Sabtu, 09 Juli 2011

Arus Listrik dan Satuannya


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

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”

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]

Contoh Soal :
  1. Dalam suatu penghantar mengalir muatan sebesar 3600 coulomb, selama 4 menit. Berapakah besar arus listriknya ?
Diketahui : Q = 3600 C
t = 4 menit = 4 x 60 s = 240 s = 240 dt
Ditanyakan : I = ?
Jawab :
I = Q/t
=3600 C/240s
= 15 Ampere
Jadi arus listrik yang mengalir = 15 ampere = 15 A

2. Didalam sebuah penghatar selama 2 menit mengalir arus listrik sebesar 2 Ampere. Tentukanlah besar muatan listriknya !
Diketahui : t = 2 menit = 2 x 60 detik = 120 s = 120 dt
I = 2 Ampere
Ditanyakan : Q = ?
Jawab : Q = I x t = 2 A x 120 dt = 240 A , dt = 240 Coulomb.
Jadi muatan yang mengalir = 240 Coulomb = 240 C

3. Muatan listrik sebesar 600 Coulomb mengakibatkan arus mengalir di dalam penghantar sebesar 3 Ampere. Berapa lama muatan itu mengalir ?
Diketahui : Q = 600 Coulomb
I = 3 Ampere
Ditanyakan : t = ?
Jawab :
t =Q/t
= 600c/13A
= 200 sekon
= 200 dt
Jadi lama muatan itu mengalir = 200 sekon = 200 detik

4. Selama 20 menit di dalam penghantar mengalir muatan sebesar 1200 Coulomb.
Berapakah besar arus listriknya ?
Diketahui :
t = 20 menit = 20 x 60 detik = 1200 s = 1200 dt
Q = 1200 Coulomb
Ditanyakan : I = ?
Jawab :
I = Q/t =1200C/1200s
= 1 Ampere
= 1 A
Jadi arus listrik yang mengalir dalam penghantar = 1 Ampere = 1 A

  • 1 Ampere = 1000 mili Ampere = 10 m A
  • 1 mili Ampere = 1000 mikro Ampere = 10 u A
  • 1 Ampere = 1000 m A = 1000.000 mikro Ampere
Sumber Arus Listrik
Sumber arus listrik adalah penghasil arus listrik. Sumber arus listrik ada 2 macam :
  1. Sumber arus listrik searah ( DC = Direct Current )
Yaitu sumber arus listrik yang tidak berubah fasenya. Pada gambar grafik yang memperlihatkan hubungan antara tegangan ( V ) dan waktu ( t ) pada
Arus Listrik searah ( DC ).
Gambar 3. Grafik Arus Listrik Searah ( DC)
Contoh Sumber arus listrik searah ( DC )
  1. Batere/Baterai ( elemen kering )
  2. Accumulator ( aki = accu ) (elemen basah )
  3. Elemen Volta ( elemen basah )
  4. Solar sel
  5. Dinamo DC atau Generator DC
  6. Adaptor AC ke DC : a. Adaptor Sistem Perata Tunggal, b. Adaptor Sistem Cabang Tengah, c. Adaptor Sistem jembatan, d. Adaptor Sistem Dwi Kutub
  1. Sumbaer arus listrik bolak balik ( AC = Alternating Current )
Yaitu sumber arus listrik yang berubah-ubah fasenya setiap saat, jangka waktu tertentu mengalir ke satu arah,dan waktu yang lainnya kearah yang lain.
Gambar 4. Grafik Arus listrik bolak balik ( AC )

Contoh sumber arus listrik bolak balik ( AC )
  1. Generator AC
  2. Jala-jala PLN yang dihasilkan oleh : PLTA, PLTU, PLTP, PLTN, dll.
  3. Inverter DC ke AC

Gambar Generator AC
Gambar Jaringan listrik PLN
Gambar inverter DC ke AC

Alat Ukur

Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik
Gambar Ampere Meter

Artikel Terkait :

1 komentar:

Poskan Komentar