Jelaskan perbedaan aliran arus listrik dan aliran elektronBunyi Hukum Ohm Serta Analoginya Show Kali ini, kita akan membahas mengenai beberapa hal utama mengenai listrik. Hukum paling fundamental dalam urusan rangkaian listrik adalah Hukum Ohm. Teori ini menjelaskan hubungan antara tegangan (voltase), arus listrik, dan hambatan (resistor), yaitu nilai arus listrik yang melewati suatu konduktor atau penghantar aliran listrik berbanding lurus dengan voltase dan berbanding terbalik dengan resistor. Secara matematis, bunyi Hukum Ohm tersebut dapat dinyatakan sebagai: Salah satu contoh sumber tegangan listrik adalah baterai. Tegangan (notasi V) ini memiliki satuan berupa volt. Selanjutnya, perbedaan potensial pada sumber daya tersebut menyebabkan adanya arus listrik yang mengalir pada konduktor. Arus listrik (notasi I) menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam satuan waktu. Jadi, arus listrik juga bisa dinyatakan sebagai: Berdasarkan rumus di atas, selain memiliki satuan berupa ampere (A), satuan arus listrik juga bisa dinyatakan sebagai Coulomb/sekon. Selanjutnya, resistor (notasi R) merupakan hambatan yang ada pada setiap konduktor dan memiliki satuan ohm (Ω). Sekecil apapun, konduktor selalu memiliki hambatan. Jenis konduktor yang paling sering digunakan dan dijumpai adalah kawat. Meskipun simbol ohm diambil dari huruf omega pada bahasa Yunani, faktanya satuan maupun Hukum Ohm berasal dari nama pencetus teori tersebut, yaitu George Simon Ohm, seorang matematikawan sekaligus fisikawan berkewarganegaraan Jerman yang mencetuskan Hukum Ohm pada tahun 1825. Agar bisa memahami dengan lebih baik tentang cara kerja tegangan, arus listrik, dan hambatan, mari kita perhatikan perbandingan berikut: Kita akan memisalkan rangkaian listrik sebagai pompa beserta aliran airnya dalam suatu pipa berupa siklus. Pompa bekerja karena adanya perbedaan tekanan pada air sama seperti baterai yang bekerja karena adanya perbedaan potensial antarkedua kutubnya. Beda potensial ini menyatakan perbedaan jumlah elektron yang berada pada dua kutub suatu sumber daya listrik. Berikutnya, perbedaan tekanan pada air membuat air mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Pada rangkaian listrik, hal tersebut serupa dengan adanya perbedaan potensial sumber daya yang menyebabkan arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Lalu, bagaimana dengan resistor? Pada siklus pompa air, salah satu penghambat aliran air bisa berupa penyempitan rongga pipa. Soal dan Pembahasan1. Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang bergerak dari⦠Jawaban: Arus listrik adalah aliran elektron yang bergerak atau mengalir dalam satuan waktu. Namun, arus listrik memiliki arah yang berlawanan dengan arah elektron. Baca juga: Gaya Magnet: Menentukan Arus Listrik pada Dua Kawat Sejajar Elektron akan mengalir dari kutub negatif ke kurub positif, karena elektron yang bermuatan negatif akan tertarik oleh kutub bermuatan positif. Isi: Arus Konvensional vs Arus Listrik Arus merupakan parameter utama dalam mempelajari sistem kelistrikan. Arus listrik dan arus konvensional adalah dua bentuk arus yang sangat berguna dalam medan relatif. Konsep arus banyak diterapkan di bidang-bidang seperti teknik kelistrikan, teknik elektronik, teori elektromagnetik, dan banyak bidang lainnya. Sangat penting untuk memiliki pemahaman yang tepat tentang arus listrik dan arus konvensional agar dapat unggul dalam bidang tersebut. Pada artikel ini, kita akan membahas apa itu arus, apa itu arus listrik dan arus konvensional, definisi, aplikasinya, hubungan antara arus konvensional dan arus listrik, persamaannya dan akhirnya perbedaan antara arus konvensional dan arus listrik. Arus listrik Arus listrik dapat diidentifikasikan sebagai arus yang disebabkan oleh aliran muatan, searah aliran muatan. Arus didefinisikan sebagai laju aliran muatan melalui media. Muatan ini biasanya dalam bentuk elektron. Satuan SI untuk arus adalah ampere, yang dinamai untuk menghormati Andre-Marie Ampere. Arus diukur menggunakan amperemeter. 