Daya/Power Listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).

Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai fisikawan dari Britania yang bernama James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

P=V.I

Keterangan :

P adalah daya (watt atau W)

I adalah arus (ampere atau A)

V adalah perbedaan potensial (volt atau V)

Hukum  Joule  dapat  digabungkan  dengan  hukum  Ohm  untuk  menghasilkan  dua persamaan tambahan :

Keterangan : R adalah hambatan listrik (Ohm atau Ω)

Read More

Muatan Listrik

Muatan listrik adalah pengukuran muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuan dari muatan listrik adalah Coulomb, yang merupakan 6.24 x 10^(18) muatan dasar. Muatan listrik adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan muatan listrik dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan). Seperti yang telah dibahas diatas bahwa ahli fisika berkebangasaan Jerman yang bernama George Simon Ohm, telah berhasil menemukan hubungan antara besar beda potensial dengan besarnya kuat arus yang mengalir. Pernyataan Ohm yang dikenal dengan nama hukum Ohm. Hukum Ohm berbunyi, “Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu jika suhu penghantar tetap”.

Dari pernyataan Ohm diatas dapat dirumuskan bahwa,

V=I.R

Keterangan :

V  = Beda Potensial (volt)

I   = Kuat arus (ampere)

R  = Hambatan (Ohm)

Hukum Kirchoff

Pada rangkaian listrik kita dapat menggabungkan beberapa rangkaian sederhana yang disebut dengan   rangkaian majemuk.  Rangkaian majemuk mengikuti  hukum  Kirchhof diantaranya yaitu :

1. Hukum Kirchoff I

”Jumlah  arus  yang  menuju  (masuk)  titik  percabangan  sama dengan  arus  yang meninggalkan (keluar) dari titik percabangan”.

Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut,

iMasuk = ikeluar

Aliran Arus

Sebagai contoh perhatikan Gambar diatas

Kita bisa lihat bahwa arus yang berwarna hijau, aliran arusnya menuju  (masuk)  titik  percabangan  dan  arus berwarna biru meninggalkan (keluar) dari titik percabangan.

Maka dapat kita hitung bahwa 

iMasuk = ikeluar

I1  + I2  + I3  = I4  + I5+ I6

    2. Hukum Kirchoff II

“Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol". Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap.

Read More

Arus Listrik

Arus Listrik

Jika elektron bergerak, lepas bebas dari pengaruh inti atom, serta terdapat suatu aliran (net flow), aliran ini dikenal sebagai arus listrik. Ini dapat dibayangkan sebagai serombongan domba yang bergerak bersama-sama ke utara namun tanpa diikuti oleh penggembalanya. Muatan listrik dapat diukur secara langsung menggunakan elektrometer. Arus listrik dapat diukur secara langsung menggunakan galvanometer. Apa yang dikenal dengan listrik statis bukanlah aliran elektron sama sekali. Ini lebih tepat disebut sebagai sebuah muatan statik, mengacu pada sebuah benda yang memiliki lebih banyak atau lebih sedikit elektron daripada yang dibutuhkan untuk mengimbangi muatan positif sang inti. Jika terdapat kelebihan elektron, maka benda tadi dikatakan sebagai bermuatan negatif. Jika terdapat kekurangan elektron dibanding proton, benda tersebut dikatakan bermuatan positif. Jika jumlah elektron dan proton adalah sama, benda tersebut dikatakan netral. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya. Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).

Arus listrik AC dan DC

Arus searah (bahasa Inggris direct current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk aki dan elemen volta) dan panel surya. Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semikonduktor, isolator, dan ruang hampa udara.

Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang tampak mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke-19 menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di zaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik.

Gambar Arus DC (Direct Current)

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

Gambar Arus AC (Alternating Current)

Read More