Pengertian, Rumus Dan Jenis Arus Listrik

Jenis Dan Rumus Arus Listrik – Ketika membahas tentang kelistrikan, ada banyak sekali elemen di dalamnya, seperti hambatan listrik, arus listrik, tegangan listrik, dan lain sebagainya. Namun diantara beberapa elemen tersebut, yang akan kita bahas pada kesempatan kali ini adalah arus listrik.

Pengertian, Rumus Dan Jenis Arus Listrik

Lalu sebenarnya apa yang dimaksud dengan arus listrik? Bagaimana arus listrik bisa bekerja? Untuk menjawab pertanyaan tersebut mari langsung saja simak pembahasan mengenai pengertian arus listrik lengkap beserta rumus dan juga jenis-jenisnya berikut ini.

Pengertian Arus Listrik

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik atau dalam bahasa Inggris disebut sebagai Electric Current adalah muatan listrik yang terjadi karena adanya pergerakan elektron-elektron, dan kemudian mengalir melalui media konduktor dalam tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan coulomb (detik) atau yang biasa disebut sebagai ampere.

Arus ini biasa dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti misalnya arus listrik yang sangat lemah menggunakan microamepere. Contohnya seperti yang ada pada jaringan tubuh manusia. Sementara itu, untuk arus yang paling kuat adalah petir 1 sampai 2000 kiloampere (kA).

Pada sirkuit arus searah bisa diasumsikan resistansi terhadap aliran listrik adalah konstan. Sehingga besarnya arus listrik yang mengalir pada suatu sirkuit tergantung dari voltase dan juga resistansi berdasarkan hukum ohm.

Baca juga: Rumus Pembagi Tegangan Dan Arus Resistor

Sifat Arus Listrik

Arus listrik yang merambat pada suatu rangkaian akan menghasilkan energi. Energi inilah yang merupakan sifat dari suatu arus listrik. Berikut ini adalah beberapa sifat yang dimiliki oleh arus listrik:

  • Dapat menimbulkan reaksi kimia
  • Dapat menghasilkan energi cahaya
  • Dapat menghasilkan energi magnet
  • Dapat menghasilkan energi panas

Aliran Arus Listrik

Aliran Arus Listrik

Perlu diketahui bahwa ada dua macam teori tentang aliran arus listrik, yakni arus listrik konvensional atau conventional current flow dan aliran elektron atau electron flow. Berikut ini adalah penjelasan selengkapnya mengenai kedua aliran listrik tersebut:

  • Konvensional

Secara konvensional, banyak yang menyebutkan bahwa aliran listrik pada sebuah rangkaian elektronika akan mengalir mulai dari arah positif (+) menuju arah negatif (-). Arah aliran arus konvensional ini merupakan suatu aliran arus yang menggunakan prinsip muatan, dimana arus listrik ini biasa diartikan sebagai aliran dengan muatan listrik positif pada sebuah penghantar dari potensial tinggi menuju ke potensial rendah.

Namun arah aliran arus listrik ini sangat berlawanan dengan prinsip aliran elektron pada sebuah penghantar. Rangkaian dengan konsep aliran listrik konvensional ini memiliki kegunaan untuk mempermudah pemahaman terhadap arah aliran muatan listrik, yakni dari arah positif menuju ke negatif.

  • Aliran Elektron

Aliran elektron ini memiliki memiliki arah yang berlawanan dengan arah aliran konvesional. Hal ini karena aliran elektron pada intinya merupakan partikel dengan muatan negatif dan bergerak bebas yang ditarik menuju ke terminal positif.

Dengan demikian maka arah aliran listrik pada sebuah rangkaian merupakan aliran elektron yang berasal dari kutub negatif baterai (katoda) dan kembali lagi menuju ke kutub positif baterai (anoda). Jadi arah aliran elektron dimulai dari arah negatif (-) menuju ke arah yang positif (+).

