2.3.8. Arus Listrik
Arus listrik secara kualitatif didefinisikan sebagai muatan yang mengalir dan dinyatakan dengan simbol I. Jika banyaknya muatan yang mengalir
per satuan waktu tidak konstan maka arus akan berubah dengan waktu dan diberikan oleh persamaan diferensi berikut
2.18 Namun jika muatan yang mengalir konstan maka arus dinyatakan dengan
2.19 dimana
I= arus listrik A; q=muatan C;
t=waktu detik. Besarnya arus listrik I pada sebuah penampang penghantar adalah sama,
walaupun luas penampang mungkin berbeda pada titik-titik yang berbeda. Arus listrik yang tetap diperoleh karena tidak ada sumber atau bak muatan
pada penghantar tersebut. Arus listrik I merupakan sebuah ciri karakteristik dari suatu penghantar. Arus tersebut adalah sebuah
kuantitas makroskopik, seperti massa sebuah benda, volume sebuah benda atau panjang sebuah tongkat. Sebuah kuantitas mikroskopik yang
dihubungkan dengan arus listrik adalah rapat arus . Jika arus tersebut
didistribusikan secara seragam pada sebuah penghantar dengan luas penampang A maka besar rapat arus untuk semua titik pada penampang
tersebut adalah 2.20
Persamaan 2.20 hanya dapat digunakan untuk kasus khusus yaitu nilai J adalah konstan diseluruh permukaan dan tegak lurus pada permukaan
tersebut Halliday dan Resnick, 1978.
2.3.9. Hukum Ohm
Hukum ohm diformulasikan oleh ahli fisika Jerman, Georg Ohm 1781- 1854. Hukum ini menyatakan, untuk suatu konduktor logam pada suhu
konstan, perbandingan antara perbedaan potensial antara dua titik dari
konduktor dengan arus listrik yang melewati konduktor tersebut adalah konstan. Jika suatu arus yang melewati suatu penghantar konduktor
dengan satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt di ujung ujung konduktor tersebut, maka besarnya pada konduktor tersebut
adalah satu Ω, secara matematis dituliskan 2.21
Hukum ohm memiliki ketelitian yang sangat baik untuk berbagai macam konduktor, tetapi hukum ini tidak berlaku untuk bahan semikonduktor.
Hubungan antara beda potensial, kuat arus dan tahanan jenis listrik yang ada pada suatu penghantar dijelaskan dengan hukum ohm
2.22 dimana
= beda potensial V; I = arus listrik A;
R = resistivitas Ω.
Dari hubungan antara medan listrik dan potensial listrik diketahui bahwa
2.23 dimana
r = panjang penghantar m; E=medan listrik NC.
Subtitusikan persamaan 2.22 ke 2.23, untuk penghantar dengan panjang besar arus listriknya adalah
2.24 Apabila persamaan tersebut dituliskan sebagai nilai rapat arus didapatkan
persamaan baru yaitu 2.25
merupakan besaran yang menunjukkan karakteristik suatu penghantar yang disebut sebagai konduktifitas listrik
dan secara matematis dapat ditulis sebagai berikut
2.26 Sehingga nilai rapat arus dapat ditulis
2.27 Harga kondisi listrik
merupakan berbanding terbalik dengan harga resistivitas suatu penghantar maka
2.28
⁄
2.29 Dengan mensubtitusikan persamaan 2.28 ke persamaan 2.29 maka
didapatkan harga resistivitas
2.30 Alonso dan Finn, 1992.
2.3.10. Metode Geolistrik Resistivitas
Kategori