Rumus kuat arus listrik, lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan cara pengerjaannya

Brilio.net - Arus listrik adalah salah satu konsep dasar dalam ilmu fisika yang berkaitan dengan aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian. Arus listrik dapat menghasilkan berbagai manfaat, seperti cahaya, panas, gerak, dan sinyal. Arus listrik juga dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti penerangan, komunikasi, transportasi, dan lain-lain.

Namun, tahu nggak sih cara menghitung arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian? Nah, untuk mengetahui aliran listrik yang mengalir dalam satu rangkaian ada rumusnya tersendiri. Salah satu rumus listrik yang penting untuk diketahui adalah rumus kuat arus listrik.

Rumus kuat arus listrik merupakan rumus yang digunakan untuk menghitung banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit untuk tiap satuan waktu. Untuk memahami dan menyelesaikan soal seputar rumus kuat arus listrik tidak terlalu sulit kok. Kamu hanya perlu memahami dasar rumus kuat arus listrik dan contoh soalnya.

Nah, berikut ulasan lengkap tentang rumus kuat arus listrik, lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan cara pengerjaannya. Dilansir brilio.net dari berbagai sumber pada Selasa (7/11).

Apa itu arus listrik.

foto: freepik.com

Arus listrik adalah aliran gerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu konduktor, seperti kawat listrik atau rangkaian listrik, yang membawa muatan listrik dari satu titik ke titik lain. Arus listrik dapat bergerak dalam dua arah, yaitu arah positif ke negatif (arah konvensional) atau arah negatif ke positif (arah elektron). Besarnya arus listrik diukur dalam satuan ampere (A) dan menggambarkan banyaknya muatan listrik yang melewati suatu titik dalam suatu interval waktu tertentu.

Arus listrik memiliki berbagai aplikasi dalam kehidupan sehari-hari, termasuk penggunaan listrik dalam rumah tangga, industri, transportasi, dan komunikasi. Dapat dikatakan arus listrik merupakan salah satu komponen penting dalam teknologi modern dan digunakan dalam berbagai peralatan elektronik, dari lampu pijar hingga perangkat komputer, ponsel, dan banyak perangkat lainnya. Arus listrik juga merupakan dasar dari berbagai konsep dalam fisika, seperti hukum Ohm, hukum Kirchoff, dan elektromagnetisme.

sementara, kuat arus listrik adalah ukuran besarnya aliran muatan listrik dalam suatu konduktor atau rangkaian listrik pada suatu titik atau dalam suatu interval waktu tertentu. Kuat arus listrik diukur dalam satuan ampere (A). Satu ampere setara dengan satu coulomb muatan listrik yang melewati suatu titik dalam satu detik.

Kuat arus listrik pada dasarnya menggambarkan seberapa besar aliran muatan listrik yang mengalir melalui suatu konduktor dalam waktu tertentu. Semakin besar kuat arus listrik, semakin banyak muatan listrik yang mengalir, dan semakin besar pula daya yang dihasilkan oleh aliran tersebut. Kuat arus listrik adalah salah satu parameter penting dalam perhitungan daya listrik, pemanasan konduktor, dan banyak aplikasi lain dalam elektronika dan listrik.

Rumus kuat arus listrik.

foto: freepik.com

Rumus kuat arus listrik adalah rumus yang digunakan untuk menghitung banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit untuk tiap satuan waktu. Rumus kuat arus listrik dapat ditulis sebagai:

- I = Q/t

Keterangan:

- I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
- Q adalah muatan listrik, dengan satuan Coulomb (C)
- t adalah waktu, dengan satuan sekon (s)

Rumus ini berdasarkan pada definisi kuat arus listrik, yaitu banyaknya muatan listrik yang melewati suatu penampang penghantar listrik per satuan waktu. Rumus kuat arus listrik ini juga dapat diturunkan dari hukum konservasi muatan, yaitu jumlah muatan listrik yang masuk dan keluar dari suatu sistem harus sama.

Selain rumus kuat arus listrik di atas, ada juga rumus lain yang dapat digunakan untuk menghitung kuat arus listrik, yaitu:

- I = V/R

Keterangan:

- I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
- V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
- R adalah hambatan listrik atau resistansi, dengan satuan Ohm ()

Rumus ini berdasarkan pada hukum Ohm, yaitu hubungan antara beda potensial, hambatan listrik, dan kuat arus listrik dalam suatu rangkaian listrik. Rumus ini menyatakan bahwa kuat arus listrik berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan hambatan listrik.

