HANTARAN LISTRIK

HANTARAN LISTRIK

Sering kita mendengar bahwa listrik dapat mengalir pada kabel. Apa yang mengalir dan bahan apa yang dapat mengalirkan listrik?

Pernyataan bahwa listrik mengalir sebenarnya berkaitan dengan muatan yang berpindah, sebab perpindahan elektron pada bahan akan menghasilkan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan elektron tersebut. Bahan-bahan apakah yang dapat menghantarkan listrik dengan baik dan yang tidak dapat menghantarkan listrik?

Sering kita melihat orang menggunakan kabel untuk menghantarkan listrik dari suatu ujung kabel ke ujung lainnya.

Mengapa menggunakan kabel? Kabel biasanya terdiri atas bahan tembaga atau perak di bagian dalamnya dan dilapisi bahan plastik atau karet di bagian luarnya. Mengapa demikian?

Hal ini berkaitan dengan kemampuan bahan untuk menghantarkan listrik. Setiap bahan memiliki daya hantar listrik yang berbeda-beda. Tembaga dan perak merupakan bahan yang paling baik untuk menghantarkan listrik, sedangkan plastik dan karet merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik.

Apakah kamu sudah memahami mengapa logam perak atau tembaga pada kabel dilapisi plastik atau karet? Jika masih belum mengerti, pelajari materi berikut dengan teliti dan penuh semangat!

a. Konduktor Listrik

Mengapa kabel digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari sumber listrik ke peralatan elektronik? Agar arus listrik dapat disalurkan dengan baik, maka dibutuhkan bahan yang mampu menghantarkan arus listrik dengan baik pula. Pada bahan ini, elektron dapat mengalir dengan mudah. Bahan-bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik disebut dengan konduktor listrik.

Contoh dari konduktor listrik adalah tembaga, perak, dan emas. Meskipun perak dan emas merupakan konduktor yang sangat baik, tetapi karena harganya yang sangat mahal, kabel rumah tangga biasanya menggunakan bahan dari tembaga.

b. Isolator Listrik

Mengapa kabel listrik perlu dilapisi dengan plastik atau karet?

Pemberian plastik atau karet sebagai pelapis kabel bertujuan agar kabel lebih aman digunakan. Sifat plastik dan karet tidak dapat menghantarkan arus listrik sehingga kedua bahan tersebut masuk ke dalam kelompok bahan isolator. Bahan isolator ini adalah bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena di dalam bahan ini elektron sulit mengalir.

c. Semikonduktor Listrik

Bahan semikonduktor listrik adalah bahan-bahan yang jika berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor. Contoh bahan semikonduktor listrik adalah karbon, silikon, dan germanium. Pada bidang elektronika, bahan semikonduktor digunakan untuk membuat transistor yang  kemudian dirangkai menjadi integrated  circuit  (IC) seperti pada Gambar 5.5.

 

Petir dapat menimbulkan korban karena membawa energi yang sangat besar. Petir cenderung akan menyambar benda-benda yang tinggi seperti pohon, tiang bendera, dan bangunan-bangunan yang tinggi. Oleh sebab itu, pada konstruksi bangunan-bangunan tersebut selalu diberi penangkal petir yang dipasang di atap. Untuk menghindari terkena petir, sebaiknya kamu tidak bermain-main di luar saat hujan yang disertai petir.

Tahukah kamu bagaimana sistem kerja penangkal petir?

Penangkal petir dibuat runcing dari bahan konduktor (logam) dipasang di atas sebuah bangunan atau ge dung yang dihubungkan dengan kabel sampai ke tanah, kemudian kabel tersebut di tanam di dalam tanah dengan tujuan agar arus petir yang sangat besar dapat segera dinetralkan ke dalam tanah (grounding). 

Tidak hanya benda padat seperti tembaga dan perak, zat cair pun ada yang dapat menghantarkan arus listrik dan ada juga yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, contohnya larutan garam dan larutan gula. Larutan garam merupakan salah satu jenis elektrolit karena dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan gula disebut sebagai nonelektrolit karena tidak dapat menghantarkan arus listrik.

