Apa itu arus listrik? Kondisi keberadaan arus listrik: karakteristik dan tindakan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Arus listrik adalah muatan listrik yang bergerak. Ini bisa berupa pelepasan listrik statis secara tiba-tiba, seperti kilat. Atau bisa juga proses terkontrol di generator, baterai, solar atau sel bahan bakar. Hari ini kita akan mempertimbangkan konsep "arus listrik" dan kondisi keberadaan arus listrik.

Energi listrik

Sebagian besar listrik yang kami gunakan berasal dari arus bolak-balik dari jaringan listrik. Itu dibuat oleh generator yang bekerja sesuai dengan hukum induksi Faraday, karena itu medan magnet yang berubah dapat menginduksi arus listrik dalam konduktor.

Generator memiliki gulungan kawat berputar yang melewati medan magnet saatrotasi. Saat kumparan berputar, mereka membuka dan menutup relatif terhadap medan magnet dan menciptakan arus listrik yang berubah arah dengan setiap putaran. Arus melewati siklus penuh maju dan mundur 60 kali per detik.

Generator dapat ditenagai oleh turbin uap yang dipanaskan oleh batu bara, gas alam, minyak, atau reaktor nuklir. Dari generator, arus melewati serangkaian transformator, di mana tegangannya meningkat. Diameter kabel menentukan jumlah dan kekuatan arus yang dapat dibawanya tanpa panas berlebih dan pemborosan daya, dan tegangan hanya dibatasi oleh seberapa baik kabel diisolasi dari tanah.

Sangat menarik untuk dicatat bahwa arus hanya dibawa oleh satu kawat, bukan dua. Kedua sisinya ditetapkan sebagai positif dan negatif. Namun, karena polaritas arus bolak-balik berubah 60 kali per detik, mereka memiliki nama lain - panas (saluran listrik bagasi) dan ground (melewati bawah tanah untuk menyelesaikan rangkaian).

Mengapa kita membutuhkan listrik?

Ada banyak kegunaan listrik: dapat menerangi rumah Anda, mencuci dan mengeringkan pakaian Anda, mengangkat pintu garasi Anda, merebus air dalam ketel, dan memberi daya pada barang-barang rumah tangga lainnya yang membuat hidup kita jauh lebih mudah. Namun, kemampuan arus untuk mengirimkan informasi menjadi semakin penting.

Saat menghubungkan ke Internet, komputer hanya menggunakan sebagian kecil dari arus listrik, tetapi ini adalah sesuatu yang tanpanya orang moderntidak bisa membayangkan hidupnya.

Konsep arus listrik

Seperti aliran sungai, aliran molekul air, arus listrik adalah aliran partikel bermuatan. Apa yang menyebabkannya, dan mengapa tidak selalu searah? Apa yang kamu pikirkan saat mendengar kata flow? Mungkin itu akan menjadi sungai. Ini adalah asosiasi yang baik, karena itulah alasan arus listrik mendapatkan namanya. Ini sangat mirip dengan aliran air, hanya saja molekul air tidak bergerak di sepanjang saluran, partikel bermuatan bergerak di sepanjang konduktor.

Di antara kondisi yang diperlukan untuk keberadaan arus listrik, ada item yang menyediakan keberadaan elektron. Atom dalam bahan konduktif memiliki banyak partikel bermuatan bebas yang mengapung di sekitar dan di antara atom. Gerakan mereka acak, jadi tidak ada aliran ke arah mana pun. Apa yang diperlukan agar ada arus listrik?

Syarat adanya arus listrik antara lain adanya tegangan. Ketika diterapkan pada konduktor, semua elektron bebas akan bergerak ke arah yang sama, menciptakan arus.

Penasaran tentang arus listrik

Hal yang menarik adalah ketika energi listrik ditransmisikan melalui konduktor dengan kecepatan cahaya, elektron itu sendiri bergerak jauh lebih lambat. Faktanya, jika Anda berjalan santai di sebelah kabel konduktif, kecepatan Anda akan 100 kali lebih cepat daripadaelektron bergerak. Ini karena mereka tidak perlu menempuh jarak yang jauh untuk mentransfer energi satu sama lain.

Arus searah dan bolak-balik

Saat ini, dua jenis arus yang berbeda digunakan secara luas - arus searah dan arus bolak-balik. Yang pertama, elektron bergerak dalam satu arah, dari sisi "negatif" ke sisi "positif". Arus bolak-balik mendorong elektron bolak-balik, mengubah arah aliran beberapa kali per detik.

Generator yang digunakan di pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik dirancang untuk menghasilkan arus bolak-balik. Anda mungkin tidak pernah memperhatikan bahwa lampu di rumah Anda sebenarnya berkedip-kedip saat arah arus berubah, tetapi hal itu terjadi terlalu cepat untuk dikenali oleh mata.

Apa syarat adanya arus listrik searah? Mengapa kita membutuhkan kedua jenis dan mana yang lebih baik? Ini adalah pertanyaan yang bagus. Fakta bahwa kami masih menggunakan kedua jenis arus menunjukkan bahwa keduanya memiliki tujuan tertentu. Sejak abad ke-19, jelas bahwa transmisi daya yang efisien dalam jarak jauh antara pembangkit listrik dan rumah hanya mungkin pada tegangan yang sangat tinggi. Tetapi masalahnya adalah mengirimkan tegangan yang sangat tinggi sangat berbahaya bagi manusia.

