Teori dasar Rangkaian Listrik

       

        Halo teman-teman, kali ini saya ingin membahas nih tentang Teori - teori dasar di Rangkaian listrik sederhana. Jadi, disini kita akan belajar tentang Apa itu Arus, Tegangan, Resistansi.

  Temen-temen, pertama kita perkenalkan dulu definisi-definisi dari kuantitas-kuantitas pokok dari Analisis Rangkain. 

Muatan dan Arus

  Muatan itu adalah properti dari Elektron dan Proton, dimana satuan yang dipakai adalah C ( coloumb ) sedangkan untuk pensimbolan, kita menggunakan q. Sebenarnya kita gk perlu tau secara mendalam tentang muatan ini. Siapa bapaknya? Darimana ia berasal? dari apa ia terbuat? ini pertanyaan-pertanyaan yang tidak perlu dipertanyakan, ya setidaknya dalam konteks analisis rangkaian ( Bertanyalah seperlunya dan sesuai konteks ). Yang kita perlu tau itu disini cuma bagaimana si muatan ini bekerja, adapun properti yang penting kita hafal, adalah sebagai berikut :

- Muatan itu punya dua jenis :  muatan positif dari proton dan muatan negatif dari elektron.
- Dua muatan yang sama menolak satu sama lain, dan dua muatan yang berbeda menarik satu sama lain.
- Muatan tidak dapat dihancurkan atau diciptakan artinya dia tuh tak berubah.
- Muatan yang bergerak dapat menghasilkan medan magnet.

 Nah, Arus ini kita definisikan sebagai pergerakan dari muatan listrik per waktu dalam suatu bidang, biasanya arus kita simbolkan sebagai i, menggunakan ini i secara matematis dapat dituliskan : 

Secara konvensional, arah arus dan pergerakan elektron itu berlawanan. misal, jika arus ke kanan maka pergerakan elektron ke kiri.

Catatan : Pergerakan elektron sendiri sebenarnya sangat-sangat lambat, yang cepat mendekati kecepatan cahaya itu bukan pergerakan dari elektron tapi pergerakan dari propagasi gelombang elektromagnetik. 

Medan Listrik 

 Medan Listrik itu simpelnya adalah sebuah area yang memiliki properti sebuah potensial listrik. ini dapat kita analogikan dengan hubungan antara medan gravitasi, massa, dan energi potensial. Untuk memperjelas saja, energi potensial itu adalah kapasitas untuk melakukan sebuah usaha dan usaha akan terjadi bila terjadinya gaya yaitu pada saat objek bergerak dari satu titik ke titik lainnya.

  Ketika sebuah massa memliki energi potensial berarti ia memiliki sebuah kapasitas/potensi untuk melakukan sebuah perpindahan ( yang belum terealisasikan ). 

Pada gambar diatas jika kita asumsikan apel bermasssa 1 kg dan  berada di bumi maka dapat dikatakan bahwa apel yang berada di ketinggian 10 m itu lebih besar energi potensialnya daripada apel yang sudah jatuh. Kenapa? karena apel di ketinggian tersebut masih memiliki kapasitas untuk melakukan sebuah gaya yang disebabkan oleh gravitasi. 

Darimana kita mendapatkan energi potensialnya?  Jawabannya ialah dari medan gravitasi yang dikeluarkan oleh massa bumi. Ketika apelnya bergerak ke atas, massa dari apel menyerap energi dari medan gravitasi dan ketika apelnya jatuh, massa dari apel tersebut mengeluarkan kembali energi yang ia serap tadi ke medan gravitasi.

Sama halnya dengan hubungan massa dan medan gravitasi, 

 Medan listrik adalah sebuah kuantitas yang membuat muatan bergerak. sama seperti massa yang mengeluarkan  medan gravitasi. Medan listrik keluar dari sebuah muatan. Muatan positif mengeluarkan medan listrik yang positif, ini berartu jika ada muatan positif maka muatan tersebut akan menjauhi sumber medan listrik, dan Muatan Negatif akan menghasilkan medan listrik negatif, yang berarti jika ada muatan positif maka muatan tersebut akan tertarik ke sumber muatan.

Aku muatan yang mengeluarkan medan listrik loh 

Tegangan 

  Tegangan adalah usaha yang dibutuhkan suatu benda untuk dipindahkan dari titik potensial A ke titik potensial B tanpa meyebabkan akselerasi. Tegangan dibutuhkan agar arus dimungkinkan untuk bergerak biasanya ini dapat dianalogikan dengan tekanan dan aliran air.  Agar aliran air tercipta atau air dapat begerak at least dari atas ke bawah maka dibutuhkan tekanan yang berbeda.

Nah, hal yang sama berlaku pada muatan, muatan dimungkinkan menjadi arus bila terdapat tegangan. Secara konvensional, arah arus adalah dari potensial tinggi ke rendah sedangkan yang terjadi di dunia nyata adalah sebaliknya.

Arah arus secara kovensional.

Karena kita hanya akan menggunakan resistor. Satu lagi konsep yang harus kita perkenalkan, yaitu resistansi/hambatan. 

Resistansi/Hambatan

  Resistansi/hambatan sesuai namanya berfungsi untuk menghambat arus listrik. dapat dikatakan dong nilainya sebuah resistansi berbanding terbalik terhdap arus listrik. Artinya makin besar resistansinya maka makin sedikit arus yang melewatinya. Nah, Resistor adalah salah satu alat yang menggunakan prinsip ini. 

Dapat dilihat di gif diatas bahwa arus yang mengalir pada kabel yang terhubung dengan resistor yang memiliki resistansi 1 ohm yaitu 5 A lebih besar dari resistor yang memiliki resistansi 5 ohm yaitu 100 mA atau jika dikonversi menjadi 0,1 A.

 Ada dua sirkuit lagi yang perlu kita telisik yang nantinya kan berguna bila kita membahas teorema-teorema lainnya. yaitu Open circuit ketika tahanan pada rangkaiannya adalah sangat besar atau tak hingga dan Short circuit ketika tahanannya sangat kecil tau malahan tidak ada. 

Gif diatas merupakan gambar dari short circuit atau pada saatnya resistor atau resistansi ( yang ada hanya kabel ) tidak ada menyebabkan arus mengalir sangat kencang ( :) sehinnga menyebabkan kebakaran pada sumber tegangannya ).

 

 Sedangkan Gif yang ini adalah ketika open circuit atau ketika tahanannya adalah tak hingga, digambarkan sepeti tidak ada kabel ya memang karena tidak akan ada arus yang akan mengalir kesana dikaranekan hambatannya yang sangat besar.

Contoh ketika kita menggabungkan resistor dengan Short Circut dan Open Circuit

 

Mengkin segini dlu artikel kali ini, Jika Ada yang ingin bertanya, berkomentar, atau menyanjung Penulis boleh diutarakan lewat komentar. Terimakasih telah membaca.

Tetap jaga kesehatan dan patuhi protokol kesehatan.