Listrik Dinamis: Arus Listrik dan Kuat Arus Listrik

LISTRIK DINAMIS

Arus Listrik dan Kuat Arus Listrik

      Pada pembahasan listrik statis telah dijelaskan  bahwa benda dikatakan bermuatan jika benda tersebut kekurangan atau kelebihan elektron. Benda yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif, sedangkan benda yang kekurangan elektron bermuatan positif. Jika ada dua buah benda yang memiliki perbedaan muatan, aliran yang muatan positif akan mengalir dari benda yang muatan lebih positif ke benda yang satunya. Aliran muatan positif inilah yang disebut dengan muatan listrik.

      Perbedaan muatan positif ini disebut dengan beda potensial. Akan tetapi, pada kenyataannya aliran yang terjadi adalah aliran elektron, muatan positif tidak bergerak. Aliran elektron akan bergerak dari yang lebih negatif ke yang lebih positif. Maka dari itu arah arus listrik selalu berlawanan dengan arah aliran elektron.

      Jadi, arus listrik didefinisikan sebagai aliran partikel-partikel bermuatan listrik positif yang mengalir dari titik yang berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial rendah. Jadi arus listrik ditimbulkan oleh  dua benda atau dua tempat yang muatan listriknya berbeda (memiliki beda potensial).

      Besaran fisika yang menyatakan kuantitas arus listrik adalah kuat arus listrik (diberi simbol I), yang didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik positif Q yang mengalir melalui penampang seutas kawat penghantar per satuan waktu t. secara matematis dirumuskan :

I = kuat arus listrik (ampere, disingkat A),

Q = muatan listrik (coulomb, disingkat C) dan

t =  waktu (sekon).

Jika pada suatu konduktor mengalir  n elektron, maka total muatan yang mengalir adalah:

Q = n.e

nilai e = 1,6 x 10^-19

Banyaknya electron yang mengalir adalah : 

Contoh Soal :

1.        Dalam suatu rangkaian listrik tertutup, muatan sebesar 60 C mengalir selama 2 menit. Berapa besar kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut?

Penyelesaian:

      Diketahui : Q = 60 C

                          t = 2 menit = 2 x 60 s = 120 s

      Ditanyakan :  Q?

      Jawab :

     

     Jadi besarnya kuat arus listrik yang mengalir adalah 0,5 A. 

2.    Kuat arus listrik yang mengalir pada lampu 0,25 A. Jika lampu menyala selama 1 menit,

      a. berapakah muatan yang mengalir?

      b. berapa banyak elektron yang mengalir?

      Penyelesaian:

      Dik:

      I = 0,25 A

      t = 1 menit = 60 sekon

      Dit:

      a. Q =….?

      b. n = ….?

      Jawab:

      a.   Q = I x t

            Q = 0,25 A x 60 s

            Q = 15 C

     b.  Banyaknya elektron yang mengalir dapat dicari dengan rumus:

          

    

          n = 9,4 x 10¹⁹ 

         Jadi, banyaknya elektro yang mengalir adalah 9,4 x 10¹⁹ buah electron 

Latihan Soal

1.        Dalam suatu rangkaian listrik tertutup, muatan sebesar 3000 C mengalir selama 1/2 jam. Berapa besar kuat arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut?

2.    Kuat arus listrik yang mengalir pada lampu 0,50 A. Jika lampu menyala selama 2 menit,

      a. berapakah muatan yang mengalir?

      b. berapa banyak elektron yang mengalir?