Besaran arus,tegangan ,resistansi dan daya listrik

 Arus

Arus Listrik adalah besaran listrik yang memungkinkan tenaga dibawa dari sumber listrik ke tempat beban listrik. Kekuatan arus ini ( I ) ditentukan oleh banyaknya muatan ( Q ) yang melalui penampang lintang suatu penghantar dalam satu detik.

I = Q / t

dengan : I = arus dalam ampere (A)

               t = waktu dalam detik (det) atau sekon (s)

              Q = muatan listrik dalam coulomb (C)

Disebutkan oleh Robert Andrew Milikan (1863-1953), bahwa muatan pada sebuah elektron adalah 1,6 x 10 ^ -19 C

Dari persamaan di atas, arus 1A dapat dihitung :

Jadi arus 1 ampere berarti dalam satu detik bergerak kurang lebih 6,24 x 10^18 elektron melalui penampang lintang sebuah penghantar. Untuk arus yang sangat lemah saja, jumlah elektron yang mengalir sudah tidak dapat dibayangkan besarnya. Dengan alasan ini, maka arus tidak diukur dalam elektron tiap detik, melaiankan dalam ampere(A), yang menyatakan banyaknya muatan yang mengalir dengan laju 1 C/s. Nama ampere diambil dari nama seorang ahli fisika Perancis Andre Marie Ampere (1755-1836).

Definisi ampere (A) menurut satuan Internasional (SI) adalah arus konstan dalam dua penghantar sejajar yang tidak terhingga dengan luas penampang diabaikan , berjarak satu meter dalam ruang hampa, yang menghasilkan suatu gaya sebesar 2 x 10 ^ -7 newton/meter antara kedua penghantar tersebut.

Arus dibedakan menjadi 2, yaitu arus AC dan arus DC

1. Arus AC ( alternating current ) adalah arus yang berubah bergantian positif dan negatif terhadap waktu atau bisa disebut arus bolak balik

2. Arus DC ( direct current ) adalah sebuah arus yang harganya konstan terhadap waktu atau biasa di sebut arus searah.

Dalam analisis rangkaian, untuk membedakan antara besaran-besaran yang konstan dan besaran-besaran yang berubah terhadap waktu(variable). sebagai contoh, untuk arus konstan dua puluh ampere akan ditulis I = 20 A, sedangkan arus sinusoida dengan amplitudo dua puluh ampere akan dituliskan : 

                        i     =    20 sin wt (A)

w = omega

Untuk mengukur arus digunakan alat ukur yang dinamakan amperemeter

Arah arus (konvensional) berlawanan dengan arah aliran elektron. ini sebagai asumsi yang dibuat pada waktu listrik ditemukan, yaitu muatan positif yang bergerak. 

Gambar diatas  menjelaskan elektron mengalir  dari potensial rendah ke potensial tinggi. Aliran elektron ini disebut arus elektron. Arus elektron mengalir dari terminal negatif(-) ke terminal positif (+), sedangkan arus konvensional mengalir dari + ke -. Arus mengalir hanya pada rangkain tertutup.

contoh :

1. Muatan yang mengalir melalui permukaan imajiner dari sebuah penghantar adalah 0,16 C disetiap  64 ms. Tentukan arusnya dalam ampere.

 penyelesaian : 

2. 

Tegangan

Tegangan dapat didefinisikan sebagai kerja yang diperlukan untuk menggerakkan muatan positif sebesar 1 C dari satu titik ujung melalui alat tersebut ke titik ujung lainnya. Satuan tegangan listrik ialah volt (V) yang sama dengan 1 J/C. Volt diambil dari nama ahli fisika Italia dari abad ke delapan belas (1745-1827) Alesandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta.

Volt juga diguanakan sebagai satuan gaya gerak lisrtik (ggl), yaitu tegangan yang dibangkitkan pada sumber energi listrik. Ggl sama dengan tegangan rangkaian terbuka dari sebuah sumber. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan adalah voltmeter. 

Untuk menjalankan peralatan listrik, harus diberikan tega

ngan nominalnya. Yang dimaksud dengan tegangan nominal ialah tegangan nominal ialah tegangan yang harus digunakan untuk mengoperasikan peralatan tersebut. Ini saya berikan tabel standart sumber tegangan.

Resistansi

Resistansi atau biasa disebut dengan hambatan yaitu setiap bahan yang menghambat atau menghalangi arus listrik sampai taraf tertentu. satuan dari resistansi adalah ohm yang diambil dari nama ahli fisika Jerman George Simon Ohm, 1787-1854. Simbol untuk resistansi adalah R.

Nilai resistansi kawat ( penghantar) ditentukan oleh empat faktor yaitu bahan, panjang, luas penampang, dan temperatur.

1. Bahan penghantar itu sendiri menentukan nilai reisitansinya. contoh untuk dua kawat dari bahan berbeda, misalnya tembaga dan besi dengan ukuran fisik yang sama, ternyata resistansi besi lebih besar daripada resistansi tembaga.

2. Panjang bahan penghantar. Jika ada dua bahan yang sama, luas penampang yang sama, temperatur yang sama, menghasilkan resistansi yang tidak sama, dimana resistansi penghantar yang panjang memiliki nilai lebih besar dibandingkan yang pendek.

3. Luas penampang. Dua penghantar dari bahan sama, panjang sama, pada temperatur yang sama, tetapi dengan luas penampang yang berbeda akan menghasilkan resistansi yang berbeda pula. Penghantar yang memiliki luas penampang lebih kecil memiliki resistansi yang lebih besar.

4. Temperatur. Untuk kawat logam, resistansi akan naik jika temperaturnya naik.

Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa resistansi pada temperatur tertentu adalah berbanding lurus dengan bahan dan panjang penghantar, dan berbanding terbalik dengan luas penampang.