LISTRIK
ARUS SEARAH
A. Pengertian Arus Listrik Dan Beda
Potensial
Ada beberapa asas
penting yang perlu di ingat dan di pahami kembali yaitu:
· Terdapat
dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif ( + ) dan muatan negative ( - )
· Muatan
positif ada pada inti atom, sedangkan muatan negative ada pada electron
· Electron
dapat berpindah dari satu atom ke atom lain, sedangkan inti tidak dapat pindah
· Atom-atom
penghantar (konduktor) memiliki electron-elektron bebas yang sangat mudah berpindah
dari satu tempat ke tempat lain di dalam penghantar itu.
· Muatan
listrik dapat bergerak (mengalir) jika ada beberapa potensial (tegangan)
Dari beberapa asas
tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa arus listrik ditimbulkan oleh muatan
listrik yang berpindah atau muatan listrik yang bergerak. Bila dalam suatu
penghantar terus menerus terjadi perpindahan muatan atau electron, maka berarti
dalam penghantar itu terjadi arus listrik.
Agar terjadi arus
listrik pada suatu penghantar maka ujung-ujung kawat penghantar itu harus di buat
berbeda potensialnya, ujung yang satu potensialnya harus lebih tinggi daripada
ujung yang lain. Beda potensial yang menyebabkan terjadinya arus listrik,
sering di sebut dengan tegangan lisrik.
1.
Kuat
Arus Listrik
Kuat arus listrik didefinisikan sebagai
jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat penghantat per satuan
waktu. Jadi, bila sejumlah muatan q mengalir melalui penampang penghantar dalam
waktu t, maka kuat arus i yang mengalir besarnya adalah:
2.
Hukum
Ohm Dan Hambatan Listrik
Pada tahun 1827, seorang ahli fisika bangsa Jerman
bernama George Simon Ohm ( 1789-1854 ) menemukan hubungan antara arus dan
tegangan listrik. Kuat arus yang mengalir pada suatu kawat
penghantar sebanding dengan tegangan yang menimbulkannya.
Pernyataan ini disebut hukum ohm. Dalam bentuk persamaan , hukum ini di tulis :
Dalam persamaan tersebut, R dapat dianggap sebagai
tetapan kesebandingan. Tetapan ini selanjutnya disebut hambatan listrik (resistor ).
Dari
persamaan hukum ohm ini, dapat disimpulakn sebagai berikut :
Kuat
arus yang mengalir dalam suatu kawat penghantar ( yang tidak mengalami
perubahan suhu ) besaranya :
· Sebanding
dengan tegangan yang menimbulkannya
· Berbanding
terbalik dengan hambatan kawat penghantar
Hambatan Listrik
Besar
hambatan listrik pada suatu penghantar di pengaruhi oleh jenis bahan dari
penghantar tersebut. Besarnya hambatan listrik tersebut dapat di rumuskan :
Percoban-percobaan yang teliti mununjukan
bahwa hambatan suatu penghantar besarnya:
· Sebanding dengan panjang penghantar (L). artinya,
semakin panjang kawat maka hambatannya semakin besar.
· Berbanding terbalik dengan dengan luas penampang
penghantar
(A). artinya, semakin luas penmapang penghantar maka hambatnnya semakin kecil
· Sebanding dengan hambatan jenis dari bahan kawat (ρ). Artinya. Jika bahan kawat penghantar
memiliki hambatan jenis yang besar maka hambatan jenis yang besar maka hambatan
penghantar dari bahan itu besar.
Pengaruh Suhu Terhadap Hambatan
Jenis
Besarnya
hambatan listrik pada suatu bahan penghantar juga dipengaruhi leh suhu badan
tersebut, persamaan matemaisnya adalah :
3.
Hukum
Kirchof
Menurut hukum kirchof
1, jumlah arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama
dengan jumlah arus yang keluar dari ttik percabangan itu.
B.
Alat
Ukur Listrik
Alat ukur yang biasa
digunakan dalam dalam pengukuran besar-besaran lisrik yaitu, ampere meter,
voltmeter, meter dasar, multitester dan osiloskop.
· Ampere
meter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik , sedangkan voltmeter
digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik. Pada masa
sekarang kedua alat tersebut sudah di rangkum dalam satu alat yang disebut
dengan meter dasar (basic meter). Jadi, meter dasar dapat berfungsi sebagai
ampere meter dan voltmeter.
