Fisika
![dunia kita]()
by
dunia kita
December 28, 2018
Pengertian, Sumber, Rumus Dan Alat Untuk Mengukur Arus Listrik Beserta Contohnya
Berikut ini yaitu uraian wacana pengertian arus listrik, pengukurannya, dan sumber arus listrik. Pelajarilah dengan cermat dan saksama.
Proton dan elektron dalam suatu muatan listrik mengalir dengan arah yang berbeda. Proton yang menimbulkan listrik bermuatan konkret mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Sedangkan, elektron (muatan listrik negatif) mengalir dari daerah yang potensialnya rendah ke daerah yang potensialnya tinggi.
Menurutmu, apakah kedua aliran muatan ini merupakan arus listrik? Yang disebut arus listrik hanyalah salah satu di antaranya, yaitu aliran proton atau muatan listrik konkret yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Pada pelajaran sebelumnya, kau telah mengenal arus listrik sebagai besaran pokok dengan satuan ampere (A). Untuk mengukur arus listrik ini, kita sanggup memakai alat yang berjulukan amperemeter.
Jarum amperemeter akan bergerak bila ada arus yang melaluinya. Adanya arus sanggup dilihat dari nyala bola lampu atau kerja alat listrik lainnya.
Secara fisika, besar arus listrik atau disebut dengan berpengaruh arus listrik, didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik konkret yang mengalir pada suatu penghantar tiap satu satuan waktu, sanggup ditulis oleh persamaan:
Rumus Arus Listrik:
Keterangan:
Q = muatan listrik (Coloumb, C)
I = berpengaruh arus listrik (Ampere, A)
t = waktu (sekon, s)
Contoh Soal:
Arus yang mengalir pada sebuah kawat tembaga dalam waktu 5 menit yaitu 2 A. Hitunglah muatan listrik yang mengalir pada kawat tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui : I = 2 A t = 5 menit = 300 s
Ditanya : Q
Jawab:
Q = It = 2 ⋅ 300 = 600 C
Jadi, muatan listrik yang mengalir pada kawat tembaga tersebut yaitu 600 C.
Terdapat beberapa jenis sel listrik, di antaranya sel volta, baterai, aki, dan sel Weston. Berdasarkan kemampuannya untuk sanggup diisi ulang, sel-sel ini terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel primer dan sel sekunder.
a. Sel Primer
Sel primer yaitu kelompok sumber arus listrik yang apabila telah habis digunakan, muatannya tidak sanggup diisi kembali. Sel listrik yang termasuk sel primer yaitu sel volta, baterai, dan sel Weston.
1) Sel Volta
Sel volta merupakan sumber arus listrik yang pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta. Sel yang mempunyai rangkaian paling sederhana ini pertama kali dibentuk pada tahun 1800.
Sel ini disusun oleh sebuah lempeng seng sebagai elektroda negatif dan sebuah lempeng tembaga sebagai elektroda konkret yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat (H2SO4). Karena rangkaiannya yang sangat sederhana, beda potensial yang dihasilkan pun relatif kecil, yaitu sekitar 1 volt.
Ketika kedua lempeng yang telah dicelupkan dihubungkan dengan kawat, reaksi kimia kemudian terjadi di dalamnya. Unsur seng dalam lempeng seng melarut dalam asam sehingga ion-ion positifnya akan berpindah ke dalam larutan.
Akibatnya, lempeng seng akan bermuatan negatif dan bergerak melalui kawat menuju lempengan tembaga. Pada lempengan tembaga, elektron ditangkap oleh ion-ion konkret hidrogen yang terdapat dalam larutan asam sehingga ion hidrogen berkembang menjadi gas hidrogen.
Setelah elemen bekerja, seng pada lempengan seng akan berkurang dan gelembung-gelembung gas hidrogen akan mengumpul pada lempeng tembaga.
Gelembung-gelembung yang melekat pada lempeng tembaga akan menghalangi kontak lempeng tembaga ini dengan larutan asam sehingga akan memberhentikan reaksi kimia yang terjadi.
