41
Gambar 1.14 Arus elektron dan arus listrik
Untuk menghasilkan arus listrik yang berdaya guna atau bermanfaat seperti yang kita rasakan dalam kehidupan kita sehari-hari, maka harus diproduksi aliran elektron
yang konstan dan kontinyu.
Perpindahan elektron dapat terjadi dalam beberapa cara, tetapi yang paling penting adalah melalui tiga cara, yakni gesekan, kimiawi, dan induksi magnet. Cara
gesekan akan menimbulkan gaya elektrostatik, cara kimiawi menghasilkan listrik pada batereakumulator, dan cara induksi magnet menghasilkan listrik pada sebuah
generator.
1.7. Besaran Nilai Arus Listrik
Arus listrik adalah gerakan muatan listrik di dalam suatu penghantar pada satu arah akibat pengaruh gaya dari luar. Karena secara alamiah di dalam suatu bahan
atau zat, pergerakan muatan tidak menentu arahnya. Muatan listrik dapat berupa elektron, ion atau keduanya.Arus listrik dapat terjadi dengan media Zat padat, Zat
cair, dan Gas.
Seperti telah kalian ketahui, bahwa muatan listrik diukur dalam satuan coulomb C, di mana 1 Coulomb sama dengan jumlah muatan yang dimiliki oleh
6,24 x 10
18
elektron, dan muatan dari satu elektron adalah e = 1,602 x 10
-19
Coulomb. Satu Coulomb adalah hitungan sejumlah elektron yang melewati sauatu konduktor setiap detik, sedang laju aliran arus konstan pada satu amper.
Arus listrik dalam penghantar adalah pergerakan terarah sejumlah elektron dari ujung satu ke ujung lainnya. Jumlah elektron dalam satu Coulomb sama dengan 6,24
42
x 10
18
buah elektron. Aliran satu Coulomb per detik sama dengan satu amper. Ini seperti laju aliran air dalam galon per menit.
Coulomb mengukur jumlah elektron. Amper mengukur laju aliran arus listrik. Amper tidak mengukur elektron. Tetapi Amper memiliki hubungan 11 dengan
Coulomb. Artinya jika ada 10 amper mengalir melewati titik dalam satu detik sama dengan 10 Coulomb.
Dari penjelasan diatas dapat didefinisikan bahwa satuan arus listrik adalah coulomb per detik. Namun satuan arus listrik yang umum digunakan yaitu ampere,
dimana satu coulomb per detik = satu ampere atau I = Qt dimana I adalah lambang dari arus listrik.
Satuan dari arus listrik adalah ampere yang diambil dari nama Andre Marie Ampere 1775-1836.
Gambar 1.15 Arus Listrik dalam Penghantar Listrik
Gerakan elektron pada suatu benda selama periode waktu tertentu akan menimbulkan suatu energi yang kemudian disebut sebagai arus listrik. Misalkan
dalam suatu penghantar, jika
- n adalah jumlah elektron bebas pada setiap meter kubik penghantar - v adalah kecepatan aksial perge-rakan elektron dalam meterdetik
- A adalah luas penampang peng-hantar - e adalah besarnya muatan setiap elektron.
43
Maka volume penghantar yang dilalui oleh pergerakan elektron pada waktu dt adalah : v.A.dt dan jumlah elektron yang bergerak dalam volume tersebut adalah :
n.v.A.dt Jadi besarnya muatan yang menembus penampang penghantar dalam waktu dt adalah
dq = n.v.A.e.dt.
Definisi arus listrik I adalah besarnya muatan per satuan waktu, jadi:
amper e
A v
n dt
dq i
. .
.
Definisi kerapatan arus adalah besarnya arus per satuan luas penampang, jadi:
2
. .
m A
e v
n A
I J
Misalkan , J = 1,55.106 Am
2
n = 10
29
untuk tembaga e = 1,62.10
-19
C maka v = 9,7.10
-5
ms
1.8. Sifat-sifat Arus Listrik
