1. Arus Listrik
adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada
konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah
elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.
Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-),
sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang
bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik
dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.
Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.
“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 ×
10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:
I = Q/t (ampere)
Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik
2. Kuat Arus Listrik
Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya
elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang
dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu
detik”.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik,
kuat arus dan waktu:
Q = I x t
I = Q/t
t = Q/I
Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.
“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus
listrik”
“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan
negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh
elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan
muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak,
muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus
Difinisi :
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas
penampang kawat”.
Gambar 2. Kerapatan arus listrik.
Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata
menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang
4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar
mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).
Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu
penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel
sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).
Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel
berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus
8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar,
semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus,
kuat arus dan penampang kawat:
J = I/A
I = J x A
A = I/J
Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]
4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar
Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus
listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan
terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran
arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini
mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan
elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar
memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.
Tahanan didefinisikan sebagai berikut :
“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa
yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"
Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:
“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus
sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang
besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil
yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap
daya hantar arus:
R = 1/G
G = 1/R
Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]
Gambar 3. Resistansi Konduktor
Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap
luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.
“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter
penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut
adalah” :
R = ρ x l/q
Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau
tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor .
• temperatur.
"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur,
ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran
elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan
tahanan penghantar"
5. potensial atau Tegangan
potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik
akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui
adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference
atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat
melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:
V = W/Q [volt]
Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb
RANGKAIAN LISTRIK
Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila
dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban
Gambar 4. Rangkaian Listrik.
Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan
mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke
beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus
pada suatu rangkaian harus tertutup.
1. Cara Pemasangan Alat Ukur.
Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan
sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi.
Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal inidisebabkan
tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.
“alat ukur tegangan adalah voltmeter dan alat ukur arus
listrik adalah amperemeter”
2. Hukum Ohm
Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah
sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R,
atau dinyatakan dengan Rumus :
I = V/R
V = R x I
R = V/I
Dimana;
I = arus listrik, ampere
V = tegangan, volt
R = resistansi atau tahanan, ohm
• Formula untuk menghtung Daya (P), dalam satuan watt
adalah:
P = I x V
P = I x I x R
P = I² x R
3. HUKUM KIRCHOFF
Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari
arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol (ΣI=0).
Gambar 5. loop arus“ KIRChOFF “
Jadi:
I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0
I1 + I4 = I2 + I3 + I5
Tidak ada komentar:
Posting Komentar