Ilmuwan yang berjasa dalam penemuan listrik.

foto: freepik.com

Penemuan listrik adalah salah satu peristiwa penting dalam sejarah ilmu pengetahuan dan teknologi. Listrik adalah bentuk energi yang dapat menghasilkan cahaya, panas, gerak, dan sinyal. Penemuan listrik tidak terjadi secara sekaligus, tetapi melalui proses panjang yang melibatkan banyak ilmuwan dari berbagai negara. Berikut adalah beberapa ilmuwan yang berjasa dalam penemuan listrik:

- Thales dari Miletus (sekitar 600 SM): Ia adalah ilmuwan Yunani yang pertama kali menemukan fenomena listrik statis, yaitu adanya gaya tarik antara batu amber yang digosok dengan kain wol dengan benda-benda ringan di sekitarnya.

- William Gilbert (1544-1603): Ia adalah ilmuwan Inggris yang pertama kali menggunakan istilah electricus untuk menggambarkan fenomena listrik statis. Ia juga meneliti tentang gaya tarik dan tolak antara benda-benda bermuatan listrik.

- Charles du Fay (1698-1739): Ia adalah ilmuwan Prancis yang pertama kali membedakan dua jenis muatan listrik, yaitu positif dan negatif. Ia juga menemukan bahwa muatan sejenis akan saling tolak, sedangkan muatan berbeda akan saling tarik.

- Benjamin Franklin (1706-1790): Ia adalah ilmuwan Amerika yang terkenal dengan percobaannya menggunakan layang-layang dan kunci besi untuk menangkap petir. Ia membuktikan bahwa petir adalah bentuk listrik alam. Ia juga menemukan konsep arus listrik, kutub listrik, dan penangkal petir.

- Alessandro Volta (1745-1827): Ia adalah ilmuwan Italia yang menemukan baterai listrik, yaitu alat yang dapat menghasilkan listrik dari reaksi kimia. Ia juga menemukan konsep tegangan listrik, yang dinamakan sesuai dengan namanya.

- Michael Faraday (1791-1867): Ia adalah ilmuwan Inggris yang menemukan fenomena induksi elektromagnetik, yaitu adanya hubungan antara listrik dan magnet. Ia juga menemukan motor listrik, generator listrik, dan transformator listrik.

- James Clerk Maxwell (1831-1879): Ia adalah ilmuwan Skotlandia yang menyusun persamaan matematika yang menggabungkan hukum-hukum listrik dan magnet. Ia juga memprediksi adanya gelombang elektromagnetik, yang meliputi cahaya, radio, dan sinar X.

- Thomas Alva Edison (1847-1931): Ia adalah ilmuwan dan penemu Amerika yang terkenal dengan penemuan bola lampu listrik. Ia juga mengembangkan sistem distribusi listrik, meteran listrik, dan banyak penemuan lain yang berkaitan dengan listrik.

Contoh soal rumus kuat arus listrik dan pembahasannya.

foto: freepik.com

Soal 1

Sebuah baterai listrik memiliki muatan listrik sebesar 180 C. Jika baterai tersebut digunakan untuk mengalirkan arus listrik selama 3 menit, berapa kuat arus listrik yang dihasilkan?

Jawaban:

Kuat arus listrik dapat dihitung dengan rumus kuat arus listrik berikut:

I = Q/t

Keterangan:
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-Q adalah muatan listrik, dengan satuan Coulomb ©
-t adalah waktu, dengan satuan sekon (s)

Karena waktu yang diberikan dalam satuan menit, maka kita harus mengubahnya menjadi satuan sekon dengan cara mengalikan dengan 60. Jadi, t = 3 x 60 = 180 s.

Kemudian, kita masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

I = Q/t

I = 180/180

I = 1 A

Jadi, kuat arus listrik yang dihasilkan adalah 1 A.

Soal 2

Sebuah lampu pijar memiliki kuat arus listrik sebesar 0,5 A. Jika lampu tersebut menyala selama 2 jam, berapa muatan listrik yang mengalir melalui lampu tersebut?

Jawaban:

Muatan listrik dapat dihitung dengan rumus:

Q = I x t

Keterangan:
-Q adalah muatan listrik, dengan satuan Coulomb ©
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-t adalah waktu, dengan satuan sekon (s)

Karena waktu yang diberikan dalam satuan jam, maka kita harus mengubahnya menjadi satuan sekon dengan cara mengalikan dengan 3600. Jadi, t = 2 x 3600 = 7200 s.

Kemudian, kita masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

Q = I x t

Q = 0,5 x 7200

Q = 3600 C

Jadi, muatan listrik yang mengalir melalui lampu tersebut adalah 3600 C.

Soal 3

Sebuah rangkaian listrik memiliki beda potensial sebesar 12 V dan hambatan listrik sebesar 4 . Berapa kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Kuat arus listrik dapat dihitung dengan rumus kuat arus listrik:

I = V/R

Keterangan:
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-R adalah hambatan listrik atau resistansi, dengan satuan Ohm ()

Lalu, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

I = V/R

I = 12/4

I = 3 A

Jadi, kuat arus listrik yang mengalir dalam rangkaian tersebut adalah 3 A.

