Home / Fisika / Arus Listrik

Arus Listrik

  • 8 min read

Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Arus listrik merupakan muatan listrik yang megalir melalui suatu penghantar (konduktor) per satuan waktu tertentu. Arah arus listrik dapat dibedakan menjadi arah arus konvensional dan arah arus elektron. Sehingga arus listrik terbagi menjadi dua, yaitu arus DC dan AC. Besar kuat arus listrik dipengaruhi oleh tegangan dan hambatan pada rangkaiannya serta bergantung pada jenis rangkaian itu sendiri baik itu berupa rangkaian seri maupun paralel.

Apa yang kamu ketahui tentang arus listrik? Bagaimana perhitungan arus listrik? Arus listrik terbagi menjadi dua jenis loh, yaitu arus AC dan DC. Lalu, apa itu arus AC dan DC? Yuk, simak artikel ini untuk mengetahui jawabannya.

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik merupakan muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar konduktor per satuan waktu. Aliran arus listrik dibawa oleh elektron bebas.

Prinsip ini hampir sama dengan getaran dimana pada perambatan getaran, partikel medium penghantarnya tidak ikut berpindah dan hanya memindahkan energinya saja melalui interaksi antar partikel. Jika dianalogikan dalam arus listrik, partikel tersebut sebagai elektron bebas di dalam atom suatu penghantar atau konduktor.

Semakin banyak elektron bebas, maka semakin cepat daya hantar listriknya. Pada mulanya, elektron bebas di dalam suatu penghantar tersusun secara acak dan ketika diberi tegangan, elektron-elektron tersebut akan tersusun teratur untuk mengalirkan arus listrik.

Arus listrik berbanding terbalik dengan hambatan. Jadi, semakin besar hambatan maka semakin kecil arus listrik yang dapat mengalir, dan sebaliknya.

Arah Aliran Arus Listrik

Arah aliran listrik dapat terbagi menjadi arah aliran konvensional dan elektron. Pada arah aliran konvensional, muatan listrik yang mengalir adalah muatan positif atom atau proton dimana proton mengalir dari kutub positif ke negatif.

Sedangkan pada arah aliran elektron, muatan yang mengalir adalah muatan negatif dimana muatan ini mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Prinsip arah aliran elektron menjadi hal yang membedakan arus listrik itu sendiri dimana dapat dibedakan menjadi arus AC dan DC.

Prinsip arah aliran konvensional yang dipakai secara umum untuk menggambarkan arus listrik itu sendiri. Untuk lebih mudah memahami arus listrik konvensional dan arus elektron perhatikan ilustrasi berikut.

arah arus elektron

Perbedaan Arus AC ( Bolak-Balik ) dengan DC ( Searah )

Terdapat dua jenis arah arus listrik, yaitu arus listrik satu arah dan arus listrik dengan arah yang bolak-balik. Arus listrik satu arah atau disebut juga arus DC (Direct Current).

Arus listrik ini mengalir pada satu arah yang sama. Arus ini juga bisa dikaitkan sebagai arus yang mengalir dari muatan positif menuju negatif.

Tetapi, keyataannya arus ini mengalir dari kutub negatif menuju positif dimana dalam aliran tersebut menimbulkan suatu lubang (hole) dan dengan muatan positif lubang tersebut bergerak menuju kutub negatif dari kutub positif. Pada arus DC, arus yang bekerja hanya arus konvensional.

Arus DC menunjukan polaritas yang konstan sehingga tegangannya dapat bervariasi terhadap waktu. Sumber arus DC seperti pada aki (akumulator), baterai kering, sel surya maupun pencatu daya (power supply).

Sumber arus DC identik disimpan pada suatu baterai. Contoh peralatan elektronik yang menggunakan arus DC adalah lampu LED (Light Emiting Diode), laptop, radio, handphone, dsb. Gelombang audio maupun gelombang radio juga termasuk dari aplikasi arus DC.

Arus AC sangat berbeda dengan arus DC. Arus AC (Alternating Current) merupakan arus yang arah alirannya bolak balik dan terdapat dua arah aliran yang saling berlawanan dalam setiap alirannya.

Bentuk gelombang dari arus AC pada umumnya berupa gelombang sinus, namun ada juga berupa gelombang persegi atau pun segitiga. Pada arus AC, arus konvensional dan arus elektron bekerja secara bersamaan.

Sumber dari arus AC adalah arus listrik yang dibangkitkan oleh generator. Contohnya adalah arus listrik PLN yang mengalirkan listrik ke setiap rumah pelanggannya.

Frekuensi arus listrik yang dialirkan sebesar 50 Hz dengan tegangan standar yang telah ditetapkan di Indonesia sebesar 220 volt. Untuk keamanan di rumah setiap pelanggan, digunakan pengaman yang bernama MCB (Miniature Circuit Breaking).

Rumus Kuat Arus Listrik

Kuat arus listrik atau intensitas listrik merupakan jumlah muatan listrik yang mengalir per satuan waktu pada suatu penghantar (konduktor). Arus listrik yang dimaksud adalah arus konvensional. Berikut rumus dari arus listrik:

rumus arus listrik

dimana I merupakan kuat arus listrik (A), Q merupakan muatan listrik dengan satuan Coulomb (C), dan t merupakan waktu yang diperlukan untuk mengalirkan muatan listrik dengan satuan sekon (s).

