Rumus arus listrik, pengertian, contoh soal dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari

Brilio.net - Dalam pelajaran fisika, rumus arus listrik adalah materi yang mempelajari tentang fenomena energi listrik. Nggak cuma diajari secara teori, kamu juga akan diajarkan untuk menerapkan rumus arus listrik lewat praktik di laboratorium fisika. Buat kamu yang memang punya hobi eksperimen, kegiatan tersebut pasti seru banget.

Pemahaman tentang arus listrik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari memang hal yang penting dalam literasi sains dan teknologi modern. Apalagi, materi tentang rumus arus listrik ini bakalan keluar dalam bentuk soal di lembar ujian.

Jika tidak rajin belajar, tentu kamu akan kesulitan mengerjakannya. Sebaliknya kalau kamu rajin berlatih mengerjakan soal, maka soal rumus arus listrik bisa kamu atasi dengan baik.

Nah, buat kamu yang ingin menambah referensi tentang rumus arus listrik, kamu bisa menyimak artikel ini sampai habis. Dirangkum brilio.net dari berbagai sumber pada Rabu (22/11), ini dia penjelasan tentang rumus arus listrik, pengertian, contoh soal dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.

Pengertian Arus Listrik.

Arus listrik adalah aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Dalam konteks ini, muatan listrik dapat berupa elektron yang bergerak melalui konduktor (misalnya, kawat tembaga) dan membentuk arus listrik. Satuan dari arus listrik adalah ampere (A).

Jenis Arus Listrik.

foto: freepik.com

1. Arus searah (DC - Direct Current)

Arus listrik yang mengalir dalam satu arah. Contoh sumber arus searah adalah baterai.

2. Arus bolak-balik (AC - Alternating Current)

Arus listrik yang berubah arah secara berkala. Arus bolak-balik umumnya digunakan dalam distribusi listrik rumah tangga. Frekuensi arus bolak-balik biasanya adalah 50 atau 60 hertz (Hz).

Pemanfaatan Dalam Kehidupan Sehari-hari.

1. Penerangan lampu

Lampu yang digunakan sehari-hari menggunakan arus bolak-balik. Ketika saklar dinyalakan, arus listrik mengalir melalui bola lampu, menyebabkan pendaran cahaya.

2. Charging gadget

Ketika kita mengisi daya ponsel atau perangkat elektronik lainnya, arus listrik searah dari charger mengalir ke baterai perangkat.

3. Listrik rumah tangga

Penggunaan arus bolak-balik sangat umum dalam rumah tangga untuk perangkat-perangkat seperti kipas angin, AC, mesin cuci, dan peralatan dapur lainnya.

4. Pemanfaatan elektrolisis

Dalam proses elektrolisis, arus listrik digunakan untuk memisahkan suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya, contohnya adalah pemisahan air menjadi hidrogen dan oksigen.

5. Motor listrik

Motor listrik menggunakan arus bolak-balik atau arus searah tergantung pada jenis motor. Motor ini banyak digunakan dalam berbagai peralatan, termasuk mesin cuci, kipas angin, dan lift.

Rumus Arus Listrik.

Arus listrik (I) adalah besaran yang menyatakan banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik dalam satu satuan waktu. Satuan dari arus listrik adalah ampere (A).

Rumus Arus Listrik:

I = Q/t

di mana:
- (I) adalah arus listrik dalam ampere (A),
- (Q) adalah muatan listrik dalam coulomb (C),
- (t) adalah waktu dalam detik (s).

Rumus Hukum Ohm:

Hukum Ohm menyatakan hubungan antara tegangan (V), arus ((I), dan hambatan (R) dalam suatu rangkaian listrik. Rumusnya adalah:

V = I x R

di mana:
- (V) adalah tegangan listrik dalam volt (V),
- (I) adalah arus listrik dalam ampere (A),
- (R) adalah hambatan dalam ohm ().

Nah, kamu pasti akan menemui berbagai soal yang bisa saja mengecoh jika tidak teliti. Maka penting untuk memperhatikan perintah soal dan memperhatikan rumus-rumus berikut ini:

1. Menghitung arus listrik:

Jika dalam soal yang sudah diketahui adalah nilai muatan listrik (Q) dan waktu (t), gunakan rumus I = Q/t. Pastikan satuan waktu dalam detik.

2. Menghitung Tegangan:

Jika dalam soal yang sudah diketahui adalah nilai arus (I) dan hambatan (R), gunakan rumus V = I x R. Pastikan satuan arus dalam ampere dan hambatan dalam ohm.

3. Menghitung Hambatan:

Jika dalam soal yang sudah diketahui adalah nilai tegangan (V) dan arus (I), gunakan rumus R = V/I. Pastikan satuan tegangan dalam volt dan arus dalam ampere.

Contoh Soal Menggunakan Rumus Arus Listrik.

foto: freepik.com

Soal 1:
Sebuah baterai memiliki tegangan sebesar 12 V dan menghasilkan arus searah sebesar 2 A. Berapa besar hambatan pada rangkaian ini?

Pembahasan:
Menggunakan rumus Ohm:
R = V/I
R = 12 V/2 A
R = 6

Trik Mudah:
Selalu perhatikan satuan dari tegangan dan arus, pastikan keduanya dalam satuan yang konsisten (volt dan ampere), sehingga hasilnya akan dalam satuan ohm.

Soal 2:

Arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz memiliki tegangan efektif sebesar 220 V. Hitunglah impedansi rangkaian jika arus yang mengalir sebesar 0.5 A!

Pembahasan:
Gunakan rumus impedansi Z = V/I

Z = 220 V/0.5 A
Z = 440

Trik Mudah:
Perhatikan bahwa frekuensi arus bolak-balik tidak digunakan dalam rumus impedansi sederhana ini.

Soal 3:

Sebuah lampu LED mengonsumsi arus searah sebesar 0.02 A pada tegangan 5 V. Hitunglah hambatan lampu.

Pembahasan:
Menggunakan rumus Ohm: R = V/I

R = 5 V/0.02 A
R = 250

Trik Mudah:
Pastikan satuan tegangan dan arus konsisten, dan perhatikan pembagian dengan angka desimal. Dalam hal ini, R adalah 250 ohm.

Soal 4:

Arus bolak-balik dengan frekuensi 60 Hz mengalir melalui kawat dengan hambatan sebesar 10 ohm. Hitunglah impedansi kawat tersebut.

Pembahasan:
Impedansi dalam arus bolak-balik dihitung dengan rumus:
Z = √R² + (ωL - 1/ωC)², dimana ω = 2 πf
Z = √10² + (2 π x 60 Hz x L - 1/2 π x 60 Hz x C)²

Trik Mudah:
Untuk soal ini, ada baiknya menggunakan kalkulator atau perangkat lunak komputer untuk mempercepat perhitungan.

Soal 5:

Sebuah alat elektronik mengkonsumsi arus searah sebesar 0.1 A pada tegangan 9 V. Jika hambatan rangkaian adalah 90 ohm, hitunglah daya yang dikonsumsi oleh alat tersebut.

Pembahasan:
Menggunakan rumus daya P = V x I
P = (9 V) x (0.1 A)
P = 0.9 W

Trik Mudah:
Pastikan bahwa satuan tegangan dan arus konsisten, dan hasilnya akan dalam satuan watt.

foto: freepik.com

Soal 6:

Sebuah generator listrik menghasilkan arus bolak-balik dengan tegangan efektif 120 V. Jika impedansi rangkaian adalah 60 ohm, berapa besar arus yang mengalir?

Pembahasan:
Gunakan rumus arus I = V/Z
I = 120 V/60
I = 2 A

Trik Mudah:
Perhatikan bahwa impedansi merupakan resistansi pada rangkaian arus bolak-balik.

Soal 7:

Sebuah resistor pada rangkaian arus searah memiliki hambatan sebesar 15 ohm. Jika tegangan yang diberikan adalah 30 V, berapa besar arus yang mengalir?

Pembahasan:
Gunakan rumus arus I = V/R
I = 30 V/15
I = 2 A

Trik Mudah:
Pastikan untuk selalu memeriksa satuan dan menggunakan rumus yang sesuai (Ohm untuk arus searah).