Memahami Rumus Kuat Arus Listrik

Rumus kuat arus listrik – Dalam kehidupan sehari-hari tentunya kita tahu jika tak bisa lepas dari yang namanya listrik. Bisa diartikan keberadaan listrik memiliki peranan penting dalam kehidupan manusia. Bukan hanya sebagai sumber daya penerangan saja. Namun, listrik juga bisa digunakan sebagai sumber energi, penghasil suara, penghasil geran dan masih banyak lagi.

Bahkan untuk saat ini keberadaan dari listrik tak hanya untuk urusan rumah tangga. Namun listrik juga kerap digunakan dalam skala industri lho. Berbagai macam jenis fungsi dari listrik mulai ada dari bentuk akibat kemajuan teknologi kelistrikan dan jenis teknologi lain yang cukup pesat.

Tanpa adanya kemajuan tersebut mustahil listrik bisa dimanfaatkan seperti yang ada di kehidupan kita saat ini. Terlepas dari itu semua, tahukah kalian jika listrik memiliki kekuatan yang begitu bervariasi.

Ada arus listrik lemah dengan satuan mikro ampere yang begitu kuat hingga berkilo-kilo ampere.  Lalu, bagaimana cara menghitung besaran kekuatan listrik. Tentunya dalam hal tersebut kita membutuhkan  rumus kuat arus listrik.

Nah, dalam artikel ini akan membahas mengenai listrik, khususnya untuk rumus kuat arus listrik.

Pengertian Kuat Arus Listrik

Sebelum masuk ke dalam pembahasan rumus kuat arus listrik. Hal pertama yang akan kita bahas adalah pengertian dari kuat arus listrik itu sendiri.

Kuat arus listrik atau arus listrik merupakan banyaknya muatan listrik atau pergerakan elektron yang mengalir pada satu titik ke titik lainnya yang masuk dalam satu rangkaian pada setiap waktu. Dalam sebuah penghantar muatan yang mengalir biasa disebut sebagai elektron-elektron dengan gerak bebas.

Aliran kuat arus listrik pada suatu pengantar biasanya akan memiliki kondisi hampir sama dengan aliran kalor pada benda tersebut. Aliran kalor tersebut akan bergerak dari sebuah benda dari suhu yang lebih tinggi ke suhu lebih rendah.

Aliran kalor dapat terhenti ketika suhu pada kedua benda tersebut dalam kondisi seimbang atau sama atau biasa disebut kesetimbangan termal. Hal ini juga berlaku dalam aliran kuat arus listrik, dimana ketika kedua titik memiliki potensial sama, maka aliran muatan listrik juga akan terhenti.

Sama dengan kalor yang bergerak dari benda dengan suhu lebih tinggi ke benda dengan suhu lebih rendah. Arus listrik juga akan bergerak dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah. Atau bisa juga diartikan dari kutub positif ke kutub negatif, dari anoda ke katoda.

Dalam satuan internasional, arus listrik masuk ke dalam tujuh satuan pokok. Dimana untuk satuan dari kuat arus listrik dalam SI adalah Ampere atau I. Dilihat dari arah alirannya, jenis kuat arus listrik dibedakan menjadi dua yaitu arus sejarah atau DC dan arus bolak-balik atau AC.

Jenis Arus Listrik

pixabay.com/qimono

Salah satu penyebab adanya kuat arus listrik adalah beda potensial atau tegangan yang  ada di dalam media penghantar diantara dua titik. Tegangan antara kedua titik dengan nilai yang  semakin besar akan menjadikan nilai aliran arus lsitrik juga semakin besar.

Jika dilihat dari arah alirannya, kuat arus listrik dibedakan menjadi dua jenis. Kedua jenis kuat arus listrik tersebut adalah arus searah dan arus bolak-balik. Dimana kedua jenis kuat arus listrik tersebut memiliki pengertian yang berbeda satu sama lain.

Nah, untuk lebih jelasnya, berikut adalah dua jenis kuat arus listrik yang dilihat berdasarkan arah alirannya.

• Arus Searah

Arus searah bisa juga kita sebut sebagai direct current atau DC. Dimana kuat arus listrik searah ini adalah arus listrik dengan nilai yang tidak mengalami perubahan seperti hanya positif dan negatif saja.

Selain itu kuat arus listrik ini juga bisa diartikan sebagai arus dengan nilai tetap terhadap satuan waktunya. Lalu, untuk proses peninjauan kuat arus listrik tersebut juga akan dilakukan pada waktu yang berbeda.

