Arus Listrik Hukum Ohm

A = luas penampang kawat meter Di dalam konduktor dikenal dengan laju penyimpangan dari muatan yang bergerak. Yang menimbulkan adanya arus netto. Dengan meninjau kembali arus searah, Gambar 2.10, Arah aliran arus listrik yang menunjukkan kerapatan arus dalam aliran muatan melalui konduktor terbatas. Misalkan terdapat n jumlah partikel yang bergerak dalam kawat. Kecepatan v d , selang waktu dt setiap partikel bergerak sejauh v d dt. Partikel yang keluar dari ujung kawat melewati penampang merupakan partikel yang berada di dalam silinder dengan selang waktu dt. Jika volum silinder itu Av d dt, dan banyaknya partikel nAv d dt. Dan jika setiap partikel mempunyai muatan q, muatan dQ yang mengalir keluar dari ujung silinder dengan selama waktu dt. �� = ������� = ������� 2.7 dengan arus � = �� �� = ��� � � 2.8 Jika muatan yang bergerak itu negatif atau positif, kecepatan penyimpang itu berlawanan dengan

2.3 Arus Listrik

Arus merupakan gerak muatan yang sembarang dari satu daerah ke daerah lainnya. Suatu bahan dikatakan bersifat konduktif bahan penghantar apabila di dalamnya terdapat banyak muatan elektron bebas. Elektron bebas ialah elektron yang tidak terikat pada suatu inti, ia merupakan elektron yang letaknya jauh dari A Universitas Sumatera Utara inti sehingga hanya mendapatkan gaya tarik yang kecil. Elektron bebas ini kemudian, akan mengalir dalam bahan kabel, jika ada perbedaan potensial di antara dua titik pada kawat. Elektron - elektron dalam kawat yang memiliki benda potensial mengalir dari potensial yang lebih rendah - ke potensial yang lebih tinggi + namun pada baterai justru sebaliknya. Kuat arus listrik didefenisikan sebagai “banyaknya muatan yang mengalir dalam satu detik, sehingga secara matematik”: Kuat arus = muatan coulomb waktu detik atau � = �� �� 2.9

2.4 Hukum Ohm

George Simon Ohm 1789-1854 merumuskan hubungan antara kuat arus listrik I, hambatan R dan beda potensial V yang kemudian dikenal dengan hukum Ohm yang penurunannya sebagai berikut: Pandanglah sebuah kawat konduktor dengan panjang l dan luas penampang A A dl dV i Gambar 2.11, Kawat konduktor dengan panjang elemen volum dV Arus didefinisikan banyaknya elektron yang melalui sebuah konduktor tiap waktu satu detik. Dihitung kuat arus yang mengalir pada panampang dengan volum dV seperti pada gambar 2.11. Karena berbentuk silinder volum dari dV adalah: dV = A dl 2.10 karena dl adalah jarak yang ditempuh elektron dengan kecepatan V d dengan waktu 1 detik maka: �� = dv� = vd 2.11 Universitas Sumatera Utara sehingga: dV = A vd 2.12 sehingga banyaknya muatan yang mengalir pada dV adalah: � = Avdn qe 2.13 dengan I, vd = � � � � � τ 2.14 jika disubstitusikan persamaan 2.14 untuk v d , maka diperoleh : � = � � � 2 �� � � � AE 2.15 yang berada dalam kurung pada persamaan 2.15 merupakan sifat bahan dan sering disebut konduktivitas σ, sehingga : � = σAE 2.16 karena E=Vl, maka : � = ��� � 2.17 karena konduktivitas σ merupakan kebalikan dari resistivitas ρ σ=1ρ, maka persamaan 2.17 menjadi : � = �� �� 2.18 atau: � = � ��� � � 2.19 bagian di dalam kurung dari persamaan diketahui sebagai R resistansi, sehingga: � = � � 2.20 yang merupakan hukum Ohm. Jika persamaan 2.20 dinyatakan dalam: V = RI 2.21 kemudian di sketsa dalam grafik, hasilnya nampak bahwa kurva berupa garis lurus dengan gradien menunjukkan nilai dari R. Sifat material yang menunjukkan kurva V-I berbentuk garis lurus seperti gambar 2.12 disebut materal ohmik. Selain material Ohmik ada juga material non ohmik di mana hambatan R bergantuk juga Universitas Sumatera Utara pada arus listrik I dan jika diplot dalam gravik V terhadap I tidak lagi linier Yasmanrianto, 2004. Gambar 2.12, Kurva linier hambatan Ohmik dan non-ohmik

2.5 Hukum Kirchoff I dan II