Rangkaian Listrik 1 (Arus Listrik, Tegangan)

·         Arus Listrik

Pernah kah terlintas di pikiran kita mengapa lampu bisa menyala? Lampu menyala karna ada arus listrik. Apa arus listrik itu?

Gambar 1.1

Arus yaitu peruba
han kecepatan muatan terhadap waktu atau banyak nya muatan listrik  yang mengalir, yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu  dengan simbol I (dari kata Perancis : intensite) dengan kata lain arus listrik adalah muatan yang bergerak. Arus listrik dapat kita ukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan Internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). 1 ampere adalah satu coloumb muatan yang bergerak melewati sebuah lokasi yang tetap dalam satu sekon 1 A = 1 C/s

 

                                   Arah arus listrik

 

                                                                     A                                                               B

                       Potensial tinggi                    Arah aliran elektron                 Potensial rendah

Gambar 1.2

Muatan yang bergerak bisa positif (+) dan bisa negative (-). Suatu cairan bisa mengandung ion-ion positif seperti gambar (a) atau ion-ion negative seperti gambar (b). Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan menghilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang mempengaruhinya.

Arus listrik di definisikan sebagai aliran muatan listrik melalui sebuah konduktor. Arus ini bergerak dari potensial tinggi (jumlah elektronnya lebih sedikit) ke potensial rendah (jumlah elektronnya lebih banyak), dari kutub positif ke kutub negatif dari anoda ke katoda.

Gambar 1.3

Secara matematis rumus untuk menghitung arus listrik :

ü  Rumus arus listrik yang di hitung dengan muatan (Q) maka

Keterangan :

i: Arus listrik (Ampere)

q : besar nya muatan listrik (coulomb)

t : waktu (sekon)

ü  Rumus arus listrik yang di hitung dengan tegangan listrik (V) maka,

Keterangan :

I : Kuat arus listrik (ampre)

V : Tegangan listrik (volt)

R : Resistansi/ tahanan listrik (ohm)

Contoh yang dapat kita liat sehari-hari pada baterai terdapat dua kutub yang potensial nya berbeda. Jika kedua kutub tersebut di hubungkan dengan lampu melalui kabel, maka akan terjadi perpindahan elektron dari kutub negatif ke kutub positif atau terjadi arus listrik dari kutub positif ke kutub negative, sehingga lampu dapat menyala.

·         Tegangan

Beda potensial atau seringkali orang menyebut nya tegangan dalam bahasa inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya atau pada kedua kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan antara kerja yang di lakukan sebenarnya adalah energy yang dikeluarkan, sehingga tegangan adalah energy persatuan muatan.

Secara matematis

Keterangan :

V = potensial listrik/ Tegangan (Volt)

W = usaha (Joule)

Q = Besar nya muatan (coulomb)

                         A                                                                 B

 

                                            +    v     -

Pada gambar seperti yang kita lihat di atas, jika terminal/kutub A mempunyai potensial lebih tinggi dari pada potensial di terminal/ kutub B. Jadi ada dua istilah yang seringkali di pakai pada rangkaian listrik adalah :

1.      Tegangan turun/ voltage drop

Jika di pandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini dari terminal A ke terminal B

2.      Tegangan naik/ voltage rise

Jika di pandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini dari terminal B ke terminal A

Contoh dalam kehidupan sehari-hari kita analogikan aliran listrik dengan aliran air. Missal kan kita mempunyai 2 tabung yang di hubungkan dengan pipa seperti gambar 1.4 jika kedua tabung di taruh di atas meja maka permukaan air pada kedua tabung akan sama dan dalam hal ini tidak ada aliran air dalam pipa. Jika salah satu tabung di angkat maka dengan sendirinya air akan mengalir dari tabung tersebut ke tabung yang lebih rendah.

Gambar 1.5

 Jadi dapat kita simpulkan makin tinggi tabung di angkat makin deras aliran air yang melalui pipa. Terjadinya aliran tersebut dapat di pahami dengam konsep energi potensial. Tinggi nya tabung menunjukan besarnya energi potensial yang di miliki. Yang paling penting dalam hal ini adalah perbedaan tinggi kedua tabung yang sekaligus menentukan besarnya perbedaan potensial. Jadi semakin besar beda potensial nya maka semakin deras aliran air dalam pipa.