Peristiwa mengumpulnya gelembung-gelembung gas hidrogen di sekitar tembaga disebut polarisasi. Akibatnya, sel volta hanya sanggup berfungsi dalam waktu yang relatif singkat dan kurang efisien untuk dipakai dalam kehidupan sehari-hari.
2) Baterai
Baterai yaitu istilah sehari-hari yang dipakai untuk menyebutkan sel kering. Sumber arus listrik ini disebut sel kering lantaran sama sekali tidak mengandung cairan.
Sel kering (dry cell) atau watu baterai terdiri atas dua elektroda sebagai kutub konkret dan kutub negatif. Elektroda konkret (anoda) yaitu sebatang karbon yang dikelilingi gabungan mangan dioksida dan serbuk karbon yang berfungsi untuk melindungi karbon dari kemungkinan terjadinya polarisasi, disebut juga sebagai depolarisator.
Elektroda konkret diselubungi oleh seng sebagai elektroda negatif. Di antara depolarisator dan seng terdapat pasta amonium klorida yang dicampur dengan serbuk kayu atau getah yang berfungsi sebagai elektrolit. Beda potensial antara kutub-kutub sel kering yaitu 1,5 V atau kelipatannya.
3) Elemen Weston
Sel Weston disusun oleh air raksa (Hg) sebagai elektrodapositif dan larutan (Amalgama cadnium -1% cadnium, 89% Hg) sebagai elektroda negatif, dan larutan elektrolit berupa larutan jenuh kadnium sulfat.
Sebagai depolarisator, sel Weston memakai gabungan merkuri sulfat (HgSO4) dan kadnium sulfat (CdSO4). Beda potensial yang dihasilkan sel Weston yaitu konstan lantaran tidak dipengaruhi oleh suhu dan tidak mengalami polarisasi. Akibatnya, sel Weston banyak dipakai untuk mengukur beda potensial.
b. Sel Sekunder
Sel sekunder yaitu sumber arus listrik yang sanggup diisi ulang ketika muatannya telah habis. Hal ini disebabkan oleh sel elektrokimia yang menjadi penyusunnya tidak memerlukan penggantian materi pereaksi meskipun telah mengeluarkan sejumlah energi melalui rangkaian-rangkaian luarnya.
Agar sanggup bekerja dengan baik, maka pada pertama kali sel harus dimuati terlebih dahulu dengan cara melewatkan arus listrik dari sumber lain menuju sel. Dalam kehidupan sehari-hari, sel sekunder yang sering dipakai yaitu akumulator (aki).
Accumulator (Aki)
Aki terdiri atas pasangan-pasangan keping timbal dioksida yang bertindak sebagai elektroda konkret dan timbal sebagai elektroda negatif. Setiap pasangan memperlihatkan beda potensial 2 volt. Aki dirangkai seri sehingga sanggup menghasilkan beda potensial yang lebih besar.
Dalam sel ini, kepingan-kepingan timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat sekitar 30%.
Pada ketika aki digunakan, konsentrasi larutan elektrolit berkurang dan menjadikan tidak adanya beda potensial pada kedua elektroda. Aki membutuhkan pengisian ulang bila arus listrik tidak lagi mengalir.
Untuk mengisinya, pastikan berada dalam keadaan kosong. Arus listrik dialirkan berlawanan arah dengan arah arus listrik yang dihasilkan aki. Kapasitas aki diukur dalam satuan ampere-jam (ampere-hour disingkat Ah).
Kapasitas aki 40 Ah, berarti aki sanggup bekerja selama 40 jam pada arus 1 Ampere atau selama 20 jam pada arus 2 A, dan seterusnya, sebelum aki diisi ulang. Alat yang dipakai untuk mengusut muatan aki dinamakan hidrometer.
