Rumus Arus Listrik beserta Contoh Soal dan Pembahasannya Lengkap

Rumus Arus Listrik beserta Contoh Soal dan Pembahasannya Lengkap – Arus listrik merupakan salah satu bagian dari listrik dinamis yang akan kamu pelajari dalam mapel Fisika.

Nah, agar dapat mencari berapa besaran arus listrik yang terjadi, maka diperlukan rumus dengan hitungan yang tepat. 💡🔌

Oleh karena itu, guna membantumu belajar di rumah, Mamikos sudah menyiapkan rangkuman materi lengkap tentang pengertian, rumus arus listrik, hingga contoh soal yang disertai dengan jawabannya. 📖

Pengertian Arus Listrik

Arus listrik merupakan aliran muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar dalam waktu tertentu. Secara sederhana, arus tersebut terjadi karena adanya perpindahan elektron dari satu atom ke atom lainnya dalam sebuah rangkaian.

Nah, pergerakan elektron ini tidak terjadi begitu saja, lho, melainkan dipicu oleh adanya beda potensial atau tegangan di antara dua titik dalam penghantar.

Beda potensial selanjutnya memberikan “tenaga dorong” yang menyebabkan elektron berpindah dari daerah bertekanan listrik tinggi menuju daerah yang tekanannya lebih rendah.

Semakin besar tenaga dorong yang dihasilkan oleh pembangkit listrik, maka semakin besar pula arus yang bisa dihasilkan. Oleh karena itu, besar-kecilnya arus listrik yang mengalir sangat dipengaruhi oleh seberapa besar energi listrik yang tersedia dalam sistem.

Sedangkan menurut Giancoli (2008), arus listrik dapat diartikan sebagai muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Secara konvensional, arah arus listrik digambarkan mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Namun, arah ini sebenarnya berlawanan dengan arah gerak elektron, yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Meskipun begitu, dalam dunia fisika, arah arus listrik secara umum tetap mengacu pada arah konvensional tersebut. Perhatikan gambar di bawah ini. 👇🏻

Rumus Arus Listrik

Setelah tadi kamu memahami tentang pengertian arus listrik, selanjutnya Mamikos akan mengajak kamu untuk belajar tentang rumus yang digunakan dalam arus listrik.

Dalam dunia kelistrikan, arus listrik bisa dihitung menggunakan dua rumus utama, tergantung dari informasi apa yang tersedia dalam soal. Apa saja rumus arus listrik? Berikut ini penjelasan lengkapnya:

Rumus Dasar Arus Listrik

Keterangan:

• I = kuat arus listrik (Ampere atau A)
• Q = muatan listrik (Coulomb atau C)
• t = waktu (sekon atau detik)

Rumus ini digunakan untuk menghitung kuat arus jika kita mengetahui jumlah muatan yang mengalir dan berapa lama waktu yang dibutuhkan muatan tersebut untuk berpindah. Semakin banyak muatan yang mengalir dalam waktu singkat, maka semakin besar arus listriknya.

Rumus Arus Listrik Berdasarkan Hukum Ohm

Keterangan:

• I = kuat arus listrik (Ampere)
• V = tegangan listrik (Volt)
• R = hambatan listrik (Ohm)

Rumus yang kedua merupakan bagian dari Hukum Ohm, yang menyatakan bahwa besar arus dalam suatu penghantar berbanding lurus dengan tegangan, dan berbanding terbalik dengan hambatan.

Artinya, semakin besar tegangan atau semakin kecil hambatannya, maka arus yang mengalir akan semakin besar.

Apa perbedaan rumus arus listrik dasar dan menggunakan Hukum Ohm?

Mengapa rumus arus listrik berbeda? Kapan harus menggunakan rumus dasar dan rumus hukum Ohm? Yup, pertanyaan seperti ini mungkin saja membuatmu bingung.

Sebenarnya, kedua rumus di atas tidak saling bertentangan, melainkan digunakan sesuai konteks soal. Kalau soal bicara soal muatan dan waktu, maka pakai rumus pertama. Kalau soal menyebutkan tegangan dan hambatan, pakai yang hukum Ohm. Singkatnya:

Jika diketahui muatan (Q) dan waktu (t) → gunakan rumus dasar: I=QtI = Q/t

Jika diketahui tegangan (V) dan hambatan (R) → gunakan hukum Ohm: I=VRI = V/R

Jenis-Jenis Arus Listrik

Arus listrik tidak selalu sama di setiap kondisi atau penggunaannya, lho. Berdasarkan arah aliran dan sifatnya, arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu Arus Searah (DC) dan Arus Bolak-Balik (AC).

Masing-masing jenis arus ini juga memiliki karakteristik yang berbeda, serta kegunaan yang disesuaikan dengan kebutuhan teknologi dan alat yang digunakan. Yuk, Mamikos jelaskan lebih rinci lagi!

1. Direct Current (Arus Searah/DC)

Arus searah atau DC (Direct Current) adalah jenis arus listrik yang alirannya tetap mengarah ke satu arah. Artinya, arus ini memiliki polaritas tetap, bisa positif terus-menerus atau negatif terus-menerus, dan tidak berubah seiring waktu.

