Daftar isi
Listrik telah menjadi kebutuhan sehari-hari dalam kehidupan kita. Sebentar saja listrik padam, kita akan merasa kelabakan. Banyak kepentingan dan kegiatan yang terpaksa tertunda. Listrik saat ini seakan sudah menjadi bagian dari kebutuhan primer.
Arus listrik adalah aliran dari muatan listrik. Muatan listrik berupa elektron yang bergerak dan akan mengalir dalam suatu rangkaian melalui media yang disebut penghantar listrik. Elektron atau muatan listrik yang mengalir tersebut dapat dihitung menggunakan suatu rumus yang dinamakan rumus kuat arus listrik.
Di bawah ini penjelasan lengkap tentang kuat arus listrik:
Pengertian Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik adalah jumlah atau banyaknya muatan yang mengalir tiap detik melalui suatu penghantar listrik. Penjelasan berdasarkan yang tertuang pada buku Fisika Dasar yang disusun oleh Joko Siswanto dkk.
Adanya perbedaan potensial pada dua titik dalam penghantar mengakibatkan terjadinya aliran muatan listrik. Arus listrik mengalir dari titik yang potensialnya tinggi ke titik yang potensialnya rendah. Atau dengan kata lain, secara umumnya arus listrik akan mengikuti muatan positif menuju muatan negatif.
Banyaknya muatan listrik yang mengalir tergantung pada kuatnya suatu arus listriknya. Semakin kuat arus listrik, maka akan semakin banyak pula muatan yang mengalir pada rangkaian tersebut.
Satuan Kuat Arus Listrik
Sebagaimana besaran fisika yang lainnya, kuat arus listrik juga memiliki satuan. Ampere (A) merupakan satuan dari kuat arus listrik. Satuan ini disebut ampere (A) karena diambil dari nama seorang pendiri ilmu elektrodinamika, yaitu Andre Marie Ampere.
Namun, ampere (A) bukan satu-satunya satuan dari kuat arus listrik. Sebab satuan kuat arus listrik juga bisa dinyatakan dengan coulomb (C). Dimana 1 ampere (A) sama dengan 1 coulomb (C), dan 1 coulomb (C) sama dengan 6,2 x 10¹⁸ elektron per detik.
Untuk jumlah yang kecil, satuan kuat arus listrik dinyatakan dengan miliampere (mA). 1 miliampere (mA) adalah 0,001 ampere (A).
Rumus Kuat Arus Listrik
Untuk menghitung kuat arus listrik, maka perlu diketahui terlebih dahulu cara dan rumus perhitungannya. Rumus kuat arus listrik adalah:
Katerangan:
I: kuat arus listrik (A)
Q: jumlah muatan listrik (Q)
t: waktu (s)
Pada beberapa kasus, ditemukan bahwa jumlah muatan yang mengalir tidak diketahui. Apabila menemukan hal yang demikian, maka kita dapat menghitung kuat arusnya dengan menggunakan hukum Ohm. Sehingga, kuat arus listriknya tetap dapat kita ketahui.
Rumus Kuat Arus berdasarkan Hukum Ohm
Lumen Learning telah menjelaskan bahwa, menurut hukum Ohm kuat arus listrik akan berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan dan dihambat oleh resistansi. Sehingga diperoleh rumus kuat arus berdasarkan hukum Ohm sebagai berikut:
Keterangan:
I: kuat arus listrik (A)
V: tegangan listrik (V)
R: hambatan atau resistansi (?)
Rumus Kuat Arus Rangkaian Seri
Dalam sebuah rangkaian seri, arus listrik yang mengalir pada setiap komponen adalah sama. Berarti kuat arus total pada rangkaian sama dengan kuat arus yang mengalir pada setiap komponennya.
Dengan demikian, diperoleh rumus kuat arus rangkaian seri seperti di bawah ini:
Rumus Kuat Arus Rangkaian Paralel
Sedangkan pada rangkaian paralel, merupakan kebalikan dari rangkaian seri. Dimana kuat arus yang mengalir tidak sama pada setiap komponennya. Kuat arus total dibagi-bagi untuk setiap komponen dan didasarkan atas perbedaan hambatannya.
Maka rumus kuat arus pada rangkaian paralel ditulis seperti ini:
Contoh dan Cara Menghitung Kuat Arus Listrik
Contoh Soal 1:
Muatan listrik sebesar 60 C mengalir melalui suatu rangkaian selama 15 detik. Tentukan kuat arus listriknya!
Pembahasan:
Diketahui: Q = 60 C; t = 15 s
Ditanya: I
Jawab:
I = Q / t
I = 60 C / 15 s
I = 4 A
Jadi, besar / jumlah kuat arus listriknya adalah 4 A.
Contoh Soal 2:
Sebuah arus listrik dengan kuat 6 A mengalir melalui sebuah resistor yang memiliki tegangan 24 V. Tentukan hambatan resistor tersebut!
Pembahasan:
Diketahui: I = 6 A; V = 24 V
Ditanya: R
Jawab:
R = V / I
R = 24 V / 6 A
R = 4 Ω
Jadi, hambatan resistor tersebut adalah 4 Ω.
Contoh Soal 3:
Sebuah penghantar dialiri arus listrik dengan kuat arus 2A selama 10 detik. Hitunglah muatan listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
I = 2A
t = 10
Ditanya: Q?
Jawab:
Q = I x t
Q = 2A x 10s
Q = 20 C
Jadi, muatan listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut adalah 20 coulomb (C).
Contoh Soal 4:
Jika sebuah lampu listrik dengan daya 60 watt dialiri arus listrik 0,5 A, berapakah tegangan listrik yang diperlukan untuk menyalakan lampu tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
P = 60 watt
I = 0,5 A
Ditanya: V?
Jawab:
P = V x I
60 W = V x 0,5 A
V = 60 W / 0,5 A
V = 120 V
Jadi, tegangan listrik yang diperlukan untuk menyalakan lampu tersebut adalah 120 volt (V).
Contoh Soal 5:
Sebuah baterai 9 V mengalirkan arus listrik sebesar 0,5 A selama 20 detik. Berapakah muatan listrik yang mengalir dalam baterai tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
V = 9
I = 0,5 A
t = 20
Jawab:
Q = I x t
Q = 0,5A x 20s
Q = 10 C
Jadi, muatan listrik yang mengalir dalam baterai tersebut adalah 10 coulomb (C).