Arus listrik adalah laju aliran muatan
listrik yang melewati suatu titik:2:622atau bagian.:614
Arus listrik dikatakan ada ketika terdapat aliran bersih muatan
listrik melalui suatu bagian.:832 Muatan
listrik dibawa oleh partikel bermuatan, sehingga
Arus listrik adalah aliran partikel muatan. Partikel yang bergerak disebut elektron, dan dalam konduktor yang berbeda mungkin jenis partikel yang berbeda. Di sirkuit
listrik, pembawa muatan sering kali elektron yang bergerak melalui kawat. Dalam elektrolit pembawa muatan adalah ion, dan dalam gas terionisasi (plasma) adalah ion dan elektron.
Sistem Satuan Internasional memberikan satuan dari
Arus listrik yaitu ampere, yang merupakan aliran muatan
listrik melintasi permukaan dengan kecepatan satu coulomb per detik. Ampere (simbol: A) adalah unit dasar SI:15
Arus listrik diukur menggunakan perangkat yang disebut amperemeter.:788
Arus listrik menyebabkan pemanasan Joule, yang menciptakan cahaya dalam bola lampu pijar. Mereka juga menciptakan medan magnet, yang digunakan dalam motor, generator, induktor, dan transformator.
Jenis
= Arus searah
=
Arus searah adalah
Arus listrik yang nilainya tidak berubah yaitu positif atau hanya negatif saja.
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. Sumber
Arus searah diperoleh dari elemen-elemen yang memberikan energi
listrik yang mengalir secara merata setiap saat, seperti elemen volta, baterai, akumulator.
= Arus bolak-balik
=
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.
Karakteristik
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:
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:
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. Dalam banyak hal sering digambarkan
Arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah, salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor. 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 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.
=
Pada diagram digambarkan panah
Arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah
Arus konvensional. Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif. 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. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:
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.
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.
=
Rapat
Arus adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar. Dalam SI, rapat
Arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m2).
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. Jika
Arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar terhadap dA sehingga persamaan menjadi:
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.
= Kelajuan hanyutan
=
Saat sebuah penghantar tidak dilalui
Arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga. 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. 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.
Referensi
Daftar pustaka
Ponto, H. (2018). Dasar Teknik Elektro (PDF). Yogyakarta: Deepublish. ISBN 978-623-7022-93-0. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2021-01-31. Diakses tanggal 2021-01-25.