Pada percobaan kegiatan menyalakan bola lampu dengan membuat larutan garam dan larutan gula, Kamu dapat menggunakan alat dan bahan sederhana seperti kabel yang dilengkapi penjepit buaya dan amperemeter untuk mendeteksi ada tidaknya arus listrik yang mengalir.

Bandingkan hasilnya antara lampu yang menggunakan larutan garam dan larutan gula.

Setiap  bahan memiliki kemampuan yang berbeda dalam menghantarkan listrik. Kemampuan tersebut tergantung  pada nilai hambatan jenis suatu benda atau bahan. Semakin kecil hambatan jenis suatu bahan, semakin baik kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan listrik. Tabel 5.2 menyajikan beberapa nilai  hambatan jenis bahan.

 

Besar hambatan setiap jenis kawat yang panjangnya satu satuan panjang per satu satuan luas penampang disebut hambatan jenis (ρ).    

Besar hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis kawat (lihat Tabel 5.2), sehingga dapat dituliskan:

R= ρ.L

        A

dengan:

R = hambatan kawat (Ω)

ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)

L  = panjang kawat (m)

A = luas penampang kawat (m²)

 

Contoh Soal:

Sebuah kawat Aluminium yang memiliki panjang 20 cm dan luas penampang 2.10^-4 m². Jika diketahui hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. tentukan besarnya hambatan listrik yang dimiliki oleh kawat tersebut?

Pembahasan:
Diketahui:
L = 20 cm = 0,2 m
A = 2.10^-4 m²
ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm
Ditanya : R = ...?

Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar

Jadi, besarnya hambatan listrik adalah 2,82 . 10^-5 Ohm

Penjelasan lebih lengkap dapat dilihat di video berikut

 

PERTANYAAN

1. Coba jelaskan alasan penggunaan bahan konduktor untuk membuat penangkal petir!
2. Berdasarkan Tabel 5.2, coba pikirkan bahan apakah yang paling baik digunakan sebagai konduktor listrik? Mengapa?
3. Sebuah kawat Aluminium yang memiliki panjang 60 cm dan luas penampang 3.10^-4 m². Jika diketahui hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. tentukan besarnya hambatan listrik yang dimiliki oleh kawat tersebut?

Arikel yang terkait

Rangkaian Listrik

Arus Listrik pada Listrik Dinamis

Karakteristik Rangkaian Listrik

Rangkaian GGL dan Hukum Ohm pada Rangkaian Tertutup

SOAL ARUS LISTRIK

SOAL ARUS LISTRIK

1. Muatan listrik sebesar 0,001 C mengalir pada suatu kawat selama 2 sekon. Berapakah besar muatannya?

2. Arus listrik sebesar 0,005 A mengalir pada suatu kawat penghantar selama 0,2 sekon. Berapakah besar muatannya?

3. Muatan listrik sebesar 8 C , mengalir pada suatu kawat dengan arus listrik sebesar 10 mA . Berapakah waktu yang diperlukan?

Artikel yang terkait :

Arus Listrik pada Listrik Dinamis

Rangkaian GGL dan Hukum Ohm

Penggunaan Energi Listrik

ARUS LISTRIK PADA LISTRIK DINAMIS KELAS 9 SEMESTER 1

 

LISTRIK DINAMIS SUB BAB ARUS LISTRIK

Pada bab sebelumnya kamu telah mempelajari konsep lompatan elektron pada benda (listrik statis). Pada bab ini kamu akan belajar tentang aliran elektron pada suatu konduktor yang disebut sebagai listrik dinamis dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.Listrik dinamis memiliki manfaat yang sangat besar dalam kehidupan kita.

Malam tidak terasa gelap dan mencekam lagi karena penemuan lampu listrik oleh Thomas Alfa Edison. Teknologi kelistrikan dapat berkembang pesat berkat temuan Oersted dan Faraday. Oleh karena itu, wajib bagi kita untuk bersyukur dan bijaksana dalam memanfaatkan teknologi kelistrikan yang kita nikmati sekarang. Bagaimana caranya?

