sekon dan 1 ampere adalah 1 coloumb muatan yang mengalir dalam waktu 1 sekon. Seperti pada satuan panjang atau massa, satuan kuat arus dapat dinyatakan dalam satuan yang lebih kecil yaitu miliampere (mA) dan mikroampere (µA). 

Hubungan satuan-satuan tersebut sebagai berikut :

1 µA = 10^-6  A                                                  1 mA = 10^-3 A

Apabila dalam suatu penghantar mengalir elektron sebanyak N dan masing-masing elektron bermuatan e coulomb, dengan e = 1,6 × 10^–19 coulomb, maka kuat arus I adalah:

I = Ne/t

Arus listrik memiliki arah yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah. Oleh karena itu, arus listrik termasuk besaran vektor. Sedangkan kuat arus listrik tidak memiliki arah, maka kuat arus listrik termasuk besaran skalar.

Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik. Untuk mengukur kuat arus listrik, diukur dengan amperemeter, yang disusun secara seri atau berurutan dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya. Mengapa harus dipasang seri? Penyusunan amperemeter untuk mengukur kuat arus yang lewat pada lampu dalam sebuah rangkaian ditunjukkan oleh Gambar berikut.

Mengukur kuat arus

2. Beda Potensial

Aliran muatan dipengaruhi besar kecilnya potensial dari satu titik ke titik yang lain. Dengan kata lain, besarnya beda potensial akan mempengaruhi banyak muatan yang mengalir dalam suatu penghantar. Oleh karena itu, ada hubungan antara beda potensial dengan muatan listrik. Perpindahan muatan dari satu titik ke titik yang lain diperlukan energi. Jika muatannya adalah muatan elektron, maka dapat ditulis kembali dalam persamaan,

W = e V

Dengan satuan untuk energi adalah joule, sehingga berdasarkan persamaan di atas, joule dapat dinyatakan dengan satuan coulombvolt atau elektronvolt (eV).

Contoh soal :
Di dalam suatu penghanta
r dialiri muatan listrik sebesar 360 coulomb dalam waktu satu menit. Berapa besar arus listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut?

Penyelesaian :
Diketahui : 

Q = 360 coulomb
t = 1 menit = 60 sekon
Ditanya : 

I = . . . ?
Jawab : 

I = Q/t
  = 360C/60s
  = 6 ampere