Satuan Arus Listrik – Berbicara tentang listrik, tentu ada banyak hal yang bisa dibahas. Mulai dari kuat arus, tegangan, energi potensialnya, dan masih banyak lagi.
Dalam ilmu kelistrikan juga ada banyak satuan yang dipakai, salah satunya adalah Ampere sebagai satuan arus listrik.
Tahukah Anda bahwa ada sejarah dan alasan tersendiri mengapa akhirnya Ampere ditetapkan sebagai satuan untuk kuat arus listrik.
Pada kesempatan kali ini, semua hal mengenai satuan Ampere akan dibahas secara lengkap. Simak sampai habis agar tak ketinggalan informasinya.
Contents
Mengenal Andre Marie Ampere
Andre Marie Ampere merupakan seorang ilmuwan fisika yang berperan besar dalam memelopori keilmuan di bidang elektrodinamika atau listrik dinamis. Pria berkebangsaan Perancis ini lahir pada 20 Januari 1775.
Karier keilmuan Ampere dimulai pada 1809 ketika dirinya diangkat menjadi profesor matematika di sebuah sekolah di Paris. Dirinya memegang posisi yang sama di sekolah tersebut sampai 1828.
Dalam kurun waktu 1819 hingga 1820, Ampere mendapatkan tawaran di University of Paris untuk bidang astronomi dan filsafat.
Kemudian di 1824, dirinya terpilih menjadi ketua kehormatan untuk kelompok penelitian fisika di College de France.
Kemudian Ampere terlibat dalam berbagai penelitian ilmiah dan menghasilkan berbagai makalah dengan berbagai topik. Mulai dari matematika, filsafat, kimia, hingga astronomi.
Dalam salah satu penelitiannya, Ampere menemukan bahwa kumparan dapat memiliki sifat magnet batang. Besi lunak yang dililitkan pada sebuah inti besi bisa menjadi magnet yang kuat.
Di samping itu, apabila ada dua buah besi yang memiliki arus listrik berdekatan dapat menimbulkan gaya.
Penelitian inilah yang mendasari penemuan hukum elektrodinamika. Ampere juga menerbitkan sebuah pemahaman fisika yang baru mengenai hubungan elektromagnetik.
Dirinya menciptakan sebuah teori baru mengenai eksistensi molekul elektrodinamika (yang menjadi awal mula gagasan tentang elektron) yang berperan sebagai elemen komponen magnet dan listrik.
Dengan penjelasan fisika mengenai gerakan elektromagnetik, Ampere mengembangkan bentuk fisik dari fenomena elektromagnetik sehingga bisa dibuktikan dengan empiris serta menggunakan prediksi matematis.
Ampere menerbitkan magnum opusnya pada 1827. Karya tersebut memunculkan nama sebuah keilmuan baru bernama elektrodinamika.
Definisi Satuan Arus Listrik
Dalam Hukum Ampere dinyatakan bahwa terdapat gaya yang menolak atau menarik di antara dua buah kabel paralel yang membawa arus listrik. Gaya tersebut dipakai dalam pengertian formal dari ampere.
Pengertian tersebut adalah arus konstan yang akan menghasilkan gaya tarik sebesar 2 x 10-7 per meter panjang antara dua konduktor paralel dengan panjang yang tidak terbatas.
Sementara lingkaran bisa diabaikan. Bagian yang melintang diletakkan terpisah sejauh 1 meter di dalam ruang hampa.
Coulomb dalam satuan internasional memiliki definisi jumlah listrik yang terbawa oleh arus 1 ampere dalam waktu 1 detik.
Jika diartikan sebaliknya, maka 1 ampere adalah muatan sebesar 1 coulomb yang melewati titik tertentu dalam waktu 1 detik.
Dari pernyataan di atas, dapat dituliskan ke dalam rumus sebagai berikut:
Q=I/t
I=Q/t
Catatan:
Q: muatan listrik
I: kuat arus listrik
t: waktu
Baca Juga:
| Arus Listrik adalah: Pengertian dan Manfaatnya |
| Energi Potensial Listrik: Pengertian, Rumus, dan Contohnya (Terlengkap) |
| 100+ Kode Meteran Listrik Pulsa (Semua Merek) |
Sejarah Satuan Ampere
Awalnya, Ampere didefinisikan sebagai satu per sepuluh dari satuan elektromagnetik dalam sistem CGS arus dan jumlah arus yang mampu menghasilkan gaya sebesar dua din per centimeter panjang antara dua kabel yang jaraknya terpisah sejauh satu centimeter.
