Sumber Arus Listrik (Elektron dan Proton/Arus dan Muatan Listrik)

ELEKTRON DAN PROTON

Setiap benda pada dasarnya terdiri dari dua jenis partike, yaitu elektron dan proton. Partikel-partikel itu mengandung muatan listrik. Proton bermuatan listrik positif dan elektron bermuatan negatif. Bila sebuah benda kekurangan elektron maka dikatakan benda itu bermuatan positif. Akan tetapi, bila sebuah benda kelebihan elektron, benda itu dikatakan bermuatan negatif. Sedangkan jumlah muatan positif dan muatan negatif sama benda itu disebut netral.

Proton mempunyain massa 1,66 x 10^-27 kg dan elektron massanya 9,1 x 10^-31 kg. Sebuah elektron mempunyai muatan listrik sebesar 1,602 x 10^-19 coulomb, sehingga 1 coulomb = 6,42 x 10¹⁸ elektron

Dalam sebuah atom, proton merupakan inti atom (nukleus) dan elektron mengorbit di sekelilingnya. Karena itu, elektron mudah bergerak, sedangkan proton yang merupakan inti sulit bergerak. Elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi.


ARUS DAN MUATAN LISTRIK

Arus listrik akan mengalir jika beban listrik, misalnya lampu, atau pemanas yang tertutup dengan sumber listriknya. Rangkaian tertutup berarti rangkaian yang seluruh bagiannya (beban, penghantar, saklar) terhubung dengan sumber listriknya. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Hal ini berlawanan dengan arah aliran elektron.

Dalam sumber arus, elektron bergerak dari kutub positif ke kutub negatif, sedangkan pada rangkaian tertutup, lektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif malalui bebannya. Aliran arus listrik merupakan lawan dari aliran elektron.

Alat-alat tertentu (baterai) mempu menyimpan muatan listrik dan mengalirkannya. Jumlah muatan listrik yang bersimbol (Q). mengandung pengertian "kemampuan alat listrik untuk menyimpan atau membuang arus listrik (I) selama waktu tertentu (t)".

Secara matematis dapat ditulis:

Q = I x t (coulomb) ...... 1

    = ampere x detik = coulomb

Keterangan:

Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb (C)

I = Arus listrik dalam satuan ampere (I)

t = Waktu dalam satuan sekon/detik

Muatan listrik yang terkandung dalam akumulator dinyatakan dalam satuan ampere jam (AH = ampere hour). Besarnya 1 AH = 3600 coulomb.

Satuan-satuan ini diambil dari penemunya, seperti satuan muatan listrik coulomb, diambil dari nama penemunya, Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806).

Satuan listrik ialah ampere, diambil dari nama  Andree Marie Ampere (1755 - 1836).

Seperti telah dinyatakan diatas, bahwa 1 Coulomb = 6,24 x 10¹⁸ elektron yang mengalir dalam rangkaian selama 1 detik.

Jadi,      I = Q/t  =  coulomb/detik  =  ampere ..... 2

Contoh :

Jika arus listrik  3 ampere mengalir pada rangkaian selama 120 mili detik. Hitunglah jumlah muatan lisstrik yang dipindahkan!

Penyelesaian:

I = 3A            :   t  =  120ms = 120 x 10^-3 sekon

Rumus            :  Q = I x t = 3 x 120 x 10^-3 

                               = 0,36 C