Arus listrik merupakan aliran yang terjadi karena jumlah muatan listrik yang mengalir dari sebuah titik ke titik lainnya berada pada sebuah rangkaian setiap satuan waktu. Arus listrik juga terjadi karena ada perbedaan potensial atau tegangan di media penghantar di antara kedua titik.
Jika nilai tegangan di antara kedua titik semakin besar, maka semakin besar juga nilai dari tegangan di antara kedua titik itu. Satuan listrik di dalam aturan internasional adalah A yakni ampere dan dalam penulisan rumus arus listrik ditulis dengan simbol I [current].
Biasanya, aliran arus listrik akan mengikuti arah dari aliran muatan positif atau dengan kata lain arus listrik akan mengalir dari muatan positif ke muatan negatif atau bisa diartikan arus listrik mengalir dari potensial ke potensial rendah.
Berdasarkan arah dari alirannya, arus listrik dibagi menjadi dua kategori, yaitu:
- Direct current [DC] atau arus searah: Mengalir dari titik yang memiliki potensial tinggi ke titik potensial rendah.
- Alternating current [AC] atau arus bolak balik: Arus yang mengalir secara berubah ubah mengikuti dari garis waktu.
A. Pengertian Arus Listrik
Arus listrik disebut juga dengan gerakan atau muatan listrik. Pergerakan dari arus listrik sendiri hanya dapat terjadi di benda yang dinamakan dengan konduktor. Sedangkan jenis konduktor sendiri cukup beragam seperti gas, logam serta larutan. Setiap jenis konduktor tersebut juga punya pembawa muatan yang berbeda, seperti:
- Logam: Dengan pembawa muatan adalah elektron.
- Gas: Dengan pembawa muatan adalah ion positif serta elektron.
- Larutan: Dengan pembawa muatan adalah ion positif serta ion negatif.
B. Hambatan Arus Listrik
Hambatan arus listrik merupakan perbandingan tegangan listrik dari sebuah komponen elektronik seperti resistor dengan arus listrik yang melewati.
C. Rumus Arus Listrik
1. Rumus Kuat Arus Listrik
I = Q/t
- I merupakan arus listrik [A].
- Q merupakan muatan listrik [C]
- t merupakan waktu [s]
2. Rumus Hubungan Kuat Arus Listrik dan beda Potensial
I = V/R
- I merupakan kuat arus listrik [A].
- R merupakan hambatan listrik [Ω].
- V merupakan beda potensial listrik [V].
D. Penyebab Arus Listrik
Sebagai contoh, anda bisa membayangkan arus listrik seperti air yang mengalir di dalam pipa. Tentunya, aliran ini terjadi karena tekanan yang dihasilkan pompa ke air. Muatan listrik juga dapat mengalir pada sebuah rangkaian akibat sebuah sumber energi yang dinamakan dengan pompa muatan.
Ini kemudian menyebabkan muatan listrik terkena sebuah gaya yakni gaya gerak listrik atau ggl sehingga terjadi arus listrik. Gaya gerak listrik tersebut bisa didapat dari aki, baterai, sel volta dan masih banyak lagi. Ggl juga disebut dengan sumber tegangan yang menyebabkan beda potensial sehingga arus listrik akan mengalir ke dalam sebuah rangkaian listrik.
Arus listrik terjadi akibat muatan positif yang bergerak atau akibat muatan negatif yang bergerak. Arah arus listrik merupakan arah aliran muatan positif dan jika muatan yang bergerak negatif seperti contohnya elektron di dalam logam, maka arah arus akan berlawanan dengan arah alliran elektronnya.
E. Kuat Arus Listrik
Di dalam sebuah selang waktu [∆t], muatan yang lewat penampang [A] merupakan ∆q, sehingga kuat arus listrik [I] yang mengalir akan dinyatakan dengan:
∆q merupakan banyaknya muatan yang mengalir di selang waktu ∆t yang amat kecil. Pada arah searah, jumlah yang mengalir lewat penampang kawat atau konduktor merupakan konstan sehingga bisa ditulis seperti di bawah ini:
Dengan begitu, satuan arus listrik pada Standar Internasional adalah coulomb pr sekon [C/s] yang biasa disebut dengan ampere [A]. Ini diambil dari nama fisikawan Perancis yakni Andre Marie Ampere. Besar kuatan arus 1 termasuk besaran pokok. Sementara muatan q serta waktu t merupakan besaran turunan. Aabila luas penampang yang dilewati arus sebesar A, maka rapat arus [J] bisa ditulis menjadi:
Rapat arus [J] bisa didefinisikan menjadi besar kuat arus per satuan luas penampang dan rapat arus J memiliki satuan ampere/m2.
Contoh Soal 1
Kuat arus listrik yang mengalir di sebuah kabel memiliki luas penampang kawat 0.2 mm2 di dalam sebuah rangkaian elektronika yakni 0.17 Ma. Lalu, berapa rapat arusnya?. Dalam 1 jam, berapa besar muatan yang melewati kabel itu?. Jika muatan elektron 1.6 x 10 pangkat negatif 19 C, berapa banyak elektron yang bisa mengalir selama 1 jam?.
Jawaban :
Rapat arus bisa dihitung dengan rumus berikut ini:
Untuk selang waktu t = 1 jam = 3600 s, maka muatan yang melewati kabel bisa didapat dengan memakai rumus berikut ini:
Untuk banyaknya elektron yang menghasilkan muatan 0.6 C adalah:
Contoh Soal 2
Diketahui sebuah arus listrik 2 Ampere mengalir dengan hantaran suatu kawat yang memiliki potensial berbeda dimana kedua ujung adalah 12 V. Berapa hambatan di kawat tersebut?
Jawaban :
- Diketahui jika I = 2 A
- V = 12 V
- R = V/I
- R = 12 V/2A
- R = 6 Ω
- Besar hambatan itu adalah 6 Ω.
