Mengapa arah arus listrik disebut arah arus konvensional?
a. Pengertian Arus Listrik
Bagaimana benda isolator dan benda konduktor menjadi bermuatan listrik setelah digosok dan diinduksi, muatan listrik pada isolator dan konduktor yang
terisolasi tersebut tidak bergerak atau statis dan hanya berada pada permukaan yang digosok atau diinduksi. Namun demikian muatan listrik tersebut akan
bergerak atau mengalir jika diberi media konduktor. Aliran muatan inilah yang kemudian dinamakan sebagai arus listrik. Dengan demikian arus listrik adalah
aliran muatan listrik yang mengalir dari suatu tempat ke tempat yang lain. Jenis listrik yang mengalir inilah yang kemudian dinamakan sebagai listrik dinamis.
Aliran Arus Listrik
Pada teori aliran arus listrik, kita mengenal ada dua teori tentang aliran arus listrik yaitu aliran arus listrik konvensional (conventional current flow) dan aliran elektron (electron flow).
Aliran Arus Listrik Konvensional (Conventional Current Flow)
Secara konvensional kita sering menyebutkan bahwa aliran listrik dalam suatu rangkaian elektronika adalah mengalir dari arah positif (+) ke arah negatif (-). Arah aliran arus konvensional ini adalah aliran arus yang menggunakan prinsip muatan, dimana arus listrik atau current sering didefinisikan sebagai aliran muatan listrik positif pada suatu penghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah. Namun arah aliran arus listrik ini berlawanan dengan prinsip aliran elektron pada suatu penghantar. Konsep rangkaian dengan aliran arus listrik konvensional ini digunakan untuk mempermudahkan pemahaman terhadap arah aliran muatan listrik yaitu dari postif ke negatif.
Aliran Elektron (Electron Flow)
Arah aliran Elektron ini berlawanan dengan arah aliran arus listrik konvensional. Karena pada dasarnya elektron adalah partikel yang bermuatan negatif dan bergerak bebas yang ditarik ke terminal positif. Dengan demikian, arah aliran listrik pada suatu rangkaian adalah aliran elektron dari kutub negatif baterai (katoda) dan kembali lagi ke kutub positif baterai (anoda). Jadi arah aliran elektron adalah dari arah negatif (-) ke arah positif (+).
Pengertian Arus Listrik DC dan Arus Listrik AC
Ada dua jenis arus listrik berdasarkan arah aliran listriknya. Arus listrik yang mengalir satu arah atau pada arah yang sama disebut dengan Arus Searah atau dalam bahasa Inggris disebut denganDirect Currentyang disingkat dengan DC. Contoh sumber Arus searah adalah seperti Baterai, Aki, Sel Surya dan Pencatu Daya (Power Supply).
Sedangkan arus listrik yang mengalir dengan arah arus yang selalu beubah-ubah disebut dengan Arus Bolak-balik atau dalam bahasa Inggris disebut denganAlternating Currentyang disingkat dengan AC. Bentuk gelombang AC pada umumnya adalah gelombang Sinus. Namun pada aplikasi tertentu juga terdapat bentuk gelombang segitiga dan bentuk gelombang persegi. Contoh sumber Arus bolak-balik adalah listrik PLN dan listrik yang dibangkitkan oleh generator listrik. Selain itu, gelombang audio dan gelombang radio juga merupakan bentuk gelombang AC.
Facebook Comments
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.
Apa perbedaan antara Arus Konvensional dan Listrik? • Arus listrik bisa negatif atau positif, tetapi arus konvensional selalu positif. • Arus konvensional untuk aliran elektron bertanda positif, sedangkan arus listrik bertanda negatif.
• Untuk aliran muatan positif, baik arus listrik maupun arus konvensionalnya sama. • Karena hampir setiap rangkaian listrik menggunakan aliran elektron, maka dapat dinyatakan dengan aman bahwa arus konvensional = - arus listrik. • Pada arus konvensional, aliran elektron diasumsikan sebagai aliran proton yang berlawanan arah. |
Daftar isi
- 1 Jenis
- 1.1 Arus searah
- 1.2 Arus bolak-balik
- 2 Karakteristik
- 2.1 Arah arus
- 2.2 Rapat arus
- 2.3 Kelajuan hanyutan
- 3 Referensi
- 4 Daftar pustaka
JenisSunting
Arus searahSunting
Arus 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-balikSunting
Arus 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]
KarakteristikSunting
Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut.
i
1
+
i
4
=
i
2
+
i
3
{\displaystyle i_{1}+i_{4}=i_{2}+i_{3}}
[11]
Untuk arus yang konstan, besar arus
I
{\displaystyle I}
dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:
I
=
Q
t
,
{\displaystyle I={\frac {Q}{t}},}
di mana
I
{\displaystyle I}
adalah arus listrik,
Q
{\displaystyle Q}
adalah muatan listrik, dan
t
{\displaystyle t}
adalah waktu.
Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:[12]
I
=
d
Q
d
t
.
{\displaystyle I={\frac {dQ}{dt}}.}
Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga
t
{\displaystyle t}
melalui integrasi:[11]
Q
=
∫
d
Q
=
∫
0
t
i
d
t
.
{\displaystyle Q=\int dQ=\int _{0}^{t}{i}\ dt.}
Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan
Q
{\displaystyle Q}
maupun waktu
t
{\displaystyle t}
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
i
1
+
i
4
=
i
2
+
i
3
{\displaystyle i_{1}+i_{4}=i_{2}+i_{3}}
. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam ruang.[11]
Arah arusSunting
Definisi 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 arusSunting
Rapat 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]
I
=
∫
J
⋅
d
A
,
{\displaystyle I=\int \mathbf {J} \cdot d\mathbf {A} ,}
di mana
I
{\displaystyle I}
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]
I
=
∫
J
d
A
=
J
∫
d
A
=
J
A
,
{\displaystyle I=\int J\ dA=J\int dA=JA,}
maka
J
=
I
A
,
{\displaystyle J={\frac {I}{A}},}
di mana
A
{\displaystyle A}
adalah luas penampang total dan
J
{\displaystyle J}
adalah rapat arus dalam satuan A/m2.[11]
Kelajuan hanyutanSunting
Saat 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 10−5 dan 10−4 m/s dibandingkan dengan sekitar 106 m/s pada sebuah penghantar tembaga.[11]
Pengertian Arus Listrik
Arus listrik yaitu sebuah aliran yang terjadi akibat jumlah muatan listrik yang mengalir dari satu titik ke titik lain, dalam suatu rangkaian tiap satuan waktu.
Arus listrik juga terjadi akibat, adanya beda potensial atau tegangan pada media penghantar antara dua titik.
Maka, semakin besar nilai tegangan antara kedua titik tersebut, maka akan semakin besar juga nilai arus yang mengalir pada kedua titik tersebut.
Satuan arus listrik dalam internasional yaitu A (ampere), yang dimana dalam penulisan rumus arus listrik ditulis dalam simbol I (current).
Aliran arus listrik sendiri mengikuti arah aliran muatan positif. Maksudnya, arus listrik mengalir dari muatan positif menuju muatan negatif atau bisa juga diartikan kalo arus listrik mengalir dari potensial menuju potensial rendah.
Video liên quan