Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9)

Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9) ✓ Muatan listrik terdiri dari muatan listrik positif dan muatan listrik negatif. Muatan listrik yang tidak sejenis akan bersifat tarik-menarik, sedangkan untuk muatan listrik yang sejenis akan saling tolak-menolak. Pada bab ini, kita akan belajar bersama  mengenai pengertian arus listrik, tegangan listrik, komponen listrik, dan beberapa alat ukur listrik.

Daftar Isi

1. Pengertian Arus Listrik

• Arus Listrik Mengalir pada Rangkaian Tertutup
• Kuat Arus Listrik
• Mengukur Kuat Arus Listrik

2. Komponen Listrik

• Sakelar
• Sekering

3. Beda Potensial atau Tegangan Listrik

• Mengukur Tegangan Listrik
• Hukum Ohm dan Rangkaian Hambatan
• Sumber Tegangan Listrik

Listrik Dinamis (Artikel Materi IPA SMP/MTs Kelas 9)

1. Pengertian Arus Listrik

Di bab ini, teman - teman akan belajar mengenai muatan listrik bergerak yang sering disebut sebagai listrik dinamis. Muatan listrik akan mengalami pergerakan apabila ada beda potensial dalam suatu rangkaian tertentu yang disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah muatan listrik bergerak? Apakah yang menjadi penyebab muatan listrik bergerak? Bagaimanakah rangkaian listriknya? Teman-teman telah tahu bahwa suatu zat terdiri dari bagian-bagian kecil yang disebut atom. Untuk masing-masing atom mempunyai inti yang berada di pusatnya. Inti atom dikelilingi oleh elektron seperti halnya pada tata surya kita bahwa planet-planet mengelilingi matahari. Untuk jenis bahan tertentu, elektron-elektron tersebut dapat dengan mudah bergerak. Elektron tersebut mendorong elektron yang lainnya dan berpindah dari satu atom ke atom yang lainnya, oleh karenanya akan terlihat seperti barisan elektron. Tumbukan antarelektron yang terjadi menghasilkan sejumlah energi yang mengalir. Pada saat teman - teman menyalakan lampu, radio, atau setrika listrik pada dasarnya memberi perintah pada barisan elektron supaya mulai bergerak dari sumber tegangan menuju alat listrik yang dipakai. Energi yang menggerakkan elektron disebut sebagai energi listrik. Gerakan dari barisan elektron tersebut yang menyebabkan mengapa lampu menjadi menyala, radio dapat berbunyi, dan setrika listrik menjadi panas. Bergeraknya elektron - elektron dalam kawat atau kabel dinamakan arus listrik. Para ahli sudah membuat suatu kesepakatan bahwa arus listrik akan mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Sehingga, arah arus listrik akan selalu berlawanan dengan arah aliran elektron. Apabila barisan elektron bergerak ke arah kiri, arah arus listrik akan bergerak ke arah kanan. Sebaliknya, apabila barisan elektron bergerak ke arah kanan maka arus listrik akan bergerak ke arah kiri.

a). Arus Listrik Mengalir pada Rangkaian Tertutup

Sesaat sesudah kita menyalakan lampu atau radio, bola lampu atau radio tersebut akan menyala. Hal ini memberi gambaran bahwa barisan elektron yang mengalir melewati bola lampu atau radio tidak berhenti. Sarana yang digunakan untuk mengalirkan elektron-elektron tersebut disebut rangkaian listrik. Bagaimanakah rangkaian listrik bisa menjadikan adanya aliran arus listrik? Pada saat kita menghubungkan sakelar, elektron-elektron pada kawat penghubung mendapatkan energi untuk bergerak dari kutub negatif baterai menuju kutub positif baterai melalui lampu. Hal tersebut menunjukkan bahwa arus listrik mengalir dari kutub positif baterai melewati lampu ke kutub negatif baterai. Sebagai akibatnya, lampu akan menyala. Pada saat sakelar terbuka, gerakan elektron berhenti sebab kawat penghubungnya putus sehingga lampu tidak menyala. Begitu juga pada waktu salah satu ujung kawat penghubung terbuka, hal tersebut menjadikan hubungan yang terputus sehingga barisan elektron tidak bisa bergerak lagi. Rangkaian dengan sumber tegangan serta kawat penghubung yang saling bersatu dengan demikian tidak ada ujung pangkalnya, inilah yang disebut rangkaian tertutup. Syarat mengalirnya arus listrik yaitu:

• adanya sumber tegangan sebagai sumber energi
• rangkaian listriknya merupakan rangkaian tertutup.

b). Kuat Arus Listrik

Pada saat kita memperbesar sumber tegangan listruk, ini berarti bahwa kita telah memberikan energi listrik yang lebih besar lagi pada rangkaian, dengan demikian elektron pun akan bergerak semakin cepat yang mengakibatkan jumlah elektron yang melewati lampu dalam satuan waktu semakin banyak dan nyala lampu akan semakin terang. Pengertian kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap detik. Simbol kuat arus listrik adalah I. Apabila muatan listrik disimbolkan dengan huruf Q dan waktu disimbolkan dengan huruf t, kuat arus dirumuskan seperti yang berikut ini.