Jenis-Jenis Arus Listrik

Arus listrik terbagi dalam dua jenis, yaitu arus DC (searah) dan arus AC (bolak balik). Kedua jenis arus listrik tersebut mempunyai karakteristik tersendiri. Berikut ini kami akan memberikan penjelasan mengenai jenis-jenis arus listrik tersebut:

  1. Arus Listrik Searah (DC)

DC adalah singkatan dari Direct Current yang memiliki arti arus listrik searah. Sedangkan dalam bidang kelistrikan, arus listrik searah (DC) merupakan suatu arus listrik yang mengalir dengan arah dan besar secara konstan (tetap).

Arus Listrik Searah (DC)

Pada arus listrik searah, tegangan DC atau tegangan searah pada suatu rangkaian arus listrik akan tertutup dengan arah yang sama, menghasilkan aliran arus listrik yang memiliki arah sama mulai dari kutub positif menuju ke kutub negatif.

Arus Listrik Searah (DC)

Sumber arus listrik yang searah atau DC merupakan alat atau benda yang dijadikan sebagai sumber listrik arus searah dan hasilnya adalah arus searah yang permanen. Adapun sumber listrik searah yang paling umum diketahui adalah sumber listrik arus searah yang mampu membangkitkan listrik secara kimia dan mekanik. Berikut ini adalah contoh-contoh dari sumber arus listrik searah atau DC:

  • Elemen elektro kimia
  • Elemen Volta
  • Accumulator atau aki
  • Elemen kering
  • Termo elemen
  • Photo Electric Cell
  • Generator arus searah
  1. Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

AC adalah singkatan dari Alternating Current yang memiliki arti arus bolak-balik. Sedangkan dalam bidang kelistrikan, arus bolak-balik atau AC merupakan arus listrik yang besar dan arahnya selalu berubah secara periodik pada waktu tertentu.

Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

 

Dalam arus listrik AC ini, tegangan pada sebuah rangkaian arus, arahnya akan selalu berubah dengan ritme yang tertentu. Dengan demikian maka arus dan juga besar arus juga akan selalu mengalami perubahan.  Namun untuk kutub positif dan negatif tidak akan bisa ditentukan meskipun listrik tersebut mempunyai dua ujung penghantar.

Hal tersebut dikarenakan arus listrik AC akan mengalir secara bergantian pada kedua ujungnya, terkadang berada di posisi positif namun juga sering berada dalam posisi negatif. Listrik yang pada umumnya berada di dalam rumah merupakan arus  listrik AC karena dihasilkan oleh pembangkit listrik AC yang berasal dari PLN. Adapun contoh lain yang merupakan penghasil sumber arus listrik AC adalah dinamo dan juga generator listrik.

Arah Arus Listrik

Sering terdapat perdebatan menyangkut arah arus listrik. Apakah mengalir dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda), ataukah sebaliknya?

Dalam teori kelistrikan, disebutkan bahwa arus listrik mengalir atau bepindah tempat dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Potensial tinggi terkait dengan kutub positif dan potensial rendah terkait dengan kutub negatif. Dengan kata lain, arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Akan tetapi, faktanya kita tahu bahwa partikel pembawa muatan listrik dalam sebuah penghantar adalah elektron, di mana partikel ini bermuatan negatif. Jadi, harusnya dari kutub negatif ke kutub positif dong?

Sekilas, terdapat pertentangan. Namun, sebenarnya tidak karena telah disepakati bahwa aliran listrik terbagi menjadi dua jenis, yaitu aliran arus positif dan aliran arus negatif.

Kesepakatan itu berpijak pada fakta muatan listrik yang terdiri dari muatan positif dan muatan negatif. Keduanya menjadi sebab dari fenomena tarik-menarik dan tolak-menolak dua partikel bermuatan listrik.

  1. Arah Arus Listrik Posifif

Ketika kita membicarakan arus listrik dalam suatu rangkaian yang terdiri dari sumber tegangan (baterai), penghantar, dan beban, maka sebenarnya yang kita maksud adalah arus listrik positif.

