Pengertian Listrik

Bismillahirrahmanirrahiim...
Sebelum membahas tentang listrik, alangkah baiknya kita cari tahu terlebih dahulu apa itu energi, karena listrik merupakan salah satu jenis energi.

Menurut Wikipedia, energi adalah properti fisika dari suatu objek, dapat berpindah melalui interaksi fundamental yang dapat diubah bentuknya namun tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Joule adalah satuan SI untuk energi, diambil dari jumlah yang diberikan pada suatu objek (melalui kerja mekanik) dengan memindahkannya sejauh 1 meter dengan gaya 1 newton.

Ada berbagai macam bentuk-bentuk energi, namun semua tipe energi ini harus memenuhi berbagai kondisi seperti dapat diubah ke bentuk energi lainnya, mematuhi hukum konservasi energi, dan menyebabkan perubahan pada benda bermassa yang dikenai energi tersebut. 

Bentuk energi yang umum diantaranya energi kinetik dari benda bergerak, energi radiasi dari cahaya dan radiasi elektromagnetik, energi potensial yang tersimpan dalam sebuah benda karena posisinya seperti medan gravitasi, medan listrik atau medan magnet, dan energi panas yang terdiri dari energi potensial dan kinetik mikroskopik dari gerakan-gerakan partikel tak beraturan. 

Beberapa bentuk spesifik dari energi potensial adalah energi elastis yang disebabkan dari pemanjangan atau deformasi benda padat dan energi kimia seperti pelepasan panas ketika bahan bakar terbakar. Setiap benda yang memiliki massa ketika diam, memiliki massa diam atau sama dengan energi diam, meski tidak dijelaskan dalam fenomena sehari-hari di fisika klasik.

Kembali ke topik pembahasan kita, setelah mengetahui apa itu energi mari kita cari tahu tentang apa itu energi listrik?

Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik/energi yang tersimpan dalam arus listrik dengan satuan amper (A) dan tegangan listrik dengan satuan volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan Watt (W) untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain.

1. Arus listrik

Arus listrik yaitu suatu proses mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi, yang jumlah elektronnya tidak sama. Satuan arus listrik adalah Ampere [A]. 1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628x10^16 atau sama dengan 1 Coulumb [C] per detik meliwati suatu penampang konduktor.

2. Kuat Arus Listrik
Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Difinisi : Amper adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

 

1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 elektron
Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = Waktu dalam satuan detik.

Contoh soal mengenai Kuat arus listrik :

Sebuah batere memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?.
Jawab : 

Diketahui : I = 0,5 A, t = 2 menit.

Ditanyakan : Q (muatan listrik).
Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik
Q = I x t
= 0,5 x 120 = 60 coulomb.

3. Rapat Arus
Rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat.

 

Dimana :

S = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
q = luas penampang kawat [ mm²]

4. Tahanan dan Daya Hantar
Tahanan difinisikan sbb :
1 (satu Ohm / Ω) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0º C.
Daya hantar didifinisikan sbb :
Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus.

 

Dimana :
R = Tahanan kawat listrik [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus [Y/mho]
Tahanan pengahantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya.
Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan penampang q serta tahanan jenis r (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah :

 

Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
 = panjang kawat [meter/m]
 = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]
Faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistansi, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :

• Panjang tahanan
• Luas penampang konduktor.
• Jenis konduktor
• Temperatur.

5. Potensial
Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut diatas kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut potential difference atau orang awam biasa menyebutnya tegangan. Satuan dari potential difference adalah Volt.


Sumber :

1. Teori Dasar Listrik. PT. PLN (Persero) PENYALURAN DAN PUSAT PENGATUR BEBAN JAWA-BALI. No. Dokumen P3B JB /OPERATOR GI/001.1
2. https://id.wikipedia.org/wiki/Energi
3. https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_listrik