 Satuan muatan listrik adalah coulomb (C) dan satuan waktu adalah sekon (s) maka satuan kuat arus listrik adalah coulomb per sekon (C/s) atau dikenal dengan nama ampere (A).

c). Mengukur Kuat Arus Listrik

Alat yang dipakai untuk mengukur besarnya kuat arus listrik pada suatu rangkaian disebut sebagai amperemeter. Oleh sebab yang diukur adalah arus listrik atau aliran elektron pada suatu rangkaian, maka amperemeter dipasang secara seri karena dipakai sebagai jalan aliran elektron. Sebelum melakukan pengukuran dengan menggunakan amperemeter, teman - teman sebaiknya mengenal terlebih dahulu cara kerja amperemeter.

Amperemeter ada yang berdiri sendiri dan ada juga yang tergabung sama alat yang lainnya, seperti avometer. Pada waktu sekarang ini, terdapat avometer analog dan digital. Pada avometer analog, cara pembacaan skala adalah berdasarkan pada jarum yang menunjuk angka pada panel. Sedangkan pada avometer digital, kita cukup melihat angka saja yang tertera di panel. Avometer analog ataupun digital mempunyai ketelitian tertentu. Semakin besar ketelitiannya, semakin tepat pengukuran yang bisa dilakukan avometer tersebut. Rumus menghitung besarnya arus listrik adalah sebagai berikut:

2. Komponen Listrik

a). Sakelar

Secara umum bahwa alat-alat listrik ataupun elektronika telah dilengkapi dengan sebuah atau beberapa buah sakelar. Pengertian sakelar adalah alat yang bisa membuat arus listrik menjadi mengalir atau terputus. Ada beberapa jenis sakelar yang semuanya mempunyai fungsi yang sama, yaitu untuk mengalirkan ataupun untuk memutuskan arus listrik. Pada prinsipnya, sakelar terdiri dari dua keping penghantar yang bisa diputus atau disambungkan sesuai dengan kebutuhan. Bagian-bagian sakelar adalah sebagai berikut:

Tombol sakelar dipakai untuk memutus sambungan plat logam. Apabila tongkat sakelar ditekan maka kedua logam akan bersentuhan. Hal tersebut yang menyebabkan sakelar dalam posisi hidup (on) dan arus listrik akan mengalir. Pada saat sakelar dalam posisi mati (off ), muatan listrik tidak bisa  menyeberang lewat sakelar tersebut. Arus listrik akan terhenti mengalir dan benda-benda listrik akan berhenti bekerja pula.

b). Sekering

Pengertian sekering adalah alat listrik yang dipakai untuk memutuskan arus listrik dengan otomatis. Ada berbagai macam bentuk dan ukuran sekering yang dipasarkan. Alat elektronik yang dijual di pasar umumnya telah dilengkapi dengan sekering yang disebut fuse. Secara umum pemasangan sekering dimanfaatkan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada komponen-komponen elektronik akibat arus listrik yang tiba-tiba membesar pada saat pemakaian. Sekering dibuat dalam upaya untuk mencegah masuknya arus yang terlalu besar pada rangkaian listrik karena adanya hubungan singkat. Hubungan singkat terjadi karena adanya sentuhan secara langsung antara kutub positif dan kutub negatif rangkaian sehingga timbul arus listrik yang terlalu besar. Kondisi tersebut disebut korsleting atau korslet. Dari keadaan listik yang korslet akan menyebabkan arus listrik menjadi membesar dan kawat menjadi panas. Sebagai akibatnya, bagian kabel akan menjadi terbakar. Salah satu penyebab awal terjadinya kebakaran yaitu adany apercikan api pada kabel listrik yang terbakar karena korslet. Oleh sebab itu, pakailah sekering supaya dapat terjadinya kebakaran akibat korslet dapat dicegah. Kawat sekering merupakan kawat yang terbuat dari kawat kecil, pendek, dan mudah meleleh. Secara umum, kawat sekering terbuat dari bahan timah atau perak. Dengan begitu, apabila arus listrik membesar maka kawat akan cepat meleleh dan putus. Rangkaian kawat pada sekering terputus dan kabel lain yang berada di dalam rangkaian tidak sempat panas. Kawat sekering ini dimasukkan ke dalam tabung porselen berpasir yang dapat memadamkan api. Tujuannya yaitu supaya sekering tidak menyala pada waktu kawat sekering terbakar dan meleleh.