Meski dilakukan pada waktu yang  berbeda, namun nilai dari kuat arus listrik ini masih tetap sama. Kuat arus listrik searah juga memiliki banyak sumber. Biasanya kuat arus listrik searah berasal dari elemen yang memberikan energi listrik yang dapat mengalir secara rata setiap saat. Sumber dari kuat arus listrik searah adalah elemen volta, akumulator, baterai dan lain sebagainya.

• Arus Bolak-balik

Kuat arus listrik bolak-balik adalah salah satu jenis arus listrik yang berikutnya. Kuat arus listrik bolak-balik bisa kita sebut sebagai alternating current atau C. Dimana jenis kuat arus listrik ini akan memiliki arus berubah-ubah secara bolak-balik.

Jika kita bandingkan dengan kuat arus listrik searah, kuat arus listrik bolak-balik akan memiliki sifat yang berbeda. Dimana arus tidak akan mengalami perubahan terhadap waktu. Selain itu kuat arus listrik secara umum akan berbentuk gelombang sinusoida. Hal ini akan kemungkinan aliran energi yang berlangsung lebih efisien. Kuat arus listrik bolak-balik tak hanya akan mengalir dalam bentuk lurus saja.

Namun, kuat arus listrik bolak-balik juga akan mengalir dalam bentuk gelobang segitga hingga segi empat. Sebagai contoh arus bolak-balik adalah sumber listrik yang mengalir di kantor, sekolah maupun rumah penduduk. Selain itu, kuat arus listrik bolak-balik juga akan mengalir dalam bentuk sinyal radio maupun audio melalui kabel.

Karakteristik Arus Listrik

Kuat arus listrik adalah besaran skalar, baik itu pada muatan ataupun pada waktu. Dalam beberapa kasus kita bisa menggambarkan kuat arus listrik dengan bentuk sirkuit menggunakan panah., dimana panah tersebut bukanlah vector.

Selain itu, kuat arus listrik tidak membutuhkan operasi vector. Perlu kita ingat juga jika kuat arus listrik akan mengalir masuk ke suatu percabangan akan sama dengan yang mengalir keluar dari percabangan tersebut.

Hambatan

Ketika kita sedang membahas mengenai kuat arus listrik, tentunya tidak akan bisa lepas dari yang namanya hambatan arus listrik. Hambatan listrik bisa diartikan sebagai perbandingan tegangan listrik suatu komponen elektronik dengan arus yang telah melewatinya.

Pada dasarnya tegangan dan arus adalah faktor penentu dari nilai atau besaran dari hambatan tersebut. Adanya penemuan kuat arus listrik menjadikan kehidupan manusia semakin mudah. Mulai dari terciptanya medan magnet seperti yang ada di dalam motor, generator, inductor dan lain sebagainya.

Rumus kuat arus listrik

Kuat arus listrik yang bergerak melewati sebuah penghantar akan dianggap sebagai besarnya jumlah muatan yang telah melewati setiap satuan waktu dalam sebuah titik. Secara matematis kuat arus listrik akan bisa dihitung dengan bantuan persamaan yang ada di bawah ini.

I = Q / t

Keterangan :

I : Kuat arus listrik (Ampere)

Q : Muatan listrik (Coulomb)

t : Waktu (sekon)

Bukan hanya persamaan seperti di atas saja, namun masih ada jenis persamaan lain yang dapat menghubungkan antara kuat arus listrik dengan beda potensial seperti yang ada di bawah ini.

I = V / R

Keterangan :

I : Kuat arus listrik (Ampere)

V : Hambatan listrik (Ohm)

R : Beda potensial listrik (Volt)

Perlu diketahui juga jika satuan ampere dapat kita sebut sebagai Coulomb/Sekon. Hal ini tak lain karena kuat arus listrik merupakan jumlah muatan yang  mengalir pada setiap detik.

Rumus Hambatan arus listrik

Hambatan kuat arus listrik merupakan sebuah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik seperti resistor dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik dapat ditulis secara matematis dengan persamaan yang ada di bawah ini.

R = V/I

Keterangan :

V : Tegangan

I : Kuat arus listrik

R : Hambatan (Ohm)

Alat Ukur Listrik

pixabay.com/4volvos

Dalam pekerjaan bidang elektrikal penting sekali adanya alat ukur kuat arus listrik. Adanya alat ukur kuat arus listrik akan mempermudah proses pengecekan ketika terjadi penurunan kekuatan suatu arus. Tentunya permasalahan listrik yang terjadi juga lebih cepat untuk ditangani.

