Penghantar listrik
listrik merambat pada Semua material. Ada material yang mudah mengalirkan atