Pengertian Arus Listrik dan Beda Potensial

Pengertian Arus Listrik dan Beda Potensial – Pada bab sebelumnya kamu sudah mempelajari muatan listrik pada suatu benda. Dua benda atau dua tempat yang muatan listriknya berbeda dapat menimbulkan arus listrik. Benda atau tempat yang muatan listrik positifnya lebih banyak dikatakan mempunyai potensial lebih tinggi.

Adapun, benda atau tempat yang muatan listrik negatifnya lebih banyak dikatakan mempunyai potensial lebih rendah. Dua tempat yang mempunyai beda potensial dapat menyebabkan terjadinya arus listrik. Syaratnya, kedua tempat itu dihubungkan dengan suatu penghantar. Dalam kehidupan sehari-hari, beda potensial sering dinyatakan sebagai tegangan.

 

Selanjutnya perhatikan Gambar berikut.

Dua tempat berbeda potensial

Pada Gambar di atas, A dikatakan lebih positif atau berpotensial lebih tinggi daripada B. Arus listrik yang terjadi berasal dari A menuju B Arus listrik terjadi karena adanya usaha penyeimbangan potensial antara A dan B. Dengan demikian dapat dikatakan, arus listrik seakan-akan berupa arus muatan positif. Arah arus listrik berasal dari tempat berpotensial tinggi ke tempat yang berpotensial lebih rendah. Pada kenyataannya muatan listrik yang dapat berpindah bukan muatan positif, melainkan muatan negatif atau elektron.

 

Karena itu, berdasarkan Gambar yang terjadi sebenarnya adalah terjadinya aliran elektron dari tempat berpotensial lebih rendah ke tempat yang berpotensial lebih tinggi. Jadi berdasarkan uraian di atas, arus listrik terjadi jika ada perpindahan elektron. Kedua benda bermuatan , jika dihubungkan melalui kabel akan menghasilkan arus listrik yang besarnya dapat ditulis dalam rumus

Dengan :

I = besar kuat arus, satuannya ampere (A)

Q = besar muatan listrik, satuannya coulomb (C)

t = waktu tempuh, satuannya sekon (s)

Berdasarkan uraian tersebut, arus listrik dapat didefinisikan sebagai banyaknya elektron yang berpindah dalam waktu tertentu. Kamu sudah mengetahui bahwa perbedaan potensial akan mengakibatkan perpindahan elektron. Banyaknya energi listrik yang diperlukan untuk mengalirkan setiap muatan listrik dari ujung-ujung penghantar disebut beda potensial listrik atau tegangan listrik. Hubungan antara energi listrik, muatan listrik, dan beda potensial listrik secara matematik dirumuskan.

dengan:

 

V = beda potensial listrik satuannya volt (V)

W = energi listrik satuannya joule (J)

Q = muatan listrik satuannya coulomb (C)

Dengan demikian, beda potensial adalah besarnya energi listrik untuk memindahkan muatan listrik.

 

Contoh Soal Pengertian Arus Listrik dan Beda Potensial:

Kuat arus listrik yang mengalir pada lampu 250 mA. Jika lampu menyala selama 10 jam, berapakah

a. muatan listrik yang mengalir pada lampu?

b. banyaknya elektron yang mengalir pada lampu (1 elektron = 1,6 x 10^-19C)

 

Mengukur Kuat Arus Listrik 

 

Kuat arus listrik yang mengalir dalam penghantar atau rangkaian listrik dapat diukur besarnya dengan menggunakan amperemeter atau ammeter. Amperemeter ada dua jenis, yaitu amperemeter digital dan amperemeter jarum. Ciri sebuah amperemeter jarum adalah adanya huruf A pada permukaan skala. Bagaimanakah cara mengukur kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian listrik?

Untuk lebih memahami cara mengukur kuat arus listrik, cobalah kamu lakukan Kegiatan berikut secara berkelompok. Sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.

 

Percobaan Mengukur Kuat Arus Listrik

Tujuan: Mengukur kuat arus listrik komponen secara seri dan paralel

Alat dan Bahan:

– Lampu

– Sakelar

– Amperemeter

– Baterai

Cara Kerja:

1. Rangkailah peralatan yang tersedia seperti gambar.
2. Tutuplah sakelar. Amatilah lampu dan catat besar arus listrik melalui amperemeter.
3. Ulangi cara kerja nomor 1 dan 2 dengan mengganti jumlah baterai, baik secara seri maupun paralel.
4. Catatlah pengamatan kelompokmu pada sebuah tabel di buku kerjamu.

Pertanyaan:

1. Mengapa lampu pada rangkaian dapat menyala?

2. Mengapa ketika baterai diubah, nyala lampu juga berubah?

3. Nyatakan kesimpulan kelompokmu dalam buku kerjamu.

Dalam kehidupan sehari-hari, kamu dapat mengamati adanya gejala beda potensial di baterai atau akumulator. Beberapa baterai dapat disusun secara seri maupun paralel. Yang dimaksud susun seri adalah kutub positif disambungkan dengan kutub negatif lainnya. Adapun, untuk susun paralel adalah kutub-kutub yang sejenis disatukan. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar berikut.

Susunan listrik secara seri (a) dan paralel (b)

Untuk susun seri akan menghasilkan kuat arus listrik yang lebih besar daripada rangkaian susunan paralel. Hal itu disebabkan oleh bertambahnya beda potensial. Karena itu jika kedua macam rangkaian itu digunakan untuk menyalakan lampu, akan menghasilkan nyala yang berbeda. Dapatkah kamu menjelaskan hal tersebut?

 

Demikianlah ulasan sederhana kami mengenai pengertian arus listrik dan beda potensial, juga bagaimana kuat arus listrik. Semoga bermanfaat dan sampai jumpa lagi di lain kesempatan (Tim KTB).