Fisika 2 - OoCities

Fisika 2
Arus dan Hantaran Listrik
Arus dan Hantaran Listrik
Bila ada beda potensial antara dua buah benda (plat
bermuatan) kemudian kedua benda dihubungkan dengan
suatu bahan penghantar, maka akan terjadi aliran muatan
dari plat dengan potensial yang tinggi ke plat dengan
potensial rendah.
Aliran muatan dalam suatu penghantar inilah yang
dinamakan sebagai arus listrik.
Arus dan Hantaran Listrik
Arus listrik adalah perbandingan jumlah muatan(Q) yang
mengalir pada suatu titik dalam penghantar dengan waktu
(t) yang ditempuhnya.
I = Q/t
I = arus listrik (Ampere)
Q = muatan yang dipindahkan
(Coulomb)
t = waktu (detik)
1 A = 1 Coulomb/detik
Arus dan Hantaran Listrik
Jika terjadi perubahan aliran muatan (aliran muatan tidak
konstan, berubah-ubah), maka arus listrik yang mengalir
adalah :
I = dQ/dt
I = arus listrik (Ampere)
dQ = perubahan aliran muatan (Coulomb)
dt = perubahan waktu (detik)
.
Arus dan Hantaran Listrik
Contoh 1.
Tentukan arus yang mengalir pada :
(a) sepotong kawat sepanjang 2mm yang
melewatkan muatan 20 Coulomb dalam
40 detik !
(b) sepotong kawat sepanjang 1mm yang
melewatkan muatan 2 Coulomb dalam
0,5 detik !
Arus dan Hantaran Listrik
Contoh 1.
(a) I = Q/t
= 20/40
= 0,5 A
(b) I = Q/t
= 2/0,5
=4A
Arus dan Hantaran Listrik
Arah Arus Listrik.
Muatan yang mengalir pada suatu penghantar dapat
berupa muatan positif atau muatan negatif, bahkan
keduanya.
Arah aliran muatan positif berlawanan dengan arah aliran
muatan negatif, juga sebaliknya, sehingga diperlukan
acuan mengenai arah arus listrik.
Para ilmuwan menetapkan arah arus listrik sebagai arah
pergerakan muatan positif.
Arus dan Hantaran Listrik
Kerapatan Arus Listrik.
Kerapatan arus listrik adalah kerapatan aliran muatan pada
suatu penghantar.
Kerapatan arus listrik dapat juga dikatakan sebagai arus
listrik per luas penampang penghantar.
Kerapatan arus listrik dapat dinyatakan dari hubungan
antara kuat medan listrik (E) dengan konduktivitas
penghantar() :
J = E
J = Kerapatan arus listrik (A/m2)
 = Konduktivitas bahan (S/m)
E = Kuat medan Listrik (N/C)
Arus dan Hantaran Listrik
Arus Listrik dalam Permukaan Tertutup.
Arus yang mengalir dalam suatu permukaan tertutup
dengan kerapatan arus J dapat ditentukan dengan
perhitungan integral tertutup :
I   J  dA
S
I = arus listrik dalam permukaan tertutup (A)
J = kerapatan arus (A/m2)
dA = komponen diferensial permukaan.
Arus dan Hantaran Listrik
Tahanan Listrik.
Tahanan listrik adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan
aliran arus listrik di dalam bahan tersebut.
Lawan dari tahanan listrik adalah konduktivitas, yaitu kemampuan
suatu bahan untuk mengalirkan arus listrik didalam bahan tersebut.
Tahanan listrik dipengaruhi oleh dimensi dan resistivitas bahan,
dengan hubungan :
R
L
L
A
R = tahanan ()
 = resistivitas bahan (.m)
L = panjang bahan (m)
A = luas penampang (m2)
A

Arus dan Hantaran Listrik
Resistivitas Bahan.
Resistivitas bahan dipengaruhi oleh struktur atom atau struktur
molekul suatu bahan, dimana elektron-elektron pada suatu bahan ada
yang lebih mudah berpindah dari satu molekul ke molekul yang lain
dan ada elektron-elektron pada bahan lain yang susah berpindah.
.
Arus dan Hantaran Listrik
Hukum Ohm.
Hukum Ohm memformulasikan hubungan antara
tegangan dan tahanan listrik pada suatu penghantar.
arus
listrik,
Arus listrik (I) pada suatu rangkaian berbanding lurus dengan
tegangannya (V) dan berbanding terbalik dengan tahanannya (R).
V
I
R
I = arus listrik (A)
V = tegangan (V)
R = tahanan ()
Arus dan Hantaran Listrik
Cara Mengukur Tegangan dan Arus Listrik.
Arus dan Hantaran Listrik
Contoh 2.
Jika pada rangkaian pengukur arus dan tegangan
didapat data V=2,5V dan I=17mA. Kemudian
A=3,15.10-4 m2 dan L=15cm. Tentukan resistivitas
bahan tersebut!
Arus dan Hantaran Listrik
Contoh 2.
R=V/I
= ….
R=