Arus listrik adalah fenomena fisika yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, ketika kita menyalakan lampu, mengecas ponsel, atau menggunakan komputer, kita sedang memanfaatkan arus listrik.
Namun, apa sebenarnya arus listrik itu? Bagaimana ia terjadi dan bagaimana ia dapat diukur? Artikel ini akan menjelaskan pengertian, jenis, rumus, dan contoh-contoh arus listrik.
Pengertian Tentang Arus Listrik
Secara sederhana, arus listrik adalah aliran muatan listrik yang bergerak mengalir dalam suatu penghantar. Muatan listrik adalah sifat benda yang dapat menimbulkan gaya tarik atau tolak terhadap benda lain yang bermuatan.
Muatan listrik ada dua jenis, yaitu positif dan negatif. Muatan sejenis akan saling tolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik.
Muatan listrik dibawa oleh partikel bermuatan, seperti elektron, proton, ion, atau hole. Elektron adalah partikel bermuatan negatif yang terdapat di kulit atom.
Proton adalah partikel bermuatan positif yang terdapat di inti atom. Ion adalah atom atau molekul yang kehilangan atau mendapatkan elektron sehingga menjadi bermuatan.
Hole adalah kekosongan elektron di kulit atom yang dapat diisi oleh elektron lain sehingga berperilaku seperti muatan positif.
Arus listrik terjadi karena adanya beda potensial atau tegangan pada media penghantar antara dua titik. Beda potensial adalah selisih energi potensial listrik per satuan muatan antara dua titik.
Energi potensial listrik adalah energi yang dimiliki oleh muatan listrik karena posisinya dalam medan listrik. Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan lain.
Beda potensial menyebabkan adanya gaya listrik yang mendorong atau menarik muatan listrik untuk bergerak dari titik potensial tinggi ke titik potensial rendah. Arus listrik mengalir dari titik potensial tinggi ke titik potensial rendah jika pembawa muatannya adalah positif, dan sebaliknya jika pembawa muatannya adalah negatif.
Arus listrik diukur dengan satuan ampere (A), yang merupakan aliran muatan listrik sebesar satu coulomb © per detik (s). Coulomb adalah satuan muatan listrik yang setara dengan 6,24 x 10^18 elektron atau proton. Arus listrik dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut ammeter.
Jenis Arus Listrik
Berdasarkan arah alirannya, arus listrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu arus searah (direct current/DC) dan arus bolak-balik (alternating current/AC).
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah dan mengalir dari satu kutub ke kutub lain secara tetap.
Contoh sumber arus searah adalah baterai, aki, elemen volta, dan sel surya. Arus searah digunakan untuk mengoperasikan perangkat elektronik seperti ponsel, laptop, kamera, dan jam tangan.
Arus bolak-balik adalah arus listrik yang nilainya berubah-ubah secara periodik dan mengalir bolak-balik antara dua kutub.
Contoh sumber arus bolak-balik adalah generator, dinamo, dan stop kontak dari PLN. Arus bolak-balik digunakan untuk mengoperasikan perangkat elektromekanik seperti motor, kipas angin, pompa air, dan kulkas.
Rumus Arus Listrik
Arus listrik dapat dirumuskan dengan menggunakan hukum Ohm, yaitu:
I = V/R
Di mana:
I adalah arus listrik (A)
V adalah beda potensial atau tegangan (V)
R adalah hambatan atau resistansi (Ω)
Hukum Ohm menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatan.
Baca Juga : Cara Menghidupkan Listrik Token Yang Mati
Artinya, semakin besar beda potensial, semakin besar arus listrik, dan sebaliknya. Semakin besar hambatan, semakin kecil arus listrik, dan sebaliknya.
Contoh Arus Listrik
Berikut adalah beberapa contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari:
- Ketika kita menyalakan lampu, kita menggunakan arus bolak-balik dari stop kontak yang memiliki tegangan 220 V dan hambatan 100 Ω. Arus listrik yang mengalir pada lampu adalah:
I = V/R
I = 220/100
I = 2,2 A
Arus listrik ini menyebabkan pemanasan pada filamen lampu yang kemudian memancarkan cahaya.
- Ketika kita mengecas ponsel, kita menggunakan arus searah dari adaptor yang memiliki tegangan 5 V dan hambatan 10 Ω. Arus listrik yang mengalir pada ponsel adalah:
I = V/R
I = 5/10
I = 0,5 A
Arus listrik ini menyebabkan pengisian baterai pada ponsel.
Baca Juga : Kenapa Token Listrik Gagal Padahal Sudah Benar
- Ketika kita menggunakan komputer, kita menggunakan arus bolak-balik dari stop kontak yang memiliki tegangan 220 V dan hambatan 500 Ω. Arus listrik yang mengalir pada komputer adalah:
I = V/R
I = 220/500
I = 0,44 A
Arus listrik ini menyebabkan kerja komponen-komponen elektronik pada komputer.
Dari Mana Saja Sumber Arus Listrik?
Sumber arus listrik adalah benda atau alat yang dapat menghasilkan atau menyimpan muatan listrik yang dapat mengalir dalam suatu penghantar. Sumber arus listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak-balik (AC).
Arus searah adalah sumber arus listrik yang menghasilkan muatan listrik yang mengalir dalam satu arah saja, dari kutub negatif ke kutub positif. Contoh sumber arus searah adalah baterai, aki, elemen volta, dan sel surya.
Bolak-balik adalah sumber arus listrik yang menghasilkan muatan listrik yang mengalir bolak-balik antara dua kutub, dengan nilai dan arah yang berubah-ubah secara periodik. Contoh sumber arus bolak-balik adalah generator, dinamo, stop kontak dari PLN, dan transformator.
Selain itu, ada juga beberapa sumber arus listrik yang berdasarkan pada prinsip fisika tertentu, seperti piezoelektrik, termokopel, dan elektrostatik.
Baca Juga : Token Listrik Termasuk Prabayar atau Pascabayar ??
Piezoelektrik adalah sumber arus listrik yang dapat menghasilkan tegangan akibat adanya tekanan mekanis pada bahan tertentu. Termokopel adalah sumber arus listrik yang dapat menghasilkan tegangan akibat adanya perbedaan suhu pada dua logam yang disambung.
Elektrostatik adalah sumber arus listrik yang dapat menghasilkan tegangan akibat adanya gesekan antara dua benda yang berbeda jenis.
Kelebihan arus AC dan DC
Kelebihan arus AC dan DC adalah sebagai berikut:
- Arus AC memiliki kelebihan dapat diubah-ubah tegangannya melalui transformator, mudah didistribusikan ke jarak jauh tanpa hilang besar daya, dan lebih sesuai digunakan pada sistem tenaga dengan tegangan tinggi.
- Arus DC memiliki kelebihan stabilitas tegangan yang lebih tinggi, dapat disimpan dalam bentuk baterai atau aki, dan lebih cocok diterapkan pada tegangan rendah seperti peralatan elektronik.
Kekurangan arus AC dan DC adalah sebagai berikut:
- Arus AC memiliki kekurangan memerlukan peralatan tambahan untuk mengubah arus AC menjadi DC, dapat menimbulkan gangguan induksi elektromagnetik, dan lebih berbahaya jika tersengat karena dapat menyebabkan fibrilasi jantung.
- Arus DC memiliki kekurangan tidak dapat diteruskan melalui jarak jauh tanpa hilang besar daya, sulit untuk diubah tegangannya, dan memerlukan komutator atau sikat pada generator dan motor.
Baca Juga : Lebih Hemat Listrik Token atau Meteran Pengalaman Sendiri
Kesimpulan
Arus listrik adalah aliran muatan listrik yang bergerak mengalir dalam suatu penghantar karena adanya beda potensial atau tegangan.
Arus listrik ada dua jenis, yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Dapat dirumuskan dengan menggunakan hukum Ohm. Arus listrik memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari.
