Pengertian Dan Rumus Tegangan Listrik

Rumus Tegangan Listrik – Sebagian besar dari Anda tentu sudah pernah mendengar yang namanya tegangan listrik. Dalam kehidupan sehari-hari memang istilah ini sering didengar seperti misalnya aliran listrik dari PLN di rumah Anda memiliki tegangan sebesar 220 Volt.

Pengertian, Rumus Dan Cara Mengukur Tegangan Listrik

Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai tegangan listrik mulai dari perhitungan, rumus, cara menghitung, dan contoh soalnya secara lengkap. Baiklah mari langsung saja simak ulasan selengkapnya berikut ini.

Pengertian Tegangan Listrik

Pengertian Tegangan Listrik

Tegangan listrik adalah dalam bahasa Inggris disebut dengan Electric Voltage yang artinya jumlah energi yang dibutuhkan dalam pemindahan unit muatan listrik dari sebuah tempat menuju ke tempat yang lainnya. Tegangan listrik umumnya dinyatakan dalam satuan Volt.

Namun, tegangan listrik juga dapat diartikan sebagai tegangan beda potensial pada dua titik yang berbeda dalam suatu rangkaian listrik. Tegangan ini juga biasa disebut sebagai gaya pendorong karena mampu memindahkan elektron mulai dari sebuah titik menuju ke titik yang lainnya dengan melalui perantara konduktor.  Semakin tinggi tegangan yang diberikan maka akan semakin kuat juga dorongan yang dilakukan oleh suatu elektron pada sebuah rangkaian listrik.

Baca juga: Perbedaan Arus Listrik Dan Tegangan Listrik

Simbol Tegangan Listrik DC dan AC

Simbol Tegangan Listrik

Berbagai rangkaian elektronika biasanya bekerja dengan menggunakan tegangan DC yang rendah mulai dari 1,5V sampai dengan 24V DC. Untuk simbol sumber tegangan DC yang ada pada berbagai rangkaian elektronik adalah simbol baterai yang memiliki tanda positif (+) dan tanda negatif (-) yang dimana hal ini menunjukkan arah polaritasnya.

Sementara simbol tegangan AC yang pada suatu rangkaian listrik atau rangkaian elektronik adalah sebuah lingkaran bulat yang dimana didalamnya terdapat gelombang sinus.

Jenis Tingkatan Tegangan Listrik

Tingkatan Tegangan Listrik

Tegangan listrik adalah arus beda potensial yang bisa menumbuhkan atau membangkitkan medan listrik sehingga bisa memicu adanya arus listrik dengan bantuan dari konduktor. Berdasarkan ukuran beda potensialnya, tegangan listrik terbagi dalam 4 jenis tingkatan yaitu:

  1. Tegangan listrik ekstra rendah (ekstra low voltage)
  2. Tegangan listrik rendah (low voltage)
  3. Tegangan listrik tinggi (high voltage)
  4. Tegangan listrik ekstra tinggi (Exstra high voltage)

Diatas sudah kami singgung bahwa tegangan listrik dinyatakan dengan satuan volt. Dan untuk mengukur tegangan ini bisa dilakukan dengan mudah menggunakan sebuah alat khusus yang dinamakan dengan multimeter atau tester.

Alat ukur multimeter atau testermemang banyak digunakan dalam pengukuran tegangan listrik. Namun selain untuk mengukur tegangan, alat ini juga bisa digunakan untuk mengukur tahanan dan juga kuat arus listrik.

Jenis Tegangan Listrik Berdasarkan Aliran Arusnya

Berdasarkan aliran arusnya, tegangan dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu tegangan listrik AC dan DC. Berikut ini adalah penjelasan selengkapnya mengenai kedua jenis tegangan tersebut:

Jenis Tegangan Listrik

  1. Tegangan Listrik AC

Jenis tegangan yang pertama adalah tegangan listrik AC atau yang biasa disebut dengan tegangan listrik bolak balik. Tegangan AC ini sendiri terbagi lagi dalam dua jenis, yaitu single phase dan tripel phase.

Untuk tegangan AC single phase adalah jenis tegangan AC yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Sesuai dengan namanya, tegangan AC single phase ini hanya mmepunyai satu phase dan ground atau netral. Berikut ini adalah beberapa sumber yang menghasilkan tegangan AC:

  • Listrik rumah tangga yang berasal dari PLN
  • Genset
  • Dinamo sepeda
  • Altenator pada sepeda motor dan mobil.
  1. Tegangan Listrik DC

Jenis tegangan listrik yang kedua adalah tegangan DC yang merupakan kebalikan dari tegangan AC. Tegangan listrik DC sendiri biasa disebut sebagai tegangan listrik searah, yang mana tegangan DC ini mempunyai notasi atau tanda titik negatif pada ujung satu dan notasi positif pada ujung yang lainnya.