1. Pengertian dan Pengukuran Arus Listrik
Seperti halnya air yang mengalir lantaran adanya perbedaan ketinggian, muatan listrik pun sanggup mengalir lantaran adanya suatu perbedaan, yaitu perbedaan potensial listrik.Proton dan elektron dalam suatu muatan listrik mengalir dengan arah yang berbeda. Proton yang menimbulkan listrik bermuatan konkret mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Sedangkan, elektron (muatan listrik negatif) mengalir dari daerah yang potensialnya rendah ke daerah yang potensialnya tinggi.
Menurutmu, apakah kedua aliran muatan ini merupakan arus listrik? Yang disebut arus listrik hanyalah salah satu di antaranya, yaitu aliran proton atau muatan listrik konkret yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Arus listrik yaitu aliran proton atau muata listrik konkret yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.Alat untuk mengukur Arus Listrik
Pada pelajaran sebelumnya, kau telah mengenal arus listrik sebagai besaran pokok dengan satuan ampere (A). Untuk mengukur arus listrik ini, kita sanggup memakai alat yang berjulukan amperemeter.
 |
| Gambar: Ameremeter |
Jarum amperemeter akan bergerak bila ada arus yang melaluinya. Adanya arus sanggup dilihat dari nyala bola lampu atau kerja alat listrik lainnya.
Secara fisika, besar arus listrik atau disebut dengan berpengaruh arus listrik, didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik konkret yang mengalir pada suatu penghantar tiap satu satuan waktu, sanggup ditulis oleh persamaan:
Rumus Arus Listrik:
Keterangan:
Q = muatan listrik (Coloumb, C)
I = berpengaruh arus listrik (Ampere, A)
t = waktu (sekon, s)
Contoh Soal:
Arus yang mengalir pada sebuah kawat tembaga dalam waktu 5 menit yaitu 2 A. Hitunglah muatan listrik yang mengalir pada kawat tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui : I = 2 A t = 5 menit = 300 s
Ditanya : Q
Jawab:
Q = It = 2 ⋅ 300 = 600 C
Jadi, muatan listrik yang mengalir pada kawat tembaga tersebut yaitu 600 C.
2. Sumber Arus Listrik
Dalam kehidupan sehari-hari, sumber arus listrik lebih dikenal dengan istilah sel listrik atau elemen listrik. Batu baterai dan aki (accumulator) yaitu jenis sel listrik yang paling banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.Terdapat beberapa jenis sel listrik, di antaranya sel volta, baterai, aki, dan sel Weston. Berdasarkan kemampuannya untuk sanggup diisi ulang, sel-sel ini terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel primer dan sel sekunder.
a. Sel Primer
Sel primer yaitu kelompok sumber arus listrik yang apabila telah habis digunakan, muatannya tidak sanggup diisi kembali. Sel listrik yang termasuk sel primer yaitu sel volta, baterai, dan sel Weston.
Sel volta merupakan sumber arus listrik yang pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta. Sel yang mempunyai rangkaian paling sederhana ini pertama kali dibentuk pada tahun 1800.
Sel ini disusun oleh sebuah lempeng seng sebagai elektroda negatif dan sebuah lempeng tembaga sebagai elektroda konkret yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat (H2SO4). Karena rangkaiannya yang sangat sederhana, beda potensial yang dihasilkan pun relatif kecil, yaitu sekitar 1 volt.
Ketika kedua lempeng yang telah dicelupkan dihubungkan dengan kawat, reaksi kimia kemudian terjadi di dalamnya. Unsur seng dalam lempeng seng melarut dalam asam sehingga ion-ion positifnya akan berpindah ke dalam larutan.
Akibatnya, lempeng seng akan bermuatan negatif dan bergerak melalui kawat menuju lempengan tembaga. Pada lempengan tembaga, elektron ditangkap oleh ion-ion konkret hidrogen yang terdapat dalam larutan asam sehingga ion hidrogen berkembang menjadi gas hidrogen.
Setelah elemen bekerja, seng pada lempengan seng akan berkurang dan gelembung-gelembung gas hidrogen akan mengumpul pada lempeng tembaga.