Sumber utama dari arus searah atau DC berasal dari perangkat yang mengeluarkan energi listrik secara stabil, seperti baterai, akumulator, dan elemen volta.

Contoh nyata dari arus searah adalah ketika kita menggunakan power bank untuk mengisi ulang ponsel, atau saat baterai mobil menyediakan energi untuk kendaraan.

Selain itu, berikut contoh penggunaan arus searah:

• Alat-alat elektronik kecil seperti kalkulator
• Perangkat mobile (smartphone, laptop) yang menggunakan baterai
• Kendaraan listrik yang menggunakan motor DC

2. Alternating Current (Arus Bolak-Balik/AC)

Berkebalikan dari DC, arus bolak-balik atau AC (Alternating Current) adalah jenis arus listrik yang arahnya berubah-ubah secara periodik.

Arus bolak-balik tidak mengalir terus-menerus dalam satu arah, melainkan bergerak maju mundur dan mengikuti pola gelombang sinusoidal. Inilah alasan mengapa kita sering mendengar istilah “arus bolak-balik” karena alirannya yang berubah arah dalam siklus tertentu.

Arus AC digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari, terutama untuk memasok daya pada peralatan rumah tangga dan industri. Pembangkitan arus AC dilakukan oleh generator yang ada di pembangkit listrik, dan tenaga listrik ini kemudian disalurkan melalui jaringan distribusi listrik.

Contoh penggunaan arus bolak-balik:

• Alat-alat rumah tangga seperti televisi, kulkas, dan AC
• Jaringan listrik rumah tangga dan industri yang mengalirkan listrik dari pembangkit ke konsumen
• Mesin-mesin industri yang memerlukan daya besar

Contoh Soal Arus Listrik dan Pembahasannya

Oke, karena tadi kamu sudah belajar tentang pengertian, jenis, dan rumus arus listrik, saatnya kita masuk ke penerapan, ya.

Di bagian ini, Mamikos akan mengajak kamu untuk berlatih menggunakan rumus untuk memecahkan beberapa contoh soal arus listrik.

1. Seorang teknisi sedang menguji sebuah senter yang memakai baterai (arus searah alias DC). Dalam waktu 2 menit, ia mengukur arus listrik yang mengalir sebesar 0,6 Ampere. Berapakah total muatan listrik yang telah mengalir selama waktu tersebut?

Pembahasan:

Kita gunakan rumus dasar hubungan arus dan muatan:

Keterangan:

• II = arus listrik (Ampere)
• tt = waktu (detik)
• QQ = muatan listrik (Coulomb)

Karena waktu yang diberikan masih dalam menit, kita ubah dulu ke detik:

Kemudian masukkan ke rumus:

Maka, muatan listrik yang mengalir adalah 72 Coulomb.

2. Sebuah resistor dihubungkan ke sumber tegangan DC sebesar 9 volt. Ketika dinyalakan, arus yang mengalir adalah 0,3 A. Berapakah nilai hambatan resistor tersebut?

Pembahasan:

Gunakan Hukum Ohm, yaitu:

Dengan:

V= 9 volt

I=0

Jadi, hambatan pada resistor tersebut adalah 30 Ohm.

3. Alif merakit lampu dengan baterai 12 volt dan resistor 6 ohm. Berapa besar arus yang mengalir dalam rangkaian?

Pembahasan:

Kita pakai lagi hukum

Diketahui:

• V=12 volt
• R=6 Ω

Arus yang mengalir adalah 2 Ampere.

4. Sebuah kawat penghantar dialiri muatan listrik sebesar 120 Coulomb dalam waktu 3 menit. Berapakah besar arus listrik yang mengalir melalui kawat tersebut?

Pembahasan:

Kita pakai rumus dasar arus listrik

Langkah pertama, ubah waktu ke detik terlebih dahulu:

3 menit=3×60=180 detik

Lalu masukkan ke rumus:

 

Besar arus listrik yang mengalir adalah 0,67 Ampere.

5. Sebuah kipas angin di rumah Raka terhubung ke arus listrik dengan tegangan 220 volt. Kipas itu memiliki hambatan 110 ohm. Jika kipas digunakan selama 30 menit, tentukan:

a) besar arus yang mengalir.
b) daya listrik yang digunakan.
c) energi listrik total yang dikonsumsi dalam satuan joule.

Pembahasan:

a) Menghitung arus (I):

Gunakan hukum Ohm:

Jadi, arus yang mengalir adalah 2 Ampere.

b) Menghitung daya listrik (P):

Gunakan rumus daya listrik:

Jadi, daya listrik yang digunakan adalah 440 watt.

c) Menghitung energi listrik (W) dalam joule:

Ubah dulu waktu ke detik:

30 menit=30×60=1800 detik

Kesimpulan Jawaban:

• a) Arus: 2 A
• b) Daya: 440 watt
• c) Energi: 792.000 joule

Penutup

Oke, sampai di sini saja sesi belajar bersama Mamikos hari ini tentang arus listrik beserta contoh soal dan pembahasannya lengkap. 📘

Jangan lupa kunjungi blog Mamikos untuk mendapatkan artikel tentang materi-materi lainnya yang bisa kamu gunakan untuk belajar di rumah! 📲

FAQ

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta