Listrik Dinamis

Listrik dinamis merupakan aliran muatan listrik melalui titik konduksi. Listrik dinamis sering disebut sebagai arus listrik. Ketika Anda menghubungkan kabel ke terminal baterai, muatan dapat mengalir dan jalur lengkap yang disebut sirkuit akan terbentuk. Aliran muatan ini disebut arus. Simbol untuk arus adalah huruf I dan satuan pengukurannya disebut ampere.

Semakin tinggi arus yang mengalir melalui kabel, semakin banyak muatan yang mengalir. Arus adalah salah satu elemen paling penting dan mendasar dalam teknologi listrik dan elektronik. Arus listrik merupakan aliran partikel bermuatan. Muatan terus bergerak ketika listrik dinamis ada. Mereka bergerak ke arah yang berbeda dan selalu membentuk arus.

Pengertian Listrik Dinamis

Listrik dinamis merupakan salah satu konsep paling dasar yang ada dalam ilmu listrik dan elektronik, arus listrik adalah inti dari ilmu kelistrikan. Apakah itu pemanas listrik, sistem jaringan listrik besar, telepon seluler, komputer, simpul sensor jarak jauh atau apa pun, konsep arus listrik merupakan pusat dari operasinya.

Namun arus seperti itu biasanya tidak dapat dilihat meskipun efeknya dapat dilihat, didengar dan dirasakan sepanjang waktu. Dan sebagai hasilnya kadang-kadang sulit untuk mendapatkan pandangan tentang apa itu sebenarnya.

Listrik dinamis adalah aliran partikel (elektron) yang mengalir melalui kabel dan komponen. Ini adalah tingkat aliran muatan. Ini bisa berbentuk pelepasan listrik statis mendadak, seperti baut petir atau percikan antara jari Anda dan pelat sakelar lampu tanah.

Namun, yang lebih umum, ketika berbicara tentang arus listrik, yang dimaksudkan adalah bentuk listrik yang lebih terkontrol dari generator, baterai, sel surya atau sel bahan bakar. Jika muatan listrik mengalir melalui konduktor, maka dipastikan memang ada arus listrik di konduktor. Sementara di sirkuit yang menggunakan kabel logam, elektron membentuk aliran muatan.

Sebagian besar muatan listrik dibawa oleh elektron dan proton dalam sebuah atom. Elektron memiliki muatan negatif, sedangkan proton memiliki muatan positif. Namun, proton sebagian besar tidak bergerak di dalam inti atom, sehingga tugas membawa muatan dari satu tempat ke tempat lain ditangani oleh elektron.

Elektron dalam bahan konduksi seperti logam sebagian besar bebas bergerak dari satu atom ke atom lainnya di sepanjang pita konduksi mereka, yang merupakan orbit elektron tertinggi. Menurut Serif Uran, seorang profesor fisika di Pittsburg State University, sebuah tegangan menghasilkan ketidakseimbangan muatan yang dapat menyebabkan elektron bergerak melalui konduktor sebagai arus listrik.

Memang benar tidak ada kaitannya antara arus listrik dengan aliran air dalam pipa, hehehe. Namun meskipun agak tidak pasti untuk membandingkan arus listrik dengan aliran air dalam pipa, ada beberapa kesamaan yang mungkin membuatnya agak lebih mudah dimengerti. Menurut Michael Dubson, seorang profesor fisika di University of Colorado Bolder,

Anda dapat menganggap aliran elektron dalam kawat sebagai aliran air dalam pipa. Yang perlu diperhatikan adalah, dalam hal ini pipa selalu penuh air. Jika Anda membuka katup di satu ujung untuk membiarkan air masuk ke dalam pipa, Anda tidak harus menunggu air itu sampai ke ujung pipa.

Anda mengeluarkan air dari ujung yang lain hampir secara instan karena air yang masuk mendorong air yang sudah ada di dalam pipa ke ujung. Inilah yang terjadi dalam kasus arus listrik di kawat. Elektron konduksi sudah ada dalam kawat. Jadi Anda hanya perlu mulai mendorong elektron di satu ujung, dan mereka segera mengalir ke ujung lainnya.