Soal 4

Sebuah rangkaian listrik memiliki kuat arus listrik sebesar 2 A dan hambatan listrik sebesar 6 . Berapa beda potensial atau tegangan listrik yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus listrik tersebut?

Jawaban:

Beda potensial atau tegangan listrik dapat dihitung dengan rumus:

V = I x R

Keterangan:
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-R adalah hambatan listrik atau resistansi, dengan satuan Ohm ()

Kemudian, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

V = I x R

V = 2 x 6

V = 12 V

Jadi, beda potensial atau tegangan listrik yang dibutuhkan adalah 12 V.

Soal 5

Sebuah rangkaian listrik memiliki beda potensial sebesar 9 V dan kuat arus listrik sebesar 1,5 A. Berapa hambatan listrik yang ada dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Hambatan listrik dapat dihitung dengan rumus:

R = V/I

Keterangan:
-R adalah hambatan listrik atau resistansi, dengan satuan Ohm ()
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)

Selanjutnya masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

R = V/I

R = 9/1,5

R = 6

Jadi, hambatan listrik yang ada dalam rangkaian tersebut adalah 6 .

Soal 6

Sebuah rangkaian listrik memiliki hambatan listrik sebesar 3 dan kuat arus listrik sebesar 4 A. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber listrik sebesar 12 V, berapa kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dihitung dengan rumus:

I = V/(R + r)

Keterangan:
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-R adalah hambatan listrik dalam rangkaian, dengan satuan Ohm ()
-r adalah hambatan listrik dalam sumber listrik, dengan satuan Ohm ()

Untuk mengetahui nilai r, kamu bisa menggunakan rumus:

r = V/I - R

Keterangan:
-r adalah hambatan listrik dalam sumber listrik, dengan satuan Ohm ()
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)
-R adalah hambatan listrik dalam rangkaian, dengan satuan Ohm ()

Lalu, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

r = V/I - R

r = 12/4 - 3

r = 3 - 3

r = 0

Jadi, hambatan listrik dalam sumber listrik adalah 0 .

Kemudian, kita masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus kuat arus listrik:

I = V/(R + r)

I = 12/(3 + 0)

I = 12/3

I = 4 A

Jadi, kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut adalah 4 A.

Soal 7

Sebuah rangkaian listrik memiliki kuat arus listrik sebesar 5 A dan beda potensial sebesar 15 V. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber listrik sebesar 20 V, berapa kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dihitung dengan rumus kuat arus listrik:

I = V/(R + r)

Untuk mengetahui nilai R, kamu bisa menggunakan rumus:

R = V/I

Keterangan:
-R adalah hambatan listrik dalam rangkaian, dengan satuan Ohm ()
-V adalah beda potensial atau tegangan listrik, dengan satuan Volt (V)
-I adalah kuat arus listrik, dengan satuan Ampere (A)

Lalu, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

R = V/I

R = 15/5

R = 3

Jadi, hambatan listrik dalam rangkaian adalah 3 .

Untuk mengetahui nilai r, gunakan rumus hambatan listrik:

r = V/I - R

Selanjutnya, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

r = V/I - R

r = 20/5 - 3

r = 4 - 3

r = 1

Jadi, hambatan listrik dalam sumber listrik adalah 1 .

Kemudian, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus kuat arus listrik:

I = V/(R + r)

I = 20/(3 + 1)

I = 20/4

I = 5 A

Jadi, kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut adalah 5 A.

Soal 8

Sebuah rangkaian listrik memiliki hambatan listrik sebesar 2 dan kuat arus listrik sebesar 3 A. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber listrik sebesar 10 V, berapa kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dihitung dengan rumus:

I = V/(R + r)

Untuk mengetahui nilai r, kamu bisa menggunakan rumus:

r = V/I - R

Masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

r = V/I - R

r = 10/3 - 2

r = 3,33 - 2

r = 1,33

Jadi, hambatan listrik dalam sumber listrik adalah 1,33 .

Kemudian, masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus kuat arus listrik:

I = V/(R + r)

I = 10/(2 + 1,33)

I = 10/3,33

I = 3 A

Jadi, kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut adalah 3 A.

Soal 9

Sebuah rangkaian listrik memiliki beda potensial sebesar 6 V dan kuat arus listrik sebesar 2 A. Jika rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber listrik sebesar 9 V, berapa kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut?

Jawaban:

Kuat arus listrik yang akan mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dihitung dengan rumus kuat arus listrik:

I = V/(R + r)

Untuk mengetahui nilai R, bisa gunakan rumus:

R = V/I

Masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus:

R = V/I

R = 6/2

R = 3

Jadi, hambatan listrik dalam rangkaian adalah 3 .

Untuk mengetahui nilai r, gunakan rumus:

r = V/I - R