Teman KOCO setiap hari pasti menggunakan listrik, baik itu di rumah maupun sekolah. Mulai dari mengisi baterai HP, menggunakan komputer, menyalakan tv, dan masih banyak lagi. Nah, listrik yang kamu gunakan itu disebut dengan listrik dinamis atau listrik yang bergerak. Mau tau jenis dan manfaatnya bagi kehidupan sehari-hari? Yuk, langsung aja simak penjelasaanya di bawah ini!

Pengertian Listrik Dinamis

Seperti yang sudah Minco spill di atas, listrik dinamis adalah muatan-muatan listrik yang mengalir atau bergerak dari satu titik ke titik lainnya secara bebas. Listrik yang mengalir ini bisa juga disebut dengan arus listrik. Nah, arus listrik adalah aliran partikel bermuatan positif yang melalui konduktor atau penghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Jadi, ibaratnya aliran sungai yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat rendah, arus listrik ini juga baru bisa bergerak jika ada perbedaan energi potensial, dimana mulai mengalir dari potensial yang tinggi ke potensial yang rendah. Selain itu, arus listrik hanya dapat mengalir para rangkaian listrik tertutup saja, jika terbuka maka aliran listrik akan terputus.

Jenis Arus Listrik Dinamis

Arus listrik dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan arah aliran elektronnya, yaitu:

• Arus searah (DC) → Ketika elektron mengalir hanya dalam satu arah saja dari positif ke negatif dan nilainya selalu konstan. Misalnya pada arus yang dihasilkan oleh panel fotovoltaik.
• Arus bolak-balik (AC) → Ketika elektron bergerak secara bolak-balik (positif ⇆ negatif) dalam waktu atau kecepatan tertentu. Contohnya seperti listrik PLN, dinamo, dan generator listrik.

Karakteristik Listrik Dinamis

Ada beberapa karakteristik yang perlu kamu ketahui agar bisa membedakannya dengan jenis listrik yang lain. Berikut adalah karakteristiknya:

1. Terdiri dari muatan listrik yang bergerak sehingga menghasilkan arus listrik.
2. Membutuhkan komponen lain agar beban tetap bisa mengalir dan bergerak.
3. Pada satuan Sistem Internasional (SI), muatan diukur dalam satuan coulomb (C) sedangkan arus dalam satuan coulomb / detik atau ampere (A). Arus 1 A berarti luas penampang penghantar mengalir 1 C setiap detik.
4. Arus listrik membutuhkan jalur atau sikuit tertutup untuk mempertahankan alirannya.
5. Semua muatan yang bergerak menghasilkan medan magnet, termasuk kawat membawa arus.
6. Pada prinsipnya, arah arus adalah gerakan yang diikuti oleh elektron dalam penghantar yang meninggalkan kutub negatif baterai dan menuju positif.

Kuat Arus Listrik

Kembali ke poin awal, aliran pada listrik disebabkan oleh muatan listrik yang bergerak dalam suatu penghantar. Nah, muatan listrik yang mengalir dalam jumlah tertentu yang menembus penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu disebut dengan kuat arus listrik.

Sederhananya, kuat arus listrik ini adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar tiap satuan waktu. Untuk menghitungnya, kamu bisa menggunakan rumus sebagai berikut:

Keterangan:

• I = Kuat arus listrik (Ampere/A)
• Q = Muatan listrik (Coulomb/C)
• t = Waktu (Sekon/s)

Beda Potensial

Seperti yang sudah Minco jelaskan di awal tadi, arus listrik baru bisa mengalir dari kutub positif ke kutub negatif jika ada perbedaan potensial. Nah, beda potensial atau tegangan listrik ini merupakan jumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya. Beda potensial ini bisa kamu hitung secara matematis menggunakan rumus:

Keterangan:

• V = Beda potensial (Volt/V)
• W = Energi listrik (Joule/J)
• Q = Muatan listrik (Coulomb/C)

Hukum Ohm

Perlu kamu ketahui, arus listrik, beda potensial, serta hambatan dalam rangkaian listrik saling berkaitan. Hal ini dijelaskan oleh George Simon Ohm pada tahun 1827 melalui hukum Ohm yang mengatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui penghantar akan selalu berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan. Jadi, jika tegangan dari suatu rangkaian dinaikkan, maka arus listriknya pun akan meningkat, begitu pula sebaliknya.