Ukuran satuan ini dipilih agar satuan yang berasal dari sistem MKS dapat memiliki ukuran yang “nyaman”.
Sementara itu, Ampere Internasional merupakan realisasi awal dari ampere.
Definisinya adalah arus yang dapat menyimpan perak sebesar 0,001118000 gram dari larutan perak nitrat dalam setiap detik.
Selanjutnya, besar arus ini diukur kembali dengan pengukuran yang lebih akurat. Hasilnya adalah 0,99985 Ampere.
Realisasi
Karena kurang akurat jika menggunakan definisi sebelumnya, maka Ampere standar selanjutnya direalisasikan memakai keseimbangan watt.
Namun dalam praktiknya, yang dipakai adalah Hukum Ohm dari satuan hambatan listrik dan gaya gerak, ohm dan volt.
Alasannya adalah karena dua satuan ini bisa dikaitkan dengan fenomena fisika yang lebih mudah untuk direproduksi. Masing-masing adalah efek Hall Kuantum dan persimpangan Josephson.
Untuk saat ini, teknik yang dipakai untuk menentukan realisasi ampere masih memiliki ketidakpastian yang sifatnya relatif. Kurang lebih beberapa bagian dalam 10 pangkat 7. Teknik ini juga melibatkan realisasi volt, ohm, dan watt.
Definisi Baru Satuan Arus Listrik
Satuan arus listrik kembali memiliki definisi yang baru. Definisi yang baru dari satuan ampere adalah besarnya gaya antara dua kabel yang membawa arus.
Pengertian ini diusulkan untuk memberikan definisi terhadap satuan ampere dalam hal kecepatan aliran muatan listrik dasar.
Satu ampere kurang lebih setara dengan 6.2415093 x 10 pangkat 18 muatan listrik dasar yang bergerak melampaui batas selama satu detik.
Hal ini didasarkan pada Coulomb yang kurang lebih setara dengan 6.2415093 x 10 pangkat 18 muatan listrik dasar.
Jadi, Ampere merupakan nilai kebalikan dari muatan dasar di dalam satuan yang disebut Coulomb. Definisi baru ini kemudian mulai dikaji kembali pada 2005 oleh Komite Internasional untuk Berat dan Ukuran atau CPIM.
Akhirnya, definisi Ampere yang baru ini diusulkan pada tahun 2014. Pengusulan tersebut dilakukan di dalam forum Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran atau CGPM yang ke-25.
Contoh Penggunaan Satuan Arus Listrik
Arus listrik yang ditarik oleh sistem distribusi listrik tegangan konstan umumnya ditentukan oleh daya. Daya sendiri dinyatakan dalam satuan Watt (W). Satuan tersebut umumnya digunakan untuk menggambarkan konsumsi perangkat dan tegangan operasi.
Di bawah ini terdapat beberapa contoh penggunaan satuan arus listrik dalam kehidupan sehari-hari. Supaya lebih mudah, contohnya akan dikelompokkan berdasar pada level tegangan.
Kendaraan bermotor umumnya memiliki baterai atau aki dengan tegangan 12 V. Baterai ini mendukung berbagai macam aksesori, contohnya lampu panel umumnya 2 Watt, setara dengan 166 mA.
Ada juga lampu depan yang umumnya memiliki daya 60 Watt sehingga masing-masing lampu memerlukan arus listrik 5 Ampere.
Contoh lain dalam kehidupan sehari-hari, terutama di rumah, antara lain:
- Pemanggang roti atau toaster 2kW atau setara dengan 16,6 Ampere
- Bola lampu tungsten dengan daya 60 sampai 100 Watt memerlukan arus listrik 500 hingga 830 mA.
- Televisi portabel berukuran 22 inci memerlukan daya 35 Watt atau sekitar 290 Ampere.
- Lampu fluoresen berdaya listrik 13 sampai 30 Watt sehingga kuat arus listrik yang diperlukan adalah 58 sampai 112 mA.
- Mesin pemanas rendam membutuhkan daya 4,6 kW atau setara dengan 20 Ampere.
Menghitung Arus Listrik
Rumus arus listrik adalah I=q/t. Dari rumus tersebut terlihat bahwa kuat arus listrik merupakan hasil dari muatan listrik dibagi dengan waktu. Perhatikan contoh di bawah ini.
Ketika ada muatan listrik sebesar 1800 Coulomb mengalir selama 60 detik, maka kuat arus listriknya adalah:
Q= 1800 C
t= 60 sekon
I=Q/t
I=1800/60
I=30 Ampere.
Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa satuan arus listrik adalah Ampere. Lambang dari Ampere adalah huruf A besar (A).