Solusi untuk masalah ini adalah mengurangi stres di luar rumah sebelum mengirimnya ke dalam. Sampai hari ini, arus listrik searah digunakan untuk mentransmisikan arus besarjarak, terutama karena kemampuannya untuk dengan mudah mengkonversi ke tegangan lain.

Cara kerja arus listrik

Syarat adanya arus listrik meliputi adanya partikel bermuatan, penghantar dan tegangan. Banyak ilmuwan telah mempelajari listrik dan menemukan bahwa ada dua jenis listrik: statis dan arus.

Ini adalah yang kedua yang memainkan peran besar dalam kehidupan sehari-hari setiap orang, karena merupakan arus listrik yang melewati sirkuit. Kami menggunakannya setiap hari untuk memberi daya pada rumah kami dan banyak lagi.

Apa itu arus listrik?

Ketika muatan listrik bersirkulasi dalam suatu rangkaian dari satu tempat ke tempat lain, arus listrik dihasilkan. Kondisi keberadaan arus listrik termasuk, selain partikel bermuatan, adanya konduktor. Paling sering itu adalah kawat. Sirkuitnya adalah sirkuit tertutup di mana arus mengalir dari sumber listrik. Ketika sirkuit terbuka, dia tidak dapat menyelesaikan perjalanan. Misalnya, ketika lampu di kamar Anda mati, sirkuit terbuka, tetapi ketika sirkuit tertutup, lampu menyala.

Daya saat ini

Kondisi adanya arus listrik dalam penghantar sangat dipengaruhi oleh karakteristik tegangan seperti daya. Ini adalah ukuran seberapa banyak daya yang digunakan selama periode waktu tertentu.

Ada banyak unit berbeda yang dapat digunakan untukekspresi dari karakteristik ini. Namun, daya listrik hampir diukur dalam watt. Satu watt sama dengan satu joule per detik.

Muatan listrik bergerak

Apa syarat adanya arus listrik? Ini dapat berupa pelepasan listrik statis yang tiba-tiba, seperti kilat atau percikan dari gesekan dengan kain wol. Namun, lebih sering, ketika kita berbicara tentang arus listrik, yang kita maksudkan adalah bentuk listrik yang lebih terkontrol yang membuat lampu dan peralatan bekerja. Sebagian besar muatan listrik dibawa oleh elektron negatif dan proton positif di dalam atom. Namun, yang terakhir sebagian besar tidak bergerak di dalam inti atom, sehingga pekerjaan mentransfer muatan dari satu tempat ke tempat lain dilakukan oleh elektron.

Elektron dalam bahan konduktif seperti logam sebagian besar bebas berpindah dari satu atom ke atom lain di sepanjang pita konduksinya, yang merupakan orbit elektron yang lebih tinggi. Gaya gerak listrik atau tegangan yang cukup menciptakan ketidakseimbangan muatan yang dapat menyebabkan elektron bergerak melalui konduktor sebagai arus listrik.

Jika kita menggambar analogi dengan air, maka ambillah, misalnya, sebuah pipa. Ketika kita membuka katup di salah satu ujungnya untuk membiarkan air masuk ke dalam pipa, kita tidak perlu menunggu air itu bekerja sampai ke ujung pipa. Kami mendapatkan air di ujung yang lain hampir seketika karena air yang masuk mendorong air yang sudah ada di dalam pipa. Inilah yang terjadi jika ada arus listrik pada kawat.

Arus listrik: syarat adanya arus listrik

Arus listrik biasanya dipandang sebagai aliran elektron. Ketika kedua ujung baterai dihubungkan satu sama lain dengan kabel logam, massa bermuatan ini mengalir melalui kabel dari satu ujung (elektroda atau kutub) baterai ke yang berlawanan. Jadi, beri nama syarat adanya arus listrik:

1. Partikel bermuatan.
2. Penjelajah.
3. Sumber tegangan.

Namun, tidak semuanya begitu sederhana. Kondisi apa yang diperlukan untuk keberadaan arus listrik? Pertanyaan ini dapat dijawab lebih detail dengan melihat ciri-ciri berikut:

• Beda potensial (tegangan). Ini salah satu prasyaratnya. Antara 2 titik tersebut harus ada beda potensial, artinya gaya tolak menolak yang ditimbulkan oleh partikel bermuatan di suatu tempat harus lebih besar daripada gayanya di titik lain. Sumber tegangan, sebagai suatu peraturan, tidak terjadi di alam, dan elektron didistribusikan secara merata di lingkungan. Namun demikian, para ilmuwan berhasil menemukan jenis perangkat tertentu di mana partikel bermuatan ini dapat menumpuk, sehingga menciptakan tegangan yang sangat diperlukan (misalnya, dalam baterai).
• Hambatan listrik (konduktor). Ini adalah kondisi penting kedua yang diperlukan untuk keberadaan arus listrik. Ini adalah jalur yang dilalui partikel bermuatan. Hanya bahan-bahan yang memungkinkan elektron untuk bergerak bebas bertindak sebagai konduktor. Yang sama diyang tidak memiliki kemampuan ini disebut isolator. Misalnya, kawat logam akan menjadi konduktor yang sangat baik, sedangkan selubung karetnya akan menjadi isolator yang sangat baik.

Setelah mempelajari dengan cermat kondisi munculnya dan keberadaan arus listrik, orang-orang dapat menjinakkan elemen yang kuat dan berbahaya ini dan mengarahkannya untuk kepentingan umat manusia.