Keterangan:

• V = Beda potensial (Volt/V)
• I = Kuat Arus Listrik (Ampere/A)
• R = Hambatan (Ohm/Ω)

Rangkaian Listrik

Berdasarkan karakteristik listrik dinamis, arus listrik dapat mengalir melalui rangkaian listrik yang tertutup. Elektron yang mengalir pada penghantar atau konduktor ini menggunakan kabel dari tembaga untuk bisa menghantarkan arus listrik. Terdapat dua jenis rangkaian, yaitu:

Rangkaian seri

Jenis rangkaian listrik ini hambatan atau resistannya disusun secara sejajar/bersebalahan. Rangkaian seri mempunyai karakteristik sebagai berikut:

• Hanya terdiri dari satu rangkaian listrik (satu jalur arus listrik).
• Arus yang mengalir pada setiap hambatan listrik adalah sama.
• Pada rangkaian seri yang dihubungkan dengan beberapa lampu, jika salah satu lampu mati, maka lampu yang lainnya akan mati. 
• Rumus pada rangkaian seri:

Rangkaian paralel

Pada rangkaian listrik paralel, hambatan di dalamnya disusun secara bertingkat/bercabang. Seperti halnya rangkaian seri, rangkaian paralel juga mempunyai beberapa karakteristik yang perlu kamu pahami, yaitu:

• Terdiri dari dua rangkaian listrik atau lebih.
• Arus total adalah hasil pertambahan dari arus-arus yang ada di rangkaian (arus masuk sama dengan arus keluar, berlaku hukum I Kirchoff: ΣI masuk = ΣI keluar)
• Pada rangkaian paralel yang dihubungkan dengan beberapa lampu, jika salah satu lampu mati, maka lampu yang lainnya tetap menyala.
• Rumus pada rangkaian paralel:

Energi listrik

Seperti pada penjelasan poin beda potensial sebelumnya, energi listrik ini digunakan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya. Energi listrik sendiri bisa kamu gitung menggunakan beberapa rumus, di antaranya yaitu:

Keterangan:

• W = Energi (Joule / J)
• Q = Muatan listrik (Coulomb / C)
• V = Beda potensial (Volt / V)
• I = Kuat arus listrik (Ampere / A)
• t = Waktu (sekon / s)
• R = Hambatan (Ohm / Ω)

Contoh Penerapan Sehari-hari

Perlu kamu ketahui, listrik mempunyai peran yang penting bagi kehidupan kita. Tidak hanya lampu sebagai penerangan ruangan saja, namun listrik dinamis ini juga sering diterapkan dalam beberapa hal, seperti:

Rangkaian Listrik

Sebagai listrik yang mampu bergerak secara bebas, arus listrik ini dapat bersirkulasi ke dalam jalur atau sirkuit listrik apapun asalkan tertutup agar tetap bisa mengalir. Contohnya pada barang-barang yang sering kita gunakan setiap hari, seperti setrika listrik, telepon, senter, kompor listrik, mainan yang menggunakan baterai, pengisi daya baterai, dan lain sebagainya.

Sistem Transmisi Listrik

Jika kamu belum tahu, transmisi energi listrik adalah proses penyaluran energi listrik dari pembangkit listrik ke gardu listrik sampai ke masyarakat. Nah, dalam sistem penyaluran listriknya ini menggunakan arus listrik dinamis bolak-balik (AC). Tujuannya adalah agar energi listrik lebih mudah dikonduksikan pada jarak yang jauh.

