Arus Listrik

A. Arus Listrik

Arus listrik didefinisikan sebagai aliran muatan listrik

A melalui sebuah konduktor. Arus ini bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah, dari kutub positif ke kutub

negatif, dari anoda ke katoda. Arah arus listrik ini ber-

lawanan arah dengan arus elektron. Muatan listrik dapat berpindah apabila terjadi beda potensial. Beda potensial

B d ihasilkan oleh sumber listrik, misalnya baterai atau 6V akumulator. Setiap sumber listrik selalu mempunyai dua

kutub, yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (–). Apabila kutub-kutub baterai dihubungkan dengan

(a)

jalur penghantar yang kontinu, kita dapatkan rangkaian listrik tampak seperti pada Gambar 7.1(a), diagram

arus

rangkaiannya tampak seperti pada Gambar 7.1(b). Dalam hal ini, baterai (sumber beda potensial) digambarkan

alat

d engan simbol:

Garis yang lebih panjang menyatakan kutub positif,

sedangkan yang pendek menyatakan kutub negatif. Alat

(b)

yang diberi daya oleh baterai dapat berupa bola lampu, pemanas, radio, dan sebagainya. Ketika rangkaian ini

Gambar 7.1 (a) Rangkaian

terbentuk, muatan dapat mengalir melalui kawat pada

listrik sederhana, (b) skema rangkaian listrik.

rangkaian, dari satu kutub baterai ke kutub yang lainnya. Aliran muatan seperti ini disebut arus listrik.

Fisika X untuk SMA/MA

Arus listrik yang mengalir pada kawat tersebut

d idefinisikan sebagai jumlah total muatan yang melewatinya per satuan waktu pada suatu titik. Maka arus

listrik I dapat dirumuskan: Q I = ............................................................... (7.1)

D engan Q adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu titik selama selang waktu Δ t .

Arus listrik diukur dalam coulomb per sekon dan

d iberi nama khusus yaitu ampere yang diambil dari nama fisikawan Prancis bernama Andre Marie Ampere (1775 -

1836). Satu ampere didefinisikan sebagai satu coulomb

Andre Marie Ampere (1775 -

per sekon (1 A = 1 C/s). Satuan-satuan terkecil yang sering

1836), ilmuwan dari Prancis

d igunakan adalah miliampere (1 mA = 10 -3

A) atau yang sangat berjasa dalam

bidang listrik.

mikroampere (1 µA = 10 -6 A). Alat untuk mengukur kuat arus listrik dinamakan amperemeter (disingkat ammeter).

Contoh Soal Arus listrik sebesar 5 A mengalir melalui seutas kawat penghantar selama 1,5 menit. Hitunglah banyaknya muatan listrik yang melalui kawat tersebut! Penyelesaian:

D iketahui: I = 5 A

t = 1,5 menit = 90 sekon

D itanya: Q = ... ? Jawab: Q = I.t = (5A) (90 s) = 450 C

Konduktor banyak mengandung elektron bebas. Berarti, bila kawat penghantar dihubungkan ke kutub- kutub baterai seperti pada Gambar 7.1, sebenarnya elektron bermuatan negatiflah yang mengalir pada kawat. Ketika kawat penghantar pertama kali dihubungkan, beda potensial antara kutub-kutub baterai mengakibatkan adanya medan listrik di dalam kawat dan paralel terhadapnya.

D engan demikian, elektron-elektron bebas pada satu ujung kawat tertarik ke kutub positif, dan pada saat yang sama arus konvensional aliran elektron elektron-elektron meninggalkan kutub negatif baterai dan

memasuki kawat di ujung yang lain. Ada aliran elektron yang kontinu melalui kawat yang terjadi ketika kawat

terhubung ke kedua kutub. Sesuai dengan ketentuan alat mengenai muatan positif dan negatif, dianggap muatan

positif mengalir pada satu arah yang tetap ekuivalen dengan muatan negatif yang mengalir ke arah yang berlawanan, +–

tampak seperti pada Gambar 7.2. Ketika membicarakan

Gambar 7.2 Arah arus

arus yang mengalir pada rangkaian, yang dimaksud adalah

konvensional.

arah aliran muatan positif. Arah arus yang identik dengan arah muatan positif ini yang disebut arus konvensional.

Bab 7 Listrik

Uji Kemampuan 7.1

C. Berapa banyak elektron yang mengalir pada kawat penghantar selama 2 sekon jika kuat arus yang mengalir 2 A?

Sebuah elektron bermuatan 1,6 × 10 -19