Cara pemasangan tegangan DC harus dilakukan dengan benar untuk letak diantara kedua kutubnya. Sebab, jika ada kesalahan saat melakukan pemasangan atau cara memasangnya terbaik maka bisa menyebabkan terjadinya kerusakan pada kedua bagian tersebut.

Sedangkan beberapa sumber tegangan DC adalah volta, aki, baterail, solar cell, adaptor ataupun power supply. Penggunaan tegangan DC ini banyak dijumpai dengan mudah di berbagai macam peralatan elektronik. Misalnya saja seperti perangkatan elektronik portable berikut ini:

  • Handphone
  • Sepeda motor
  • Mainan
  • Remote
  • Pemutar musik portable dan lain sebagainya.

Satuan pada Tegangan Listrik

Satuan yang dimiliki oleh tegangan listrik adalah Volt dan dilambangkan dengan simbol V. Namun dalam referensi akademis untuk menyebutkan tegangan listrik biasanya menggunakan simbol E. Hal tersebut dilakukan supaya tidak tertukar dengan simbol satuan tegangan (Volt) karena juga memiliki simbol V.

Rumus Tegangan Listrik

Rumus Tegangan Listrik

Tegangan adalah beda potensial antara 2 titik, dapat diartikan sebagai jumlah kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan arus mulai dari titik satu menuju ke titik yang lainnya. Jadi, rumus tegangan antara 2 titik adalah sebagai berikut ini:

V– Vb = ∫E . dI

Keterangan:

  1. Va adalah Potensial di titik a
  2. Vb adalah Potensial di titik b
  3. E adalah Medan Listrik
  4. I adalah Arus Listrik

Sementara itu jika berdasarkan penggunaannya, beda potensial tersebut berada padaarus listrik bolak-balik (AC) dan arus listrik searah (DC). Adapun rumus dari arus searah adalah sebagai berikut:

V = √(P.R)

V = I . R

Keterangan:

  1. V = Tegangan Listrik
  2. P = Daya Listrik
  3. R = Hambatan Listrik
  4. I = Kuat Arus Listrik

Sedangkan, keterangan pada arus bolak – balik adalah:

  1. V = Tegangan Listrik (Volt)
  2. I = Kuat Arus Listrik (Ampere)
  3. P = Daya Listrik (Watt)
  4. R = Hambatan Listrik (Ohm)
  5. Z = Impedansi
  6. ф = Beda fase antara I dan V
  1. Rumus Tegangan Listrik dengan Kuat Arus

Jika ingin menghitung tegangan tetapi sudah diketahui kuat arus listrik dan hambatan listriknya maka rumusnya adalah sebagai berikut:

V = I x R

Keterangan:

  1. V = Tegangan Listrik (Volt)
  2. I = Kuat Arus Listrik (Ampere)
  3. R = Hambatan Listrik (Ohm)

Contoh Soal!

A. Jika didalam suatu rangkaian liastrik terdapat Hambatan sebesar 5.5 Ohm dengan Arus Listrik yang mengalir sebesar 10 Ampere. Maka, berapakah Tegangan Listrik didalam Rangkaian Listrik tersebut?

Jawaban:

Diketahui : I = 10 Ampere dan R = 5.5 Ohm

Ditanya: Berapa tegangan listrik dalam rangkaian listrik?

Jawab: V = I x R

V = 10 Ampere x 5.5 Ohm

V = 55 Volt

Jadi, Tegangan Listrik didalam rangkaian listrik tersebut adalah 55 Volt.

  1. Rumus Tegangan Listrik dengan Daya Listrik

Nah, ingin menghitung rumus tegangan tetapi jika sudah diketahui daya listriknya maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

V = P / I

Keterangan:

  1. V = Tegangan Listrik (Volt)
  2. P = Daya Listrik (Watt)
  3. I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

Contoh Soal!

A. Terdapat Televisi dengan Kuat Arus Listrik sebesar 1.2 Ampere dengan besaran Daya Listriknya sebesar 264 Watt. Maka, berapakah Tegangan Listriknya?

Jawaban:

Diketahui: P = 264 Watt dan I = 1.2 Ampere

Ditanya: Berapa Tegangan Listriknya?

Jawab: V = P/I

V = 264 Watt / 1.2 Ampere

V = 220 Volt

Jadi, tegangan listrik yang digunakan pada Televisi tersebut adalah 220 Volt.

Contoh Soal 1

Jumlah muatan yang dipindahkan pada sebuah rangkaian listrik adalah 15 Coulomb. Jika energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan tersebut dari ujung-ujung rangkaian adalah 45 Joule, berapakah besar tegangan listrik antara ujung-ujung rangkaian tersebut?

