Listrik merupakan energi yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan manusia. Listrik akan mengalir pada sebuah penghantar. Penghantar tersebut menghubungkan kutub sumber listrik yang ada di medan listrik. Kemudian medan listrik tersebut mengakibatkan kutub negatif bergerak lalu mengalirkan listrik. Berikut pembahasan selengkapnya seputar arus listrik.
Daftar ISI
Pengertian Arus Listrik
Merupakan aliran berkutub positif yang berlangsung pada penghantar berkecepatan serta di waktu tertentu. Terjadinya arus tersebut disebabkan terjadinya beda potensial di kedua ujung penghantar. Perbedaan ini terjadi karena memperoleh tenaga yang menjadikan elektron-elektron mengalami perpindahan tempat.
Gerakan aliran elektron dapat menuju tempat yang tekanannya lebih lemah. Untuk besar kecilnya arus ini menyesuaikan pembangkit listrik yang tugasnya mengeluarkan tenaga tersebut. Kamu memerlukan tenaga dorong listrik tersebut agar dapat memanfaatkan energi listrik yang dikeluarkan.
Akan tetapi, tenaga ini harus cukup serta jumlahnya sesuai. Sementara itu, kecepatan perpindahan dari sebuah arus listrik dinamakan laju arus yang penulisan rumusnya adalah “I” serta memiliki satuan ampere.
Arus tersebut terjadi ketika muatan listrik mengalir per detik. Dengan begitu, akan terjadi persamaan antara arus listrik, muatan listrik, serta waktunya.
Jenis Arus Listrik
Ada 2 jenis arus listrik, yakni AC dan DC. Simak pembahasan selengkapnya.
1. Arus Listrik AC
AC atau alternating current adalah listrik yang memiliki besar serta arah arus yang berubah-ubah serta berbolak-balik. Untuk arus AC dapat membentuk gelombang bernama gelombang sinus atau sinusoidal.
Di Indonesia, arus AC dipelihara serta ada di bawah naungan PLN. Selain itu, Indonesia juga menerapkan arus AC yang berfrekuensi 50 Hz. Lalu untuk tegangan standar di Indonesia untuk 1 fasa yaitu 220 volt.
2. Arus Listrik DC
DC atau direct current adalah arus listrik yang sifatnya searah. Sebenarnya arus bisa dikatakan DC ketika mengalir dan dimulai dari ujung positif ke ujung negatif. Akan tetapi, para peneliti kemudian menemukan bahwa untuk arus searah pergerakannya mulai kutub negatif menuju kutub positif.
Adanya aliran tersebut mengakibatkan terjadinya lubang-lubang yang bermuatan positif. Lubang tersebut akan terlihat bergerak dari positif menuju negatif.
Sifat Arus Listrik
Terdapat tiga sifat arus listrik untuk dipahami, yaitu:
- Menghasilkan energi magnet.
- Menghasilkan energi panas.
- Menghasilkan energi kimia.
- Menghasilkan energi cahaya.
Efek Arus Listrik
Setelah mengetahui jenis-jenisnya, kamu juga perlu tahu apa saja efek yang ditimbulkan oleh arus listrik. Ketika arus tersebut mengalir melewati konduktor, terdapat beberapa tanda yang mengindikasikan apakah arus mengalir atau tidak. Berikut pembahasannya.
1. Efek Panas
Efek paling jelas yang berasal dari arus listrik adalah panas. Jika arus yang mengalir kecil, maka panas yang dihasilkan juga cenderung sangat kecil serta mungkin tidak begitu diperhatikan.
Akan tetapi, ketika arus yang mengalir tersebut besar, maka bisa jadi jumlah panas akan lebih terlihat. Api listrik merupakan contoh umum yang membuktikan bagaimana arus dapat mengakibatkan panas.
Saat arus listrik mengalir lewat konduktor, maka panas akan terjadi di dalam konduktor. Sementara itu, efek panas yang terjadi tergantung faktor-faktor berikut:
- Semakin lama arus tersebut mengalir di dalam konduktor, maka panas yang dihasilkan juga semakin banyak.
- Semakin tinggi resistensi, maka panas yang dihasilkan juga semakin banyak.
- Kemudian, besarnya jumlah arus menunjukkan tingginya panas yang dihasilkan.
2. Efek Magnetik
Efek yang kedua dari arus listrik yaitu medan magnet yang ada di sekitar konduktor. Ketika arus mengalir di dalam konduktor, maka pembentukan medan magnet akan terjadi.
Kamu dapat meletakkan kompas dekat dengan kabel beraliran listrik searah dan cukup besar. Nantinya kompas tersebut akan terlihat membelok. Kemudian medan magnet dari arus listrik bisa dimanfaatkan untuk berbagai kondisi.