Listrik Atmosfer

Hingga saat ini banyak peneliti yang termotivasi untuk mencari cara untuk menghasilkan listrik dalam jumlah yang banyak namun menggunakan bahan bakar yang sedikit, salah satunya yaitu dengan memproduksi listrik dari atmosfer bumi. Salah satu yang berhasil melakukan hal ini adalah perusahaan SEFE. Perusahaan ini berhasil membuat teknologi ekslusif untuk bisa menarik arus listrik DC dari lapisan atmosfer (ionosfer) kemudian diubahnya menjadi arus listrik AC agar dapat membangkitkan energi listrik.

Aurora Kutub

Pada wilayah kutub seringkali terdapat aurora atau fenomena alam dimana muncul cahaya biru, merah, kuning, hijau, dan oranye bersinar serta bergerak-gerak di langit. Fenomena ini terjadi karena adanya listrik dinamis, yakni aliran partikel bermuatan terus-menerus datang dari matahari dan ketika mendekati bumi medan magnet membelokkannya sehingga partikel memancarkan cahaya dan menciptakan efek bercahaya atau yang disebut dengan aurora.

Fungsi Sistem Saraf

Arus listrik dalam tubuh mampu memproses rangsangan dari luar yang kemudian diterima oleh panca indera. Selanjutnya, rangsangan ini diubah ke dalam bentuk informasi lewat sistem saraf dan berjalan ke otak dengan impuls listrik.

Defibrillator

Listrik jenis dinamis ini dapat merusak tubuh manusia, bahkan bisa sampai berakibat fatal meskipun hanya 1 Ampere saja. Namun, jika dimanfaatkan dengan benar, arus listrik ini dapat membantu menyelamatkan hidup manusia melalui defibrillator. Alat ini sering digunakan untuk membantu mengembalikan ritme jantung dengan cara mengalirkan listrik dinamis ke jantung.

Manfaat Listrik Dinamis

Listrik memang menjadi kebutuhan utama kita dalam kehidupan sehari-hari, sehingga tentu mempunyai banyak manfaat positif. Beberapa manfaat yang bisa kamu rasakan dari listrik dinamis yaitu:

• Sebagai sumber energi → Elemen volta, baterai, dan aki
• Penghasil cahaya dan panas → Setrika listrik, lampu, kulkas, rice cooker, oven, dan alat ruamh tangga lainnya.
• Penghasil gerak → Mesin cuci, kipas angin, kendaraan listrik, vacuum cleaner, dsb.
• Bioenergi → Pembuatan biogas untuk menghasilkan listrik.

Contoh Soal

1. Kuat arus listrik

Kuat arus dalam sepotong kawat penghantar 10 A. Berapa menit waktu yang dibutuhkan muatan 9.600 C supaya bisa melewati penampang tersebut?

Jawaban:

2. Beda Potensial

Di dalam sebuah sumber listrik, mengalir energi sebesar 5.600 J dan digunakan untuk memindahkan muatan 70 C. Hitunglah beda potensial perpindahan muatan tersebut!

Jawaban:

3. Hukum Ohm

Sepotong kawat dihubungkan pada beda potensial 6 V. Jika kuat arus yang melalui kawat tersebut 2 A, berapakah hambatan kawat tersebut?

Jawaban:

4. Rangkaian Listrik

Diketahui nilai R1 = 4 Ohm, R2 = 5 Ohm, dan R3 = 2 Ohm. Jika nilai arus listriknya sebesar 2 A, maka berapa nilai voltase rangkaian tersebut?

Jawaban:

5. Energi Listrik

Sebuah peralatan listrik dipasang pada tegangan listrik sebesar 12 volt dan arus yang mengalir adalah sebesar 750 mA. Hitunglah besarnya energi listrik yang dibutuhkan dalam jangka waktu 1 menit ?

Bagaimana, Teman KOCO? Sudah mulai paham kan dengan materi kali ini? Jangan lupa pelajari tentang konsep dari listrik statis di sini ya!

Kalau kamu ada pertanyaan, langsung tulis di kolom komentar, ya.

Kamu juga bisa mendownload rangkuman materi gratis, menonton video pembelajaran atau bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star.   

Yuk, dapatkan semua aksesnya dengan klik banner di bawah ini!