Jawaban:

Diketahui:
  • Q = 15 C
  • W = 45 J
Ditanyakan:
  • V…?
Penyelesaian:
V = W/Q
    = 45/15
    = 3 Volt
Jadi, besar tegangan listrik antara ujung-ujung rangkaian adalah 3 Volt.

Contoh Soal 2

Pada suatu penghantar yang memiliki hambatan 110 Ohm mengalir arus listrik sebesar 2 A. Berapakah beda potensial pada penghantar tersebut?

Jawaban:

Diketahui:
  • R = 110 Ω
  • I  = 2 A
Ditanyakan:
  • V…?
Penyelesaian:
V = I . R
    = 2 . 110
    = 220 Volt
Jadi, beda potensial pada penghantar adalah 220 Volt.

Contoh Soal 3

Sebuah pembangkit listrik menghasilkan daya sebesar 1 Mega Watt yang akan dialirkan ke rumah-rumah penduduk. Jika kuat arus yang mengalir 8 A, berapakah tegangan listrik yang dihantarkan?

Jawaban:

Diketahui:
  • P = 1 MW = 1.000.000 Watt
  • I  = 8 A
Ditanyakan:
  • V…?
Penyelesaian:
V = P/I
    = 1.000.000/8
    = 125.000 Volt

Jadi, tegangan listrik yang dihantarkan adalah 125.000 Volt.

Baca juga: Rumus Pembagi Tegangan Dan Arus Listrik

Cara Mengukur Tegangan Listrik

Cara mengukur tegangan listrik pada sebuah rangkaian listrik maka bisa menggunakan sebuah alat yang dinamakan dengan voltmeter atau bisa juga multimeter yang dimana selektro harus diarahkan pada skala volt. Jika Anda ingin melakukan pengukuran tegangan AC maka skala harus diarahkan pada ACV, namun jika ingin mengukur tegangan DC maka skala bisa diarahkan pada skala DCV.

Pemasangan alat  voltmeter bisa dilakukan dalam bentuk paralel yang berarti bahwa probe faktual pada alat ukur dipasangkan langsung pada bagian terminal faktual atau kepingan yang dialiri oleh tegangan positif. Sementara itu, untuk probe negatif pada alat ukur bisa dipasangkan pada terminal negatif atau kepingan yang mendapat tegangan negatif. Supaya lebih jelas silahkan anda perhatikan gambar berikut ini.

mengukur tegangan

Contoh Rangkaiannya:

Rangkaian I

Pengukuran tegangan listrik

Coba perhatikan 3 (tiga) titik pengukuran tegangan pada gambar rangkaian listrik di atas.

  • Untuk mengukur tegangan supply (tegangan total), letak voltmeternya yang paralel dengan baterai, karena baterai adalah 9 volt dc, maka hasil pengukuran pada multimeter juga akan sama.
  • Untuk mengukur tegangan yang jatuh pada tahanan R1, jadi cara mengukurnya hubungkan positif multimeter dengan titik yang dianggap mempunyai polaritas yang lebih tinggi (lebih mendekati sumber + batere), jangan sampai terbalik.
  • Untuk mengukur tegangan yang jatuh pada lampu, jika tahanan dalam dari lampu tersebut adalah 10 Kohm, maka secara perhitungan tegangan yang jatuh pada lampu adalah 8,2 volt. Dan tegangan pada R1 adalah 0,8 volt.

Rangkaian II

rangkaian percobaan untuk pengukuran tegangan listrik

Jika anda ingin membuktikan kebenaran rumus-rumus atau teori tentang tegangan listrik, anda bisa melakukan percobaan sederhana di rumah. Siapkan bahan-bahannya seperti batere, dua buah resistor dan satu buah multimter. Buatlah rangkaian seperti gambar di atas. Coba lakukan pengukuran pada masing-masing resistor dan bandingkan dengan hasil pergitungan.

Jika nilai resistor dan tegangan sesuai dengan gambar diatas maka secara perhitungannya sebagai berikut:

Arus yang mengalir : I = 9V / (1K + 2K) = 9V / 3000ohm = 3 miliAmpere
Tegangan pada resistor 1K = 3 mA x 1 Kohm = 3 volt
Tegangan pada resistor 2K = 3 mA x 2 Kohm = 6 volt
Selain menghitung arus terlebih dahulu anda bisa menggunakan rumus pembagi tegangan, agar cepat mendapat nilai tegangan yang jatuh pada titik tertentu.

Catatan :

Tahanan pada alat ukur voltmeter harus dibuat besar atau hampir mendekati nilai yang tak terhingga. Hal ini karena jika alat ukur voltmeter nantinya dihubungkan dalam bentuk seri maka tegangan yang ada pada rangkaian tidak akan bisa diukur, tetapi tidak bisa merusak alat ukur voltmeternya.

Leave a Comment