Lihat sumber Arus listrik

{{Infobox physical quantity
| name = Arus listrik
| image = [[Berkas:Ohm's Law with Voltage source TeX.svg]]
| caption = Sebuah sirkuit listrik sederhana, di mana arus listrik diwakili oleh huruf i. Hubungan antara [[tegangan listrik]] (V), [[hambatan listrik]] (R), dan arus listrik (I) adalah V = IR; ini dikenal sebagai [[hukum Ohm]].
| unit = [[ampere]]
| otherunits =
| symbols = ''I''
| baseunits =
| dimension = '''I'''
| extensive =
| intensive =
| conserved =
| transformsas =
| derivations = <math>I = {V \over R} \, , I = {Q \over t} </math>
}}
{{Elektromagnetisme|cTopic=Rangkaian}}
'''Arus listrik''' adalah laju aliran [[muatan listrik]] yang melewati suatu titik<ref name="horowitz">{{cite book|title=The art of electronics|last1=Horowitz|first1=Paul|last2=Hill|first2=Winfield|date=2015|publisher=[[Cambridge University Press]]|isbn=978-0-521-80926-9|edition=3rd|author-link1=Paul Horowitz (scientist)|author-link2=Winfield Hill}}</ref>{{rp|2}}<ref name="Walker">{{Cite book|url=|title=Fundamentals of physics|last1=Walker|first1=Jearl|last2=Halliday|first2=David|last3=Resnick|first3=Robert|date=2014|publisher=Wiley|isbn=978-1118230732|edition=10th|location=Hoboken, NJ|oclc=950235056}}</ref>{{rp|622}}atau bagian.<ref name="Walker" />{{rp|614}} Arus listrik dikatakan ada ketika terdapat aliran bersih muatan listrik melalui suatu bagian.<ref name="SerwayJewett2004">{{cite book|url=https://archive.org/details/physicssciengv2p00serw|title=Physics for Scientists and Engineers|last=Serway|first=Raymond A.|author2=Jewett, John W.|publisher=Thomson Brooks/Cole|year=2004|isbn=0-534-40842-7|edition=6th|url-access=registration}}</ref>{{rp|832}} Muatan listrik dibawa oleh [[partikel bermuatan]], sehingga arus listrik adalah aliran [[Partikel bermuatan|partikel muatan]]. Partikel yang bergerak disebut [[elektron]], dan dalam konduktor yang berbeda mungkin jenis partikel yang berbeda. Di [[sirkuit listrik]], pembawa muatan sering kali elektron yang bergerak melalui [[kawat]]. Dalam elektrolit pembawa muatan adalah [[ion]], dan dalam gas terionisasi ([[Plasma (wujud zat)|plasma]]) adalah ion dan [[elektron]].<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=3SsYctmvZkoC&pg=PA13|title=The electronics companion|author=Anthony C. Fischer-Cripps|publisher=CRC Press|year=2004|isbn=978-0-7503-1012-3|page=13}}</ref>

[[Sistem Satuan Internasional]] memberikan satuan dari arus listrik yaitu [[ampere]], yang merupakan aliran muatan listrik melintasi permukaan dengan kecepatan satu [[coulomb]] per detik. Ampere (simbol: A) adalah unit dasar SI<ref name="SI2">{{SIbrochure9th}}</ref>{{rp|15}} Arus listrik diukur menggunakan perangkat yang disebut [[amperemeter]].<ref name="Walker2" />{{rp|788}}

Arus listrik menyebabkan [[pemanasan Joule]], yang menciptakan [[cahaya]] dalam [[bola lampu pijar]]. Mereka juga menciptakan [[medan magnet]], yang digunakan dalam motor, generator, [[induktor]], dan [[transformator]].

== Jenis ==

=== Arus searah ===
Arus searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah yaitu positif atau hanya negatif saja.{{Sfn|Ponto|2018|p=43}} Arus searah didefinisikan sebagai arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu. Peninjauan arus listrik pada waktu berbeda, tetap akan mendapatkan nilai yang sama.<ref>{{Cite book|last=Safitri, N., Sutyati, dan Rachmawati|first=|date=2017|url=https://www.researchgate.net/profile/Nelly_Safitri2/publication/341909176_ANALISA_RANGKAIAN_LISTRIK_Teori_Dasar_Penyelesaian_Soal_dan_Soal-Soal_Latihan/links/5ed8eeda4585152945314b4f/ANALISA-RANGKAIAN-LISTRIK-Teori-Dasar-Penyelesaian-Soal-dan-Soal-Soal-Latihan.pdf|title=Analisa Rangkaian Listrik (Teori Dasar, Penyelesaian Soal dan Soal-Soal Latihan)|location=Lhokseumawe, Aceh|publisher=Politeknik Negeri Lhokseumawe|isbn=978-602-17282-5-3|pages=4|url-status=live}}</ref> Sumber arus searah diperoleh dari elemen-elemen yang memberikan [[energi listrik]] yang mengalir secara merata setiap saat, seperti [[elemen volta]], [[Baterai listrik|baterai]], [[akumulator]].{{Sfn|Ponto|2018|p=40}}

=== Arus bolak-balik ===
[[Arus bolak-balik]] adalah arus listrik yang memiliki arah arus yang berubah-ubah secara bolak-balik. Sifat arus bolak-balik berbeda dengan [[arus searah]] yang arah arusnya tidak berubah-ubah terhadap waktu. Bentuk gelombang dari arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida sehingga memungkinkan pengaliran energi secara efisien. Arus bolak-balik juga dapat mengalir dalam bentuk gelombang segitiga atau bentuk gelombang [[segi empat]]. Secara umum, penyaluran listrik arus bolak-balik dari sumber listrik menuju ke kantor-kantor atau rumah-rumah [[penduduk]]. Arus bolak-balik juga dialirkan sebagai sinyal-sinyal [[radio]] atau [[audio]] yang disalurkan melalui [[kabel]]. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut.{{Sfn|Ponto|2018|p=51}}

