Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Widget HTML #1

Pengertian Joule, Watt, Newton, Arus Listrik, Tegangan listrik, dan Energi Potensial

Pengertian Joule, Watt, Newton, Arus Listrik, Tegangan listrik, dan Energi Potensial - Ini adalah defenisi dasar ketika kita belajar kelistrikan. 

1. Pengertian Joule (J) 

(J) adalah satuan dasar untuk kerja atau energi yang didefinisikan sebagai 1 Newton-meter (1Nm).  Penggunaan gaya 1 N yang konstan sepanjang jarak 1 meter akan mengeluarkan energi 1 Joule. 

1 Joule adalah sama dengan 0, 73756 kaki Pound Gaya (ft-lbf). 

Satuan Energi lainnya adalah Kalori (Cal), sama dengan 4,1868 Joule, Satuan Termal British (British Thermal Unit, Btu) yang besarnya sama dengan 1055,1 Joule dan KiloWatt-jam (KiloWatt-hour, KWh) sama dengan 3,6 X 106 Joule.

2. Pengertian Watt (W)

Watt (W) Adalah banyaknya kerja yang dilakukan per satuan waktu.  Satuan dasar daya adalah Watt (W) yang didefinisikan sebagai 1 Joule/second. 

1 Watt adalah ekivalen dengan 0,7375 ft-lbf/s. Juga ekivalen dengan 1/745,7 daya kuda (Horse Power = HP).

3. Pengertian Newton (N)

Newton (N) Adalah satuan dasar untuk gaya yang menyatakan gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan sebesar 1 meter per detik (1m / s2) kepada massa 1 kg. 
Gaya 1 Newton adalah ekivalen dengan 0,22481 Pound Gaya (lbf).

4. Pengertian Arus Listrik (A)

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian pada satu waktu. Muatan Listrik adalah muatan yang mengandung elektron atau proton. 

Jika suatu benda memiliki sejumlah elektron yang lebih banyak dari proton, maka benda tersebut dikatakan bermuatan negatif. 

Jika suatu benda memiliki jumlah proton yang lebih banyak dari elektron, maka benda tersebut dikatakan bermuatan positif.

Muatan listrik yang dimaksud di sini adalah elektron. Arus listrik terjadi karena adanya aliran elektron dari kutub negatif ke kutub posisif. 

Pada konsepnya, elektron bergerak dari negatif ke positif, sedangkan arus listrik bergerak dari positif ke negative. 

Pengertian Joule, Watt, Newton, Arus Listrik, Tegangan listrik, dan Energi Potensial
Ilustrasi Arus Listrik


Pada gambar di atas menunjukkan sumber tegangan listrik yang disambungkan ke sebuah penghantar. Pada kutub positif penghantar, muatan negatif akan ditarik oleh muatan positif pada sumber tegangan melewati ruang-ruang kosong (Hole). 

Hole digambarkan dalam bentuk bulat tanpa tanda negatif "-". Sedangkan pada kutub negatif penghantar, muatan akan terisi elektron baru dari sumber tegangan, sehingga elektron pada penghantar juga terdorong untuk bergerak ke arah kutub posisitif.

Menurut aturan bahwa arus listrik mengalir dari positif ke negatif, sedangkan elektron mengalir dari negatif ke positif. Kenapa bisa begitu? 

Karena sejatinya aturan berpatokan bahwa elektron berpindah dari negatif ke positif meninggalkan hole dan mengisi hole baru maka seolah-olah hole tersebut bergerak dari positif ke negatif.

Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. 

Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif. Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:

Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.

Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.

Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). 

1 Ampere arus adalah mengalirnya elektron sebesar 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor. 

1 Coulomb adalah jumlah elektron sebanyak 6.24×1018  elektron. (1 A = 1 C/s).

Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 〖10〗^(-7) Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

Tidak semua bahan bisa menghantarkan elektron dengan baik. Kemampuan penghantar mengalirkan elektron ditentukan oleh susunan atom dari bahan penghantar tersebut. 

Bahan yang mempunyai kemampuan mengalirkan elektron dengan baik disebut dengan konduktor seperi besi, tembaga, air sumur,dll. 

