Dalam kesempatan ini, kami akan mengulas tentang kekuatan arus listrik. Kami akan menjelaskan konsep kekuatan arus listrik, persamaan matematisnya, serta menyajikan beberapa contoh soal yang terkait dengan topik ini secara lengkap dan mudah dipahami. Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam, mari kita simak uraian di bawah ini dengan saksama.
Mari kita bahas pengertian kuat arus listrik terlebih dahulu dengan seksama.
Memahami Kekuatan Arus Listrik
Kekuatan arus listrik, atau yang sering disebut arus listrik, mengacu pada pergerakan muatan listrik melalui suatu penghantar dalam jangka waktu tertentu. Dalam penghantar tersebut, muatan yang bergerak disebut sebagai elektron-elektron yang memiliki kebebasan bergerak. Aliran arus listrik dalam penghantar hampir serupa dengan aliran panas dalam suatu benda. Panas akan bergerak dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.
Pergerakan panas akan berhenti ketika kedua benda mencapai kesetimbangan termal, di mana suhu keduanya sama. Begitu pula dalam aliran arus listrik, jika terdapat perbedaan potensial yang sama antara dua titik, aliran muatan listrik akan berhenti. Arus mengalir dari potensial yang tinggi ke potensial yang lebih rendah, dari kutub positif ke kutub negatif, atau dari anoda ke katoda.
Arah arus listrik berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Muatan listrik dapat berpindah jika terdapat perbedaan potensial. Perbedaan potensial ini diperoleh dari sumber listrik, seperti baterai atau aki. Setiap sumber listrik selalu memiliki dua kutub, yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (-).
Jika kedua kutub baterai tersebut dihubungkan melalui suatu penghantar yang kontinu, untuk memahaminya dengan lebih baik, Anda dapat melihat gambar di bawah ini. Anda akan mendapatkan rangkaian listrik seperti yang ditunjukkan pada gambar (a), dan diagram rangkaian terlihat seperti pada gambar (b).
Garis panjang menunjukkan kutub positif, sementara garis pendek menunjukkan kutub negatif. Perangkat yang diberi daya oleh baterai dapat berupa bola lampu, pemanas, radio, dan sejenisnya.
Ketika rangkaian tersebut terbentuk, muatan dapat mengalir melalui kawat dalam rangkaian, dari satu kutub baterai ke kutub lainnya. Aliran muatan ini juga dikenal sebagai arus listrik.
Persamaan Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu kawat dapat diartikan sebagai total jumlah muatan yang melewati suatu titik dalam satuan waktu tertentu. Oleh karena itu, rumus untuk menghitung kuat arus listrik adalah sebagai berikut:
I = Q/Δt
Dalam rumus tersebut, Q merupakan jumlah muatan yang melewati penghantar pada titik tertentu selama interval waktu Δt. Kuat arus listrik diukur dalam satuan coulomb per detik dan diberi nama khusus yaitu ampere, yang diambil dari nama ilmuwan fisika asal Prancis, André-Marie Ampère (1775-1836).
Satu ampere memiliki arti sebagai satu coulomb per detik (1 A = 1 C/s). Satuan yang sering digunakan dalam praktiknya adalah miliampere (1 mA = 10-3 A) atau mikroampere (1μA = 10-6 A). Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter, yang biasa disingkat sebagai ammeter.
Penghantar listrik mengandung banyak elektron yang bergerak bebas. Ini berarti ketika suatu kawat penghantar dihubungkan ke kutub-kutub baterai, elektron bermuatan negatif yang sebenarnya mengalir melalui kawat.
Ketika kawat penghantar pertama kali terhubung, perbedaan potensial antara kutub-kutub baterai menciptakan medan listrik di dalam kawat dan sejajar dengannya.
Dengan demikian, elektron-elektron meninggalkan kutub negatif baterai dan masuk ke kawat di ujung yang lain. Aliran elektron yang kontinu melalui kawat terjadi saat kawat terhubung ke kedua kutub. Sesuai dengan konvensi muatan positif dan negatif, aliran muatan positif dianggap mengalir dalam satu arah yang tetap, yang secara ekuivalen dengan arus muatan negatif yang mengalir ke arah yang berlawanan.
Ketika membahas arus yang mengalir dalam rangkaian, yang dimaksud adalah arah aliran muatan positif. Arah ini sering disebut sebagai arus konvensional.
Ilustrasi Soal tentang Kuat Arus Listrik
Berikut ini kami sajikan sebuah contoh soal mengenai kuat arus listrik. Terdapat arus listrik sebesar 5 A yang mengalir melalui suatu kawat penghantar selama 1,5 menit. Tugas Anda adalah menghitung jumlah muatan listrik yang melewati kawat tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
I = 5 A
t = 1,5 menit = 90 detik
Ditanya Q = …?
Jawaban:
Q= I.t
Q= (5 A) (90 detik)
Q= 450 C
Dengan demikian, dari soal di atas dapat disimpulkan bahwa muatan listrik yang melewati kawat tersebut adalah sebesar 450 Coulomb.
Demikianlah contoh soal mengenai kuat arus listrik. Semoga dapat menambah pemahaman dan pengetahuan Anda. Terima kasih atas kunjungan Anda dan jangan lupa untuk membaca artikel-artikel lain yang kami sediakan.
Referensi: https://sambellayah.com/