== Karakteristik ==

[[Berkas:KCL.png |bingkai|Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut.<math>i_1 + i_4 = i_2 + i_3</math><ref name="Halliday" />]]

Untuk arus yang konstan, besar arus <math>I</math> dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:

:<math>
I = \frac{Q}{t},
</math>

di mana <math>I</math> adalah arus listrik, <math>Q</math> adalah [[muatan listrik]], dan <math>t</math> adalah waktu.

Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:<ref name="TOFI">{{cite web | title=Arus Listrik | url=http://www.tofi.or.id/download_file/LM04%20Arus%20Listrik_rev.pdf | filetype=pdf | publisher=Tim Olimpiade Fisika Indonesia | accessdate=2010-04-28 | archive-date=2010-03-31 | archive-url=https://web.archive.org/web/20100331033501/http://www.tofi.or.id/download_file/LM04%20Arus%20Listrik_rev.pdf | dead-url=yes }}</ref>

:<math>
I = \frac{dQ}{dt}.
</math>

Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga <math>t</math> melalui integrasi:<ref name="Halliday">{{en}} {{cite book|first1=David|last1=Halliday|first2=Robert|last2=Resnick|first3=Jearl|last3=Walker|title=Fundamentals of Physics|edition=6th|publisher=John Wiley & Sons, Inc.|language=Inggris|page=612-616|isbn=9971-51-330-7}}</ref>

:<math>
Q = \int dQ = \int_0^t{i}\ dt.
</math>

Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah [[besaran]] [[skalar]] karena baik [[Muatan listrik|muatan]] <math>Q</math> maupun [[waktu]] <math>t</math> merupakan besaran skalar.<ref name="Halliday" /> Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah,<ref name="Halliday" /> salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah [[vektor]] dan tidak membutuhkan operasi vektor.<ref name="Halliday" /> Pada diagram di atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah [[Hukum kekekalan|kekal]] maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam<ref name="Halliday"/> sehingga <math>i_1 + i_4 = i_2 + i_3</math>. Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang [[Penghantar listrik|penghantar]], bukan arah dalam [[ruang]].<ref name="Halliday"/>

=== Arah arus ===

[[Berkas:Notasi_arus.svg|jmpl|250px|Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) [[baterai]] (kebalikan arah untuk gerakan [[elektron]]nya)<ref name="Halliday" />]]

Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional.<ref>{{cite web | title=besaran pokok dan besaran turunan : Gudang Ilmu Fisika Gratis | url=http://www.gurumuda.com/besaran-pokok-dan-besaran-turunan | accessdate=2010-04-29}}</ref> Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif [[baterai]] menuju ke kutub negatif.<ref name="Halliday" /> Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel [[elektron]] bermuatan negatif yang didorong oleh [[medan listrik]] mengalir berlawan arah dengan arus konvensional.<ref name="Halliday" /> Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:<ref name="Halliday" />

:''Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.''<ref name="Halliday" />

Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.<ref name="Halliday" />

=== Rapat arus ===

Rapat arus adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar.<ref name="Halliday" /> Dalam [[Sistem Satuan Internasional|SI]], rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m<sup>2</sup>).<ref name="Halliday" />

:<math>I = \int\mathbf{J} \cdot d\mathbf{A},</math>

di mana <math>I</math> adalah arus pada penghantar, vektor '''J''' adalah rapat arus yang memiliki arah sama dengan [[kecepatan]] gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan ''d'''''A''' adalah [[vektor]] luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen.<ref name="Halliday" /> Jika arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan ''d'''''A''' maka '''J''' juga seragam dan sejajar terhadap ''d'''''A''' sehingga persamaan menjadi:<ref name="Halliday" />

:<math>I = \int J\ dA = J \int dA = JA,</math>
maka
:<math>J = \frac{I}{A},</math>

di mana <math>A</math> adalah luas penampang total dan <math>J</math> adalah rapat arus dalam satuan A/m<sup>2</sup>.<ref name="Halliday" />

=== Kelajuan hanyutan ===

Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa [[perpindahan]] bersih ke arah mana pun juga.<ref name="Halliday" /> Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan [[medan listrik]] yang menghasilkan aliran arus.<ref name="Halliday" /> Tingkat kelajuan hanyutan dalam penghantar lebih kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10<sup>−5</sup> dan 10<sup>−4</sup> m/s dibandingkan dengan sekitar 10<sup>6</sup> m/s pada sebuah [[Penghantar listrik|penghantar]] [[tembaga]].<ref name="Halliday" />

== Referensi ==
{{reflist}}

== Daftar pustaka ==

# {{cite book|last=Ponto, H.|first=|date=|year=2018|url=http://repository.unima.ac.id/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|title=Dasar Teknik Elektro|location=Yogyakarta|publisher=Deepublish|isbn=978-623-7022-93-0|pages=|ref={{sfnref|Ponto|2018}}|url-status=live|access-date=2021-01-25|archive-date=2021-01-31|archive-url=https://web.archive.org/web/20210131090332/http://repository.unima.ac.id/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|dead-url=yes}}

{{Authority control}}

[[Kategori:Elektromagnetisme]]
[[Kategori:Listrik]]
[[Kategori:Besaran listrik]]