Arus listrik positif disebabkan oleh partikel pembawa muatan positif, disebut juga dengan istilah “arus konvensional”.

Karakteristik muatan positif adalah keluar dari kutub positif dan masuk ke kutub negatif. Hal ini cocok dengan definisi arus listrik yaitu muatan yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Dengan kata lain, pembawa muatan positif tersebut bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.

Selain itu, terdapat kesepakatan bahwa:

Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan

  1. Arah Arus Listrik Negatif

Aliran arus listrik negatif disebut juga dengan aliran elektron. Sebenarnya, inilah partikel pembawa muatan listrik sesungguhnya.

Karakteristik dari muatan negatif adalah keluar dari kutub negatif dan masuk ke kutub positif. Dengan kata lain, muatan ini mengalir dari kutub negatif ke kutub positif.

Fakta di atas tidak kompatibel dengan pengertian arus listrik yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa arus listrik mengalir dari potensial tinggi (positif) ke potensial rendah (negatif).

Berdasarkan uraian di atas, penting untuk menghindari terjadinya kerancuan pemahaman. Jadi, ketika kita menyebut “arus listrik” maka yang kita maksud adalah “arus listrik positif”.

Sementara, ketika kita ingin membicarakan aliran listrik negatif, maka kita harus menyebut “arus elektron” secara spesifik.

Bagaimana pun, ketika ketentuan muatan positif dan negatif ditemukan dua abad yang lalu, dianggap muatan positif mengalir pada satu arah yang tepat sama dengan muatan negatif yang mengalir ke arah yang berlawanan.

Baca juga: Jenis Jenis Motor DC

Mengukur Arus Listrik

Cara menghitung arus listrik adalah menggunakan alat yang disebut sebagai ampere meter. Multimeter juga bisa dipakai untuk menghitung ampere apabila diubah menjadi mode skala ampere.

Berikut ini cara untuk mengukur arus listrik menggunakan ampere meter:

  • Siapkan ampere meter dan pastikan sudah berada pada skala DCA
  • Pasangkan ampere meter dengan cara seri dengan rangkaian listrik yang akan diukur arusnya
  • Pasangkan kutub positif dengan arah sumber arus listrik
  • Pasangkan kutub negatif pada arah keluar atau output arus listrik
  • Tunggu hasilnya muncul pada indikator ampere meter
  • Tahanan atau hambatan pada ampere meter sengaja dibuat mendekati 0 atau sangat kecil. Tujuannya adalah untuk meningkatkan akurasi pengukuran. Tidak adanya hambatan listrik akan berakibat pada kerusakan alat apabila dihubungkan secara paralel dengan rangkaian listrik.

Kerusakan terjadi akibat adanya hubungan singkat atau korsleting. Oleh karena itu, pengguna harus berhati-hari ketika akan memasang alat supaya tidak menimbulkan kerusakan.

Rumus Arus Listrik

Berikut ini kami rodablog.com akan memberikan beberapa rumus kuat arus listrik yang bisa Anda jadikan sebagai pedoman dalam mengerjakan soal-soal.

  • Rumus Kuat Arus Listrik

I = Q/t I adalah Arus listrik (A)
Q adalah Muatan listrik (C)
t adalah Waktu (s)

Ampere dapat dinyatakan dengan coulomb per sekon dan untuk 1 ampere adalah 1 coulomb  muatan yang akan mengalir dalam waktu 1 sekon.  Sama halnya dengan satuan panjang maupun massa, untuk kuat arus dapat dinyatakan ke dalam satuan yang lebih kecil lagi, yakni miliampere (mA) dan mikroampere.