Contohnya, kamu melilitkan kabel pada koil lalu efeknya dapat ditingkatkan. Kemudian magnet-elektrik jadi bisa dibuat.
Relay serta beberapa item lain yang memakai efek magnet juga bisa dihasilkan oleh arus listrik. Selain itu, pengeras suara yang memakai arus listrik bervariasi di dalam koil menyebabkan terjadinya getaran pada diafragma. Hal tersebut karena terjadi perubahan antara arus elektronik menjadi suara.
3. Efek Kimia
Saat arus listrik melalui larutan, maka larutan akan terionisasi serta terurai menjadi ion-ion. Kondisi ini terjadi karena adanya reaksi kimia saat arus tersebut melewati larutan.
Berdasarkan sifat larutan serta elektrodanya, berikut efek yang bisa kamu amati di dalam larutan tersebut:
- Endapan logam di elektroda.
- Perubahan warna larutan.
- Pelepasan gas maupun produksi gelembung pada larutan.
Sementara itu, elektropalis serta elektroplating merupakan aplikasi berdasarkan efek kimia dari arus listrik.
Rumus Arus Listrik
Adapun rumusnya berasal dari hukum Ohm dan dijelaskan sebagai aliran elektron di dalam rangkaian listrik. Kemudian aliran elektron tersebut terjadi dikarenakan terdapat perbedaan potensial.
Berdasarkan hukum Ohm, arus listrik menunjukkan perbandingan antara beda potensial dengan hambatan. Maka dari itu, rumusnya adalah sebagai berikut:
I = V/R atau I = Q/t
Di mana:
- I merupakan arus listrik dengan satuan Ampere
- V merupakan beda potensial dengan satuan volt
- R merupakan hambatan dengan satuan Ohm (Ω)
- Q merupakan banyaknya muatan listrik dengan satuan Coulomb
Contoh Soal
Untuk lebih memahami rumus di atas, soal-soal berikut ini juga perlu untuk kamu perhatikan.
1. Soal 1
Arus listrik dengan besar 10 A mengalir pada penghantar dalam waktu 4 menit. Hitung berapa banyak muatan listrik di penghantar tersebut?
Diketahui:
I: 10 A
t: 4 menit (dijadikan detik) = 240 s
Penyelesaian:
I = Q/t
10 = Q/240
Q = 2400
Maka, banyaknya muatan pada penghantar yaitu 2.400 Coulomb
2. Soal 2
Jika pada waktu 3 menit mengalir muatan listrik sebesar 360 Coulomb dan melewati sepotong kawat penghantar, lalu seberapa kuat arus listrik yang mengalir pada penghantar tersebut?
Diketahui:
t = 3 menit (dijadikan detik) = 180 s
Q = 360 Coulomb
Penyelesaian:
I = Q/t
I 360/180
I = 2
Maka, arus pada penghantar tersebut sebesar 2 Ampere
3. Soal 3
Pada sebuah rangkaian listrik, terdapat beda potensial serta hambatan masing-masing 20V dan 4Ω. Berdasarkan rumus arus listrik yang sudah dijelaskan, temukan arus yang mengalir di rangkaian tersebut.
Diketahui:
V: 20V
R: 4Ω
Penyelesaian:
I =V/R
I = 20/4
I = 5
Maka, arus listrik pada rangkaian tersebut sebesar 5 Ampere
4. Soal 4
Arus total mengalir pada rangkaian listrik sebesar 50 Ampere. Sementara hambatan kabel sebesar 140 Ohm. Berdasarkan rumus yang telah dijelaskan, berapa beda potensialnya?
Diketahui:
I = 50 A
R = 14 Ohm
Penyelesaian:
I= V/R
50 = V/14
V = 50 x 14
V = 700
Maka, beda potensialnya sebesar 700 Volt
5. Soal 5
Di dalam sebuah rangkaian listrik, terdapat beda potensial sebesar 20 Volt. Kemudian nilai arusnya sebesar 4 Ampere. Berdasarkan rumus yang sudah diberikan, berapa hambatan rangkaian tersebut?
Diketahui:
V = 20 Volt
I = 5 Ampere
Penyelesaian:
R = V/I
R = 20/5
R = 4Ω
Jadi, hambatan yang terdapat pada rangkaian tersebut yaitu 4 Ohm.
Kesimpulan
Sekian pembahasan tentang arus listrik, sifat, efek, rumus, dan beberapa contoh soalnya. Marilah menggunakan listrik dengan bijak. Semoga bermanfaat.