· Multitester,
yang sering disebut juga multimeter atau avo-meter adalah alat ukur yang
berfungsi sekaligus sebagai ampere meter . voltmeter, ohmmeter (pengukur
hambatan listrik). Di sampping itu, multimeter dapat digunakan dalam pengukuran
arus listrik searah maupun arus listrik bolak-balik
C.
Rangkaian
Listrik Arus Searah
Arus
listrik yang mengalir hanya ke satu arah disebut arus searah (direct current,
disingkat DC). Arus listrik yang lebih banyak dipakai orang ialah arus bolak –
balik (alternating current, disingkat
AC ).
Komponen-komponen
listrik seperti lampu, radio, TV, setrika dan sebagainya, dapat di rangkai
(disusun) seri, parallel, atau gabungan seri dan parallel
Pada rangkaian seri di atas , berlaku :
D.
Sumber
Arus Searah
Sumber
arus searah adalah sumber energy listrik yang dapat menimbulkan arus listrik
yang besar arahnya selalu tetap (konstan). Sumber arus searah ini dapat berasal
dari hasil proses kimia atau dari proses lainnya. Sumber-sumber arus searah
yang berasal dari proses kimia disebut elemen-elemen
elektrokimia.
1.
Elemen-Elemen
Elektrokimia
Prinsip
dasar dari suatu elemen elektrokimia ialah dua lempeng logam berbeda jenis
dicelupkan ke dalam larutan elektrolit dan lempeng yang satu tidak bersentuhan
dengan lempeng lainnya. Suatu reaksi kimia menyebabkan kedua logam melepaskan
electron-elektron ke larutan. Salah satu lempeng melepaskan electron lebih
banyak daripada lempeng lain, sehingga lempeng itu potensialnya menjadi lebih
rendah dari pada lempeng lain tadi. Beda potensial antara kedua lempeng
tersebut dapat menimbulkan arus listrik dalam suatu rangkaian.
Elemen
elektrokimia dapat di golongkan menjadi dua golongan yaitu, elemen primer dan elemen sekunder.
a.
Elemen
primer
Pada elemen primer,
reaksi kimianya tidak dapat di balikan, sehingga elemen jenis ini hanya dapat
dipakai selama reaksi di dalamnya berlangsung. Jika reaksi kimia selesai, maka
bahan kimia di dalamnya tidak dapat di kembalikan menjadi bahan kimia semula.
Contoh sumber arus yang termasuk elemen primer yaitu, elemen volta, elemen leclance, elemen kering, elemin alkalin dan elemen
raksa.
b. Elemen sekunder
Dalam kehidupan
sehari-hari, elemen sekunder ini dikenal dengan sebutan akumulator atau aki. Akumulator
merupakan elemen elektrokimia bahan-bahan pereaksinya dapat diperbaharui
kembali. Artinya, apabila bahan-bahan pereaksinya sudah tidak berfungsi lagi
maka dapat diperbaharui kembali dengan cara mengalirkan arus listrik dari
sumber luar yang arahnya berlawanan dengan arus yang dihasilkan akumulator.
2.
Generator
Arus Searah
Selain
diperoleh dari elemen-elemen elektrokimia, sumber arus searah dpaat juga
didapat dari generator arus searah. Generator adalah alat yang dapat mengubah
energy mekanik (gerak) menjadi energy listrik. Energy listrik pada generator
timbul karena adanya peristiwa induksi.
Generator
ada yang menghasilkan arus bolak-bali (AC) dan ada yang menghasilkan arus searah
(DC). Perinsip kerja dari kedua jenis generator ini pada dasarnya sama.
Perbedaannya terletak pada bentuk komutatornya. Generator AC memiliki dua
cincin yang terpisah, sedangkan generator DC memiliki satu cincin yang terbelah
dua
E.
Daya
Dan Energy Listrik
1. Daya Listrik
Daya listrik yaitu
kemampuan suatu perangkat listrik untuk menerima dan memanfaatkan energy
listrik. Besarnya daya listrik dapat ditentukan dengan persamaan.
2.
Energy
Listrik
Energy listrik yaitu
besarnya daya listrik yang di mnafaatkan dalam waktu tertentu, secara matematis
dirumuskan ;