Fisika 2

Arus dan Hantaran Listrik

Arus dan Hantaran Listrik

Bila ada beda potensial antara dua buah benda (plat bermuatan) kemudian kedua benda dihubungkan dengan suatu bahan penghantar, maka akan terjadi aliran muatan dari plat dengan potensial yang tinggi ke plat dengan potensial rendah.Aliran muatan dalam suatu penghantar inilah yang dinamakan sebagai arus listrik.

Arus dan Hantaran Listrik

Arus listrik adalah perbandingan jumlah muatan(Q) yang mengalir pada suatu titik dalam penghantar dengan waktu (t) yang ditempuhnya.

I = Q/t

I = arus listrik (Ampere)Q = muatan yang dipindahkan (Coulomb)t = waktu (detik)

1 A = 1 Coulomb/detik

Arus dan Hantaran Listrik

Jika terjadi perubahan aliran muatan (aliran muatan tidak konstan, berubah-ubah), maka arus listrik yang mengalir adalah :

I = dQ/dt

I = arus listrik (Ampere)dQ = perubahan aliran muatan (Coulomb)dt = perubahan waktu (detik)

.

Arus dan Hantaran Listrik

Contoh 1.

Tentukan arus yang mengalir pada :

(a) sepotong kawat sepanjang 2mm yang melewatkan muatan 20 Coulomb dalam 40 detik !

(b) sepotong kawat sepanjang 1mm yang melewatkan muatan 2 Coulomb dalam 0,5 detik !

Arus dan Hantaran Listrik

Contoh 1.

(a) I = Q/t (b) I = Q/t

= 20/40 = 2/0,5

= 0,5 A = 4 A

Arus dan Hantaran Listrik

Arah Arus Listrik.Muatan yang mengalir pada suatu penghantar dapat berupa muatan positif atau muatan negatif, bahkan keduanya.Arah aliran muatan positif berlawanan dengan arah aliran muatan negatif, juga sebaliknya, sehingga diperlukan acuan mengenai arah arus listrik.Para ilmuwan menetapkan arah arus listrik sebagai arah pergerakan muatan positif.

Arus dan Hantaran ListrikKerapatan Arus Listrik.

Kerapatan arus listrik adalah kerapatan aliran muatan pada suatu penghantar.Kerapatan arus listrik dapat juga dikatakan sebagai arus listrik per luas penampang penghantar. Kerapatan arus listrik dapat dinyatakan dari hubungan antara kuat medan listrik (E) dengan konduktivitas penghantar() :

J = E

J = Kerapatan arus listrik (A/m2) = Konduktivitas bahan (S/m)E = Kuat medan Listrik (N/C)

Arus dan Hantaran Listrik

Arus Listrik dalam Permukaan Tertutup.

Arus yang mengalir dalam suatu permukaan tertutup dengan kerapatan arus J dapat ditentukan dengan perhitungan integral tertutup :

I = arus listrik dalam permukaan tertutup (A)J = kerapatan arus (A/m2)dA = komponen diferensial permukaan.

SdAJI

Arus dan Hantaran Listrik

Tahanan Listrik.

Tahanan listrik adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan aliran arus listrik di dalam bahan tersebut.Lawan dari tahanan listrik adalah konduktivitas, yaitu kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan arus listrik didalam bahan tersebut.Tahanan listrik dipengaruhi oleh dimensi dan resistivitas bahan, dengan hubungan :

R = tahanan () = resistivitas bahan (.m)L = panjang bahan (m)A = luas penampang (m2)

A

LR

L

A

Arus dan Hantaran Listrik

Resistivitas Bahan.

Resistivitas bahan dipengaruhi oleh struktur atom atau struktur molekul suatu bahan, dimana elektron-elektron pada suatu bahan ada yang lebih mudah berpindah dari satu molekul ke molekul yang lain dan ada elektron-elektron pada bahan lain yang susah berpindah.

.

Arus dan Hantaran Listrik

Hukum Ohm.

Hukum Ohm memformulasikan hubungan antara arus listrik, tegangan dan tahanan listrik pada suatu penghantar.

Arus listrik (I) pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangannya (V) dan berbanding terbalik dengan tahanannya (R).

I = arus listrik (A)V = tegangan (V)R = tahanan ()

R

VI

Arus dan Hantaran Listrik

Cara Mengukur Tegangan dan Arus Listrik.

Arus dan Hantaran Listrik

Contoh 2.

Jika pada rangkaian pengukur arus dan tegangan didapat data V=2,5V dan I=17mA. Kemudian A=3,15.10-4 m2 dan L=15cm. Tentukan resistivitas bahan tersebut!

Arus dan Hantaran Listrik

Contoh 2.

R=V/I

= ….

R=