Sedangkan bahan yang sulit untuk mengalirkan elektron disebut dengan isolator, misalnya plastik, kertas, air murni (H2O), dll.

5. Pengertian Tegangan Listrik (V)

Potensial Listrik atau Tegangan Listrik adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik pada suatu beda potensial listrik, dari satu tempat ke tempat lain per jumlah muatannya. 

Beda potensial adalah perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik. Di satu sisi sumber arus listrik terdapat elektron yang bertumpuk sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit.

Hal ini terjadi karena adanya gaya magnet yang memengaruhi materi tersebut. Dengan kata lain, sumber tersebut menjadi bertegangan listrik. Tegangan listrik (disebut juga voltase) identik dengan beda potensial.

1 Volt adalah usaha atau kerja yang diperlukan untuk menggerakan/memindahkan  muatan listrik sebesar 1 C dari satu titik ujung melalui alat tersebut ke titik ujung yang lain. Satuan untuk tegangan adalah volt (V), yang sama dengan 1 Joule / Coulomb.

Pada dasarnya, beda potensial (tegangan) inilah yang menyebabkan aliran elektron dari potensial rendah (negatif) ke potensial tinggi (positif). 

Artinya adanya arus listrik disebabkan karena adanya tegangan listrik pada dua titik (kutub positif dan kutub negatif). 

Pada rangkain listrik, bisa jadi setiap komponen listrik mempunyai beda potensial yang berbeda tergantung hambatan komponen tersebut.

Lalu kita kembali ke pertanyaan mendasar kita kali ini "Apa yang membuat kita kena setrum, Arus atau Tegangan?".

Dari pembahasan di atas, tegangan adalah awal dari terjadinya aliran arus (elektron), jadi mereka berdua tidak bisa dipisahkan satu sama lain. 

Tak akan ada arus yang mengalir tanpa adanya tegangan (beda potensial). Lalu kenapa kita bisa kena setrum? Jawabannya adalah karena ada tegangan listrik dan kita menjadi konduktornya (penghantarnya).

Tubuh kita terdiri dari air dan mineral yang berfungsi sebagai konduktor listrik. Setiap kita menyentuh sumber listrik, kita akan kena setrum.

Hanya saja tidak akan terasa jika voltasenya kecil. Setruman voltase kecil akan terasa jika kita mengetesnya dengan lidah, walaupun hanya 3 Volt. Coba saja, hehe.

Jika permukaan kulit kita kering, kita tidak akan tersetrum listrik sebab tak ada elektron dari listrik yang mengalir ke tubuh kita.

Kesimpulannya, makin tinggi tegangan maka makin tinggi arus yang akan mengalir. Adapun efek yang akan terjadi jika kita kena setrum, tergantung hambatan (Ohm) pada tubuh kita. 

Makin tinggi hambatannya, maka makin kecil arus yang akan mengalir melewati tubuh kita dan kita pun lebih punya potensi untuk selamat. :D

Medan Listrik merupakan daerah atau ruang di sekitar benda yang bermuatan listrik dimana jika sebuah benda bermuatan lainnya diletakkan pada daerah itu masih mengalami gaya elektrostatis (disebut juga gaya coulomb). 

Gaya elektrostatis adalah gaya yang timbul pada dua benda yang memiliki muatan listrik statik. Jika muatannya sama atau sejenis maka akan saling menolak sementara jika muatannya berlawanan jenis maka akan saling menarik. 

Bila sebuah partikel bermuatan bergerak dalam sebuah medan listrik, maka medan itu akan mengerahkan sebuah gaya yang dapat melakukan kerja pada partikel tersebut. 

Kerja tersebut selalu dapat dinyatakan dalam energi potensial listrik yang besarnya bergantung pada kedudukan partikel bermuatan itu dalam medan listrik. Dalam rangkaian, selisih potensial dari satu titik ke  titik lain dinamakan tegangan (voltage).

6. Pengertian Energi potensial listrik

Energi potensial listrik adalah usaha yang dilakukan oleh suatu gaya luar untuk memindahkan partikel bermuatan yang berada di sekitar medan listrik.

Post a Comment for "Pengertian Joule, Watt, Newton, Arus Listrik, Tegangan listrik, dan Energi Potensial"