Besarnya arus listrik diukur dalam coulomb per detik, satuan umum untuk ini adalah Ampere atau amp yang ditunjuk oleh huruf ‘A’. Ampere atau amp banyak digunakan dalam teknologi listrik dan elektronik bersama dengan pengganda seperti milliamp (0,001A), microamp (0,000001A), dan sebagainya.

Aliran arus dalam suatu rangkaian biasanya ditentukan oleh huruf ‘I’, dan surat ini digunakan dalam persamaan seperti hukum Ohms di mana V = I⋅R. Konsep dasar arus listrik adalah bahwa ia adalah pergerakan elektron dalam suatu zat.

Elektron adalah partikel kecil yang ada sebagai bagian dari struktur molekul material. Kadang-kadang elektron ini dipegang erat di dalam molekul dan di waktu lain mereka dipegang secara longgar dan mereka dapat bergerak di sekitar struktur secara relatif bebas.

Satu hal yang sangat penting untuk dicatat tentang elektron adalah bahwa mereka adalah partikel bermuatan, mereka membawa muatan negatif. Jika mereka bergerak maka sejumlah muatan turut bergerak dan ini disebut arus. Perlu juga dicatat bahwa jumlah elektron dapat bergerak mengatur kemampuan zat tertentu untuk menghantarkan listrik.

Beberapa bahan memungkinkan arus bergerak lebih baik daripada yang lain. Gerakan elektron bebas biasanya sangat serampangan dan acak. Hal ini karena banyak elektron bergerak dalam satu arah dan sebagai akibatnya tidak ada pergerakan muatan keseluruhan. Muatan dapat berupa elektron bermuatan negatif atau pembawa muatan positif termasuk proton, ion positif atau lubang.

Rumus Listrik Dinamis

Arah konvensional dari listrik dinamis diambil sebagai lawan dari arah aliran elektron. Jika muatan Q mengalir melalui penampang konduktor dalam waktu t, arus I maka I = Q / t. Unit muatan S.I adalah coulomb dan pengukuran arus listrik terjadi dalam satuan coulomb per detik yang merupakan ‘ampere’. Arus mengalir dari sisi negatif ke sisi positif.

Sementara itu, ketika sejumlah kecil muatan listrik ditempatkan di medan listrik karena muatan lain, ia mengalami gaya. Jadi pekerjaan harus dilakukan dengan muatan positif. Dalam elektrolit dan gas terionisasi, baik ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif bergerak dan ini merupakan listrik dinamis.

Jika n elektron melewati penampang konduktor dalam waktu t, maka muatan total yang melewati konduktor adalah, Q = n × e.

Contoh Soal

Diketahui arus 0,75 A ditarik oleh filamen bohlam listrik selama 10 menit. Soal:

1. Apa yang merupakan arus dalam kawat logam?
a. Elektron
b. Proton
c. Atom
d. Molekul
Jawaban:
a. Elektron. (Arus listrik adalah aliran muatan listrik. Muatan listrik terutama merupakan elektron).

2. Temukan jumlah muatan listrik yang mengalir melalui rangkaian!
Jawab:
Diketahui, I = 0,75 A, t = 10 menit = 600 s
Rumus, Q = I × t = 0,75 × 600
Oleh karena itu, Q = 450C

Kecepatan transmisi listrik dinamis sangat berbeda dengan kecepatan gerakan elektron yang sebenarnya. Elektron itu sendiri memantul di dalam konduktor, dan mungkin hanya membuat kemajuan di sepanjang konduktor pada kecepatan beberapa milimeter per detik.

Ini berarti bahwa dalam kasus arus bolak-balik, di mana arus berubah arah 50 atau 60 kali per detik, sebagian besar elektron tidak pernah berhasil keluar dari kawat. Arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dapat digunakan dalam berbagai cara mulai dari menghasilkan panas hingga menyebabkan sirkuit untuk beralih, atau informasi untuk disimpan dalam sirkuit terpadu.