Kuat arus listrik termasuk kedalam besaran pokok dimana memiliki definisi bahwa 1 Ampere sama dengan arus yang mengalir pada dua penghantar lurus paralel yang terpisahkan sejauh 1 m serta dengan panjang dan luas yang tak terhingga. Sehingga dapat menghasilkan gaya tarik – menarik sebesar rumus gaya tarik menarik arus listrik .

Kuat arus ditemukan oleh Andre Marie Ampere (1775 – 1836). Arus listrik mengalir melalui konduktor yang banyak mengandung elektron bebas.

Pengukuran Kuat Arus

Arus listrik diukur dengan menggunakan alat yang bernama amperemeter. Amperemeter terdapat dua jenis, yaitu amperemeter digital dan analog. Caranya cukup mudah, sbb:

  • Letakan amperemeter secara seri dalam rangkaian listrik.
  • Hubungkan terminal positif amperemeter dengan kutub negatif sumber arus.
  • Hubungkan terminal negatif amperemter dengan kutub positif sumber arus.
  • Melakukan pembacaan arus (pada amperemeter analog) dengan cara:

pembacaan arus pada amperemeter analog

Susunan Seri dan Paralel

Perbedaan yang paling mecolok antara susunan seri dengan paralel terlihat pada peletakan kutub beban dimana pada susunan seri kutub utara beban dihubungkan dengan kutub negatif. Sedangkan pada susunan paralel, kutub sejenis (baik utara maupun selatan) saling dihubungkan.

Rangkaian seri memiliki keunggulan pada kabel penghantar yang sedikit sehingga dapat menekan biaya pemasangan serta hambatan pada masing-masing beban tidak sama namun arus yang dilalui akan tetap sama. Sedangkan kerugiannya adalah jika salah satu beban putus maka beban yang lain juga tidak bisa menyala (tidak bisa dialiri arus listrik).

Jika beban yang digunakan berupa lampu, maka nyala masing-masing lampu tidak akan terang dan terbagi pada masing-masing hambatan. Rangkaian seri memiliki perbedaan dengan rangkaian paralel.

Berikut ilustrasi dari rangkaian seri:

rangkaian seri

Berikut rumus rangkaian seri dengan terdapat 3 beban:

3 beban arus listrik

Sedangkan kelebihan rangakaian paralel adalah jika beban yang digunakan adalah lampu, maka semua lampu yang terpasang akan sama terang dan jika salah satu lampu mati maka lampu yang lain akan tetap menyala. Rangkaian paralel juga memiliki kelemahan, yaitu membutuhkan lebih banyak kabel (penghantar konduktor) bila dibandingkan dengan rangkaian seri sehingga biaya pemasangan lebih mahal, dan besar arus yang mengalir pada setiap beban (lampu) tidak sama yang mana bergantung pada hambatan setiap beban.

Berikut ilustrasi dari rangkaian paralel:

rangkaian pararel

Berikut rumus rangkaian paralel dengan terdapat 3 beban:

rumus rangkaian paralel

Kuat arus listrik dinyatakan dalam hukum Ohm dimana arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar (konduktor) berbanding terbalik terhadap hambatan dalam rangkaiannya, dengan rumus sbb:

arus listrik 1

dimana I merupakan kuat arus listrik (A), V merupakan tegangan dengan satuan volt (V), dan R merupakan hambatan dengan satuan ohm ().

Jadi, arus listrik merupakan muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar per satuan waktu tertentu. Perhitungan arus listrik berdasarkan perhitungan kuat arus listrik sebagaimana pers. (1). Arah arus listrik terbagi menjadi arah arus konvensional dan arah arus elektron. Aliran arus listrik dibedakan menjadi DC (searah) dan AC (bolak-balik).

Demikian, pembahasan artikel ini mengenai arus listrik. Semoga materinya dapat mudah dimengerti dan menjawab pertanyaan kamu mengenai arus listrik. Sekian, terimakasih.

Daftar Pustaka

  • Admin – idschool.net. 2018. Cara Membaca Amperemeter. Diperoleh dari https://idschool.net/umum/cara-membaca-ampermeter/ (diakses pada 21 Juni 2020).
  • Angga, Rida. 2015. Pengertian Arus Listrik AC dan DC serta Pemanfaatannya. Diperoleh dari https://skemaku.com/pengertian-arus-listrik-ac-dan-dc-serta-pemanfaatannya/.
  • Kho, Dickson. Pengertian Arus Listrik (Electric Current). Diperoleh dari https://teknikelektronika.com/pengertian-arus-listrik-electric-current/ (diakses pada 21 Juni 2020).
  • Mafia Online. Mengukur Kuat Arus Listrik. 2014. Diperoleh dari https://mafia.mafiaol.com/2012/12/mengukur-kuat-arus-listrik.html?m=1. (diakses pada 21 Juni 2020).
  • Seputar Pengetahuan. Pengertian Kuat Arus Listrik, Rumus, Contoh Soal Kuat Arus Listrik. Diperoleh dari https://www.seputarpengetahuan.co.id/2017/10/pengertian-kuat-arus-listrik-rumus-contoh-soal-kuat-arus-listrik.html (diakses pada 21 Juni 2020).
  • Sitompul, Alexander. Besaran Pokok dan Besaran Turunan. Diperoleh dari https://www.studiobelajar.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan/ (diakses pada 21 Juni 2020).
  • Viandari, Eka. 2020. Rangkaian Seri dan Paralel – Fisika Kelas 12. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/rangkaian-seri-dan-paralel-fisika-kelas-12/amp/ (diakses pada 21 Juni 2020).

Baca juga