Arus Listrik
A. Arus Listrik
Pada Bab Listrik Statis kamu telah mempelajari bahwa muatan listrik dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Sebagai contoh, jika kamu menyentuh benda bermuatan negatif, maka elektron-elektron akan berpindah dari benda itu ke tubuhmu. Kilat yang kamu lihat sebenarnya juga merupakan perpindahan elektron-elektron. Namun, dapatkah kamu me- nyalakan lampu listrik dengan memanfaatkan benda bermuatan atau kilat? Kemungkinan besar tidak dapat, karena lampu tersebut memerlukan aliran elektron yang terus-menerus. Dalam bab ini kamu akan mempelajari cara-cara yang membuat elektron dapat mengalir terus-menerus serta cara-cara mengendalikan aliran elektron tersebut.
K egiatan 1
Cara-cara Menyalakan Lampu Alat dan bahan
baterai 1,5 V
lampu
kabel
pisau kecil
sakelar Cara kerja
Baterai
1. Kupas kedua ujung kabel
dengan pisau kecil dan hari-hatilah jangan sampai tanganmu terluka.
2. Rangkai baterai, kabel,
Filamen
Kabel
sakelar, dan lampu seperti gambar di samping.
3. Amati yang terjadi.
Bola lampu
Sakelar
Analisis dan diskusi
1. Apakah lampu pada rangkaian tersebut menyala?
2. Diskusikan dengan temanmu, rumuskan cara merangkaikan baterai, lampu, sakelar, dan kabel, agar lampu tersebut menyala.
Bab 8 Elemen dan Arus Listrik
3. Ujilah cara yang kamu rumuskan. Ada berapa macam cara untuk menyalakan lampu yang kamu temukan? Gambarkan rangkaian yang berhasil menyalakan lampu tersebut.
4. Diskusikan dengan temanmu, apa kesamaan dari rangkaian-rangkaian yang kamu gambar? Selanjutnya tuliskan sebuah hipotesis untuk menjawab apa syarat yang diperlukan untuk menyalakan sebuah lampu listrik.
5. Buat kesimpulan dari kegiatanmu.
Seperti yang telah kamu lakukan dalam Kegiatan 1, jika lampu dihubungkan dengan kutub-kutub baterai melalui kawat, maka terbentuk rangkaian yang tidak memiliki pangkal dan ujung. Rangkaian seperti ini disebut rangkaian tertutup atau sirkuit. Pada keadaan ini lampu menyala. Hal ini menunjuk- kan dalam rangkaian tertutup terjadi aliran muatan listrik.
Aliran muatan listrik disebut arus listrik. Arah arus listrik pada kawat dari kutub positif baterai menuju kutub negatif baterai. Arah arus listrik dalam rangkaian tertutup diperlihat- kan pada Gambar 8.1(a).
Gambar 8.1 (a)
(b)
(a) Arus listrik timbul pada rangkaian tertutup,
(b) Aliran muatan listrik tidak terjadi dalam rangkaian terbuka.
Besar arus listrik dinyatakan dengan kuat arus listrik, disimbolkan dengan I. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang melalui penampang penghantar setiap sekon.
dengan q = muatan listrik .............................. coulomb (C) t = waktu ........................................... sekon (s)
I = kuat arus ...................................... ampere (A)
Mari Belajar IPA 3 untuk SMP/MTs Kelas IX
Jadi, 1 A = 1 C/s. Perhatikan bahwa 1 mA = 0,001 A dan 1 mikroampere ( µA) = 0,000001 A.
Kuat arus listrik diukur dengan menggunakan ampere- meter. Sedangkan untuk kuat arus yang kecil, digunakan galvanometer sebagai alat untuk mengukurnya. Perhatikan cara merangkai amperemeter untuk mengukur kuat arus listrik pada Gambar 8.2.
Gambar 8.2 (a) Cara mengukur kuat arus listrik, (b) Diagram
Baterai
rangkaian.
Kuat arus pada sebuah rangkaian listrik sebesar 200 mA. Berapa besar muatan listrik yang mengalir pada rangkaian itu setiap menitnya? Diketahui : kuat arus, I = 200 mA = 200 × 0,001 A = 0,2 A
waktu, t = 1 menit = 60 s Ditanya : muatan listrik yang mengalir, q?
Jawab
q =I ×t q = 0,2 A × 60 s
= 12 As = 12 C Jadi, muatan listrik yang mengalir adalah 12 C.
Sakelar Ketika hari menjelang malam, kamu menyalakan lampu
listrik. Bagaimana cara menyalakan lampu listrik? Kamu menekan tombol sakelar dinding dan lampu menyala. Ingat, lampu menyala menunjukkan adanya arus listrik. Arus listrik
Bab 8 Elemen dan Arus Listrik
Ada dua jenis sakelar, yaitu
Gambar 8.3
sakelar manual dan otomatis.
Jika sakelar diubah ke
Sakelar manual menutup atau
dalam posisi menutup, maka lampu menyala.
membuka rangkaian listrik dengan
Sebaliknya jika sakelar
bantuan tangan. Sakelar untuk
membuka, lampu mati.
menyalakan lampu, sakelar pisau
Apa fungsi sakelar
pada Gambar 8.3, merupakan
tersebut?
contoh sakelar manual. Sedangkan sakelar otomatis bekerja dengan
bantuan peralatan elektronik. Contoh sakelar otomatis adalah sakelar untuk menyalakan lampu pengatur lalu lintas dan sakelar untuk menyalakan lampu jalan.
1 Tulis jawaban pada buku kerjamu.
1. Apakah yang dimaksud dengan kuat arus listrik?
2. Apakah perbedaan dari amperemeter dengan galvanometer?
3. Apakah rangkaian listrik yang ada di rumahmu terdapat sakelar? Jika ada, maka sebutkan fungsi dari sakelar tersebut.
4. Kuat arus dalam sebuah rangkaian listrik sebesar 450 mA. Berapakah muatan listrik yang mengalir setiap 5 menit?
5. Jika muatan yang mengalir dalam kawat penghantar adalah 180 C setiap jamnya, maka berapakah kuat arus dalam penghantar tersebut?