1 Ampere sama dengan 1 Coulomb per detik. Gaya gerak listrik diperlukan untuk aliran arus. Jika perbedaan tegangan antara dua titik adalah nol, tidak ada arus bersih antara dua titik. Arus juga ada dalam bentuk seperti arus permukaan dan arus eddy. Arus atau muatan apapun selalu menghasilkan medan magnet selain medan listrik. Medan magnet ini normal terhadap kecepatan muatan dan medan listrik. Arus listrik diukur searah aliran elektron. Setiap arus listrik yang diukur dalam arah aliran elektron bersih adalah besaran negatif. Arus Konvensional Arus konvensional, atau dengan kata lain arus standar, diukur dengan arah berlawanan dari aliran muatan negatif (yaitu elektron). Jika arus diukur untuk aliran muatan positif, arus konvensional searah dengan aliran muatan. Di sembarang tempat jika istilah "arus" yang digunakan mengacu pada arus konvensional. Karena arus yang diukur ke arah yang sama dengan elektron adalah negatif, arus yang diukur dalam arah berlawanan dari aliran elektron adalah positif. Artinya arus konvensional selalu positif. Arus konvensional juga diukur dalam ampere.
Daftar isi
JenisSuntingArus searahSuntingArus searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah yaitu positif atau hanya negatif saja.[7] Arus searah didefinisikan sebagai arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu. Peninjauan arus listrik pada waktu berbeda, tetap akan mendapatkan nilai yang sama.[8] Sumber arus searah diperoleh dari elemen-elemen yang memberikan energi listrik yang mengalir secara merata setiap saat, seperti elemen volta, baterai, akumulator.[9] Arus bolak-balikSuntingArus bolak-balik adalah arus listrik yang memiliki arah arus yang berubah-ubah secara bolak-balik. Sifat arus bolak-balik berbeda dengan arus searah yang arah arusnya tidak berubah-ubah terhadap waktu. Bentuk gelombang dari arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida sehingga memungkinkan pengaliran energi secara efisien. Arus bolak-balik juga dapat mengalir dalam bentuk gelombang segitiga atau bentuk gelombang segi empat. Secara umum, penyaluran listrik arus bolak-balik dari sumber listrik menuju ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Arus bolak-balik juga dialirkan sebagai sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.[10] KarakteristikSuntingArus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut.[11] Untuk arus yang konstan, besar arus dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan: di mana adalah arus listrik, adalah muatan listrik, dan adalah waktu. Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:[12] Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga melalui integrasi:[11] Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan maupun waktu merupakan besaran skalar.[11] Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah,[11] salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor.[11] Pada diagram di atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam[11] sehingga . Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam ruang.[11] Arah arusSuntingDefinisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai (kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)[11] Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional.[13] Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.[11] Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional.[11] Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:[11] Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.[11]Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.[11] Rapat arusSuntingRapat arus adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar.[11] Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m2).[11] di mana adalah arus pada penghantar, vektor J adalah rapat arus yang memiliki arah sama dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan dA adalah vektor luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen.[11] Jika arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar terhadap dA sehingga persamaan menjadi:[11] maka di mana adalah luas penampang total dan adalah rapat arus dalam satuan A/m2.[11] Kelajuan hanyutanSuntingSaat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga.[11] Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang menghasilkan aliran arus.[11] Tingkat kelajuan hanyutan dalam penghantar lebih kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10β5 dan 10β4 m/s dibandingkan dengan sekitar 106 m/s pada sebuah penghantar tembaga.[11] SEORANG PENGGUNA TELAH BERTANYA πPerbedaan arus listrik dan arus elektron jelaskan! |