  • Rumus Hubungan Antara Kuat Arus Listrik (Beda Potensial)

I = V/R I adalah Kuat arus listrik (A)
R adalah Hambatan listrik (Ω)
V adalah Beda potensial listrik (V)

Pada umumnya, arus listrik yang mengalir dalam suatu waktu tertentu adalah sebagai berikut:

I = dQ/dt

Dengan demikian maka sudah dapat ditentukan jumlah dari muatan total yang dipindahkan dalam rentang waktu 0 – t (waktu) dengan melalui integrasi berikut:

Q = dQ = dt

Berdasarkan persamaan tersebut, arus listrikadalah besaran skalar karena baik dari muatan ataupun dari waktu merupakan besaran skalar.

  • Beda Potensial

Aliran muatan dipengaruhi oleh besar kecilnya potensial mulai dari satu titik menuju ke titik yang lain. Atau dapat dikatakan bahwa besarnya beda potensial sangat memberikan pengaruh terhadap banyaknyamuatan yang mengalir pada suatu penghantar.

Maka dari itu, akan ada hubungan diantara beda potensial dan muatan listrik. Perpindahan mulai dari sebuah titik menuju ke titik yang lain sangat dibutuhkan energi. Apabila muatannya merupakan elektron, maka persamaannya bisa ditulis sebagai berikut ini:

W = e V

Satuan energi adalah Joule, berdasarkan persamaan diatas maka Joule dapat dinyatakan dalam satuan coulombvolt atau elektronvolt (eV).

Contoh Soal

Contoh Soal 1

Terdapat arus listrik sebesar 5 A yang mengalir melalui sebuah kawat penghantar selama 1,5 menit.

Hitunglah berapa banyak muatan listrik yang melewatu kawat tersebut!.

Penyelesaian:

Diketahui:
I = 5 A
t = 1,5 menit = 90 detik

Ditanya Q = …?

Jawab:

Q= I.t
= (5A) (90 s)
= 450 C

Maka didapat bahwa banyaknya muatan arus listrik melalui sebuah kawat yaitu 450 Coulomb

Contoh Soal 2

Sebuah arus listrik yang melewati sebuah hambatan dalam suatu rangkaian dengan besar arus listrik adalah 4,0 ampere dan dalam kurun waktu 10 sekon,
Berapakah besar muatan listrik nya ?

Penyelesaian

Diketahui
I = 4,0 ampere
t = 10 sekon

Berapakah besar muatan listrik nya ?

Jawab:

Rumus nya adalah I = Q/t

4,0 ampere = Q/10 sekon
= 4,0 ampere x 10 sekon
Q = 40 C

Maka, besar muatan nya sebesar 40 C

Contoh Soal 3

Arus listrik 2 Ampere mengalir pada kawat penghantar dengan beda potensial nya yang di kedua ujung nya adalah 12 V.
Berapakah hambatan kawat itu ?

Penyelesian

Diketahui
I = 2 A
v = 12 V

Hambatan pada kawat ?

Jawab:

Rumusnya yaitu R = V/I
R = 12 V/2A
R = 6 Ω

Maka, besar hambatan kawat tersebut adalah 6 Ω

Contoh Soal 4

Apabila terdapat muatan listrik sebesar 180 Coulomb yang mengalir selama 20 detik, berapakah kuat arus listrik yang dihasilkan?

Diketahui:

Q = 180 C
t = 20 s

Ditanya: I=?

Jawab:

I = Q/t
I = 180/20

I = 9 C/s atau 9 Ampere

Jadi, besarnya arus listrik yang dihasilkan oleh muatan listrik tersebut adalah 9 Ampere.

Contoh Soal 5

Apabila diketahui terdapat sumber listrik memiliki kuat arus sebesar 6 Ampere, hitunglah total muatan listrik yang mengalir selama 50 detik!

Diketahui:

I = 6 Ampere
t = 50 sekon
Ditanya: Q=?

Jawab:

I = Q/t
Q = I×t
Q = 6×50
Q = 300 Coulomb

Jadi, banyaknya muatan listrik yang mengalir dari sumber listrik tersebut selama 50 detik adalah 300 Coulomb.

Leave a Comment