Gelembung-gelembung yang melekat pada lempeng tembaga akan menghalangi kontak lempeng tembaga ini dengan larutan asam sehingga akan memberhentikan reaksi kimia yang terjadi.
Peristiwa mengumpulnya gelembung-gelembung gas hidrogen di sekitar tembaga disebut polarisasi. Akibatnya, sel volta hanya sanggup berfungsi dalam waktu yang relatif singkat dan kurang efisien untuk dipakai dalam kehidupan sehari-hari.
Baterai yaitu istilah sehari-hari yang dipakai untuk menyebutkan sel kering. Sumber arus listrik ini disebut sel kering lantaran sama sekali tidak mengandung cairan.
Sel kering (dry cell) atau watu baterai terdiri atas dua elektroda sebagai kutub konkret dan kutub negatif. Elektroda konkret (anoda) yaitu sebatang karbon yang dikelilingi gabungan mangan dioksida dan serbuk karbon yang berfungsi untuk melindungi karbon dari kemungkinan terjadinya polarisasi, disebut juga sebagai depolarisator.
Elektroda konkret diselubungi oleh seng sebagai elektroda negatif. Di antara depolarisator dan seng terdapat pasta amonium klorida yang dicampur dengan serbuk kayu atau getah yang berfungsi sebagai elektrolit. Beda potensial antara kutub-kutub sel kering yaitu 1,5 V atau kelipatannya.
3) Elemen Weston
Sel Weston disusun oleh air raksa (Hg) sebagai elektrodapositif dan larutan (Amalgama cadnium -1% cadnium, 89% Hg) sebagai elektroda negatif, dan larutan elektrolit berupa larutan jenuh kadnium sulfat.
Sebagai depolarisator, sel Weston memakai gabungan merkuri sulfat (HgSO4) dan kadnium sulfat (CdSO4). Beda potensial yang dihasilkan sel Weston yaitu konstan lantaran tidak dipengaruhi oleh suhu dan tidak mengalami polarisasi. Akibatnya, sel Weston banyak dipakai untuk mengukur beda potensial.
b. Sel Sekunder
Sel sekunder yaitu sumber arus listrik yang sanggup diisi ulang ketika muatannya telah habis. Hal ini disebabkan oleh sel elektrokimia yang menjadi penyusunnya tidak memerlukan penggantian materi pereaksi meskipun telah mengeluarkan sejumlah energi melalui rangkaian-rangkaian luarnya.
Agar sanggup bekerja dengan baik, maka pada pertama kali sel harus dimuati terlebih dahulu dengan cara melewatkan arus listrik dari sumber lain menuju sel. Dalam kehidupan sehari-hari, sel sekunder yang sering dipakai yaitu akumulator (aki).
 |
| Gambar: Akumulator |
Accumulator (Aki)
Aki terdiri atas pasangan-pasangan keping timbal dioksida yang bertindak sebagai elektroda konkret dan timbal sebagai elektroda negatif. Setiap pasangan memperlihatkan beda potensial 2 volt. Aki dirangkai seri sehingga sanggup menghasilkan beda potensial yang lebih besar.
Dalam sel ini, kepingan-kepingan timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat sekitar 30%.
Pada ketika aki digunakan, konsentrasi larutan elektrolit berkurang dan menjadikan tidak adanya beda potensial pada kedua elektroda. Aki membutuhkan pengisian ulang bila arus listrik tidak lagi mengalir.
Untuk mengisinya, pastikan berada dalam keadaan kosong. Arus listrik dialirkan berlawanan arah dengan arah arus listrik yang dihasilkan aki. Kapasitas aki diukur dalam satuan ampere-jam (ampere-hour disingkat Ah).
Kapasitas aki 40 Ah, berarti aki sanggup bekerja selama 40 jam pada arus 1 Ampere atau selama 20 jam pada arus 2 A, dan seterusnya, sebelum aki diisi ulang. Alat yang dipakai untuk mengusut muatan aki dinamakan hidrometer.