Alat pengukur kuat arus listrik saat ini juga sudah ada dalam bentuk beberapa jenis. Tentunya fungsi dari alat ukur ini adalah untuk mempermudah proses pengukuran tegangan listrik yang ada sehingga bisa meminimalisir terjadinya permasalahan kelistrikan.

Nah, di bawah ini merupakan beberapa jenis alat ukur kuat arus listrik.

1. Amperemeter

Amperemeter adalah salah satu jenis alat ukur kuat arus listrik. Dimana jenis alat ukur ini kerap dimanfaatkan terhadap rangkaian tertutup. Walaupun begitu, amperemeter memiliki batasa terbesar dalam pengukurannya. Ketika menggunakan amperemeter, kalian perlu memutuskan rangkaiannya terlebih dahulu yang berikutnya dihubungkan ke bagian setiap terminal amperemeter. Sehingga rangkaian yang dibentuk setelah proses tersebut biasanya adalah seri. Amperemeter juga bisa dimanfaatkan sebagai alat pengukur kuat arus listrik searah maupun kuat arus listrik bolak-balik.

2. Voltmeter

Berikutnya ada voltmeter yang  bisa dimanfaatkan untuk mengetahui besaran suatu tegangan listrik yang berada di dua kubu suatu rangkaian listrik. Meski begitu dalam prosesnya terdapat batasan maksimal pengukuran. Selain itu pengukuran menggunakan voltmeter hanya bisa dilakukan pada rangkaian tertutup. Pada voltmeter terdapat tiga bagian lempeng tembaga yang  akan dipasang pada sebuah tabung kaca atau plastik. Dimana pada bagian lempeng luar memiliki fungsi menjadi anoda dan untuk bagian tengahnya akan menjadi katoda.

3. Multimeter

Selanjutnya ada alat multimeter yang bisa digunakan untuk melakukan pengukuran tiga macam listrik. Mulai dari tegangan listrik, hambatan listrik hingga arus listrik. Tentunya penggunaan multimeter bisa digunakan untuk menyelesaikan permasalahan kelistrikan yang ada di rumah.

Multimeter sendiri dibedakan menjadi dua jenis. Jenis yang pertama adalah tipe analog dan untuk tipe yang kedua adalah tipe digital. Kedua jenis multimeter tersebut memiliki fungsi yang sama namun untuk tingkat ketelitian dari keduanya, multimeter digital yang lebih tinggi dibandingkan jenis analog.

4. Ohmmeter

Ohmmeter merupakan alat ukur hambatan listrik yang bisa digunakan pada suatu rangkaian tertutup. Dimana ohmmeter akan digunakan untuk mengukur daya agar aliran arus pada konduktor bisa tertahan.

5. Wattmeter

Wattmeter merupakan alat yang bisa digunakan untuk mengukur listrik yang biasanya menggunakan satuan watt. Selain itu wattmeter juga bisa digunakan untuk mengukur beban DC, beban AC sefase dan beban AC tiga fase.

6. KWH Meter

Ada juga KWH meter yang berguna untuk proses pengukuran listrik. Pada penggunaan KWH meter kebanyakan digunakan oleh PLN ketika menentukan total daya yang akan digunakan  oleh pihak konsumen. KWH meter sendiri akan akan memiliki kumparan tegangan, kumparan arus, piringan alumunium dan magnet tetap. Magnet tetap tersebut akan memiliki fungsi menetralkan dari induksi medan magnet dan juga gear mekanik.

7. Megger

Terakhir ada merger atau bisa kita sebut sebagai mega ohm meter yang berfungsi untuk mengukur tahan isolasi dari alat listrik ataupun instalasi listrik. Secara umum pada bagian tegangannya termasuk tinggi dalam bentuk arus listrik searah.

Dimana tegangannya akan didasarkan oleh tegangan kerja daripada sistem tegangan kerja dari suatu peralatan atau instalasi. Dalam proses pengukurannya, alat jenis ini harus terbebas dari tegangan ACDC.

Hal ini tak lain karena tegangan tersebut memiliki kandungan induksi sehingga akan mampu mempengaruhi hasil.

Penting bagi kita untuk tahu apa saja yang ada di dalam kelistrikan. Khususnya yang bisa membantu mengatasi permasalahan kelistrikan ringan di rumah pribadi. Mulai dari perhitungan hingga cara memperbaiki alat rumah tangga dengan memanfaatkan listrik seperti yang  dijelaskan dalam buku Instalasi Dan Alat-Alat Listrik.