Salah satunya dengan memahami listrik dan mengupayakan berbagai penghematan energi listrik. Hal ini perlu kita lakukan agar terhindar dari bahaya penggunaan listrik. Jika kita perhatikan lampu atau peralatan elektronik lain yang menggunakan listrik, semua alat tersebut membutuhkan kabel sebagai penghubung aliran arus listrik. Dari manakah aliran arus listrik tersebut berasal? Apakah makhluk hidup dapat menghasilkan arus listrik sehingga dapat digunakan untuk menyalakan lampu?

Secara umum, aliran arus listrik bersumber dari pembangkit listrik. Pernahkah kamu berpikir bagaimana mem buat atau menemukan  sumber arus listrik?

Ternyata, selain dihasilkan oleh pembangkit listrik  seperti generator, arus listrik juga dapat dihasilkan oleh baterai, aki (accu), dan buah-buahan terutama buah-buahan yang mengandung asam, misalnya jeruk.

Mengapa jeruk dapat menjadi sumber arus listrik? Bagaimana dengan buah-buahan atau tumbuhan lainnya? Kegiatan yang kamu lakukan pada Aktivitas 5.1 dan 5.2 merupakan kegiatan membuat rangkaian sederhana.

Buah dapat berperan sebagai sumber tegangan karena adanya penggunaan lempeng seng dan lempeng besi yang berfungsi untuk menimbulkan beda potensial dalam buah. Lempeng seng berfungsi sebagai kutub negatif dan lempeng besi berfungsi sebagai kutub positif. Adanya beda potensial dalam buah inilah yang mendorong elektron untuk bergerak sehingga memicu aliran listrik dalam rangkaian.

Jika kamu perhatikan sambungan dari baterai, lampu dan kabel, atau sambungan dari semangka atau jeruk, lampu, dan kabel, ternyata sambungan tersebut terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. Dengan demikian, sebuah rangkaian listrik yang tertutup akan menghasilkan nyala lampu.

Bagaimana jika rangkaiannya tidak terhubung satu sama lain? Disebut apakah rangkaian tersebut?

Ketika kamu menghubungkan lampu dan sumber listrik dengan menggunakan kabel, artinya kamu telah membuat sebuah rangkaian listrik. Pada rangkaian listrik tertutup (sakelar tertutup atau posisi on), arus listrik akan mengalir dan lampu menyala.

Bagaimanakah arah arus listrik tersebut? Berapakah besar arus listrik yang mengalir?

Agar memahami arah aliran arus listrik dan mengetahui besar arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian, baca penjelasan berikut dengan saksama!

Arus listrik mengalir karena pada ujung-ujung rangkaian ada beda potensial listrik yang diberikan oleh baterai sebagai sumber tegangan seperti yang telah dijelaskan pada percobaan baterai buah.

Ujung kawat penghantar yang memiliki banyak elektron (terhubung dengan kutub negatif baterai) dapat dikatakan memiliki potensial listrik yang rendah, sedangkan ujung kawat penghantar lainnya yang memiliki sedikit elektron (terhubung dengan kutub positif baterai) dapat dikatakan memiliki potensial listrik yang tinggi. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan arah aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif.

Pada rangkaian listrik tertutup, besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat ditentukan dengan menghitung besar muatan listrik yang mengalir pada rangkaian setiap detiknya. Hal ini karena besar arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan besarnya muatan listrik yang mengalir pada setiap detik, atau secara matematis besar arus listrik ditulis sebagai berikut.

I=q/t

dengan:

I = arus listrik (ampere)

q = muatan listrik (coulomb)

t = waktu (sekon)

 

Contoh Soal

Arus listrik sebesar 5 mA mengalir pada suatu kawat penghantar

selama 0,1 sekon. Berapakah besar muatannya?

Diketahui:

I = 5 mA = 0,005 A

t  = 0,1 sekon

Ditanyakan: besar muatan yang berpindah pada suatu kawat

Penghantar

Jawab:

Besar muatan listrik yang berpindah pada suatu kawat penghantar

I=q/t

q = I × t = 0,005 A × 0,1 s = 5 × 10 C

Jadi, besar muatan yang berpindah pada suatu kawat penghantar

adalah 5 × 10^-4 C.