Contoh Soal Kuat Arus Listrik

Setelah sebelumnya kita membahas mengenai kuat arus listrik. Berikutnya kita akan mempelajari penerapan rumus kuat arus listrik pada beberapa kasus contoh soal. Di bawah  ini adalah contoh soal kuat arus listrik lengkap dengan pembahasannya.

Soal 1

Setting nilai hambatan atau resistansi potensiometer ke 500 Ohm, kemudian atur Power Supply (DC Generator) hingga memperoleh Arus Listrik (I) 10mA. Berapa nilai Tegangannya (V) ?

Jawaban:

Diketahui:

I = 10 mA = 0,01 Ampere

R = 500 Ohm

Ditanya:

V = ..?

V = I x R

V = 0.01 x 500

V = 5 Volt

Jadi, nilai tegangan yang diperoleh adalah 5 Volt.

Soal 2

Sebuah baterai memiliki tegangan 3 volt dihubungkan dengan sebuah hambatan. Sedangkan kuat arus listrik yang mengalir adalah ½ ampere. Berapa nilai hambatan tersebut?

Jawaban:

V = 3 volt

I = ½ A

Ditanya:

R = …?

Jawab:

R=V/I

R 3/(1/2)=6 V

Jadi, nilai hambatannya adalah 6 Volt.

Soal 3

Apabila nilai tegangan sebuah arus listrik 50 V dan nilai arus listrik sebesar 5 A. Berapakah nilai resistensi atau hambatannya?

Diketahui:

V = 50 V

I = 5 A

Ditanya:

R = ..?

Jawab:

R = V / I

R = 50 / 5

R = 10 Ohm

Jadi, nilai hambatannya adalah 10 Ohm.

Soal 4

Sebuah resistor memiliki hambatan sebesar 0,5 Kilo Ohm yang dihubungkan dengan sebuah baterai. Ketika arus yang mengalir pada resistor sebesar 6 mA. Berapakah besar tegangan dari baterai tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

R = 0,5 KiloOhm = 500 Ohm

I = 6 mA = 0,006 A

Ditanya:

V =…?

Jawab:

V = I × R

V = 0,006 × 500

V = 3 Volt

Jadi, besar tegangan baterai adalah 3 Volt.

Soal 5

Pengaturan Power Supply atau DC Generator untuk dapat menghasilkan output tegangan sebesar 10V, kemudian nilai potensiometer diatur ke 10 Ohm. Berapakah nilai arus listrik (I)?

Pembahasan:

Diketahui:

V = 10 V

R = 10 ohm

Ditanya:

I =…?

Jawab:

I = V / R

I = 10 / 10

I = 1 Ampere

Jadi, nilai arus listriknya adalah 1 Ampere.

(Sumber soal: Sonora.id)

Dalam kelistrikan tentunya ada dasar-dasar yang harus dipahami oleh kita. Namun apa saja sih dasar-dasar yang ada di dalam kelistrikan? Tenang tak perlu bingung karena dalam buku Dasar-dasar Rangkaian Listrik sudah  terangkum materi dasar kelistrikan lengkap dengan  contoh soal dan pembahasannya.

Materi kelistrikan bukan hanya seperti yang telah kita pelajari di atas, namun masih banyak hal menarik lain yang bisa dipelajari mandiri. Mulai dari cara menghitung tarif listrik, cara instalasi kelistrikan hingga cara memilih lampu yang tepat telah dijelaskan dalam buku Mengenal Listrik Lebih Baik Dari Segala Sisi. 

Ulasan diatas merupakan penjelasan dari kuat arus listrik. Dalam mata pelajaran fisika tentunya kita tidak akan asing dengan materi kuat arus listrik, khususnya penerapan rumus seperti yang ada di contoh soal dalam artikel ini. Semoga semua pembahasan di atas bermanfaat untuk kalian, Grameds.

Jika ingin mencari buku yang berkaitan dengan listrik, maka kalian bisa mendapatkannya di gramedia.com. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Hendrik

Sumber soal:

• https://www.sonora.id/read/423751581/20-contoh-soal-hukum-ohm-lengkap-dengan-pembahasan-jawabannya?page=all

sumber materi:

• https://www.zenius.net/blog/rumus-kuat-arus
• https://kumparan.com/berita-terkini/rumus-dan-cara-menghitung-kuat-arus-listrik-beserta-contoh-soalnya-1yaZRqtWEqs/3
• https://www.harapanrakyat.com/2022/10/kuat-arus-listrik-pengertian-jenis-dan-karakteristiknya/
• https://bisniz.id/alat-ukur-kuat-arus-listrik/3/
• https://parboaboa.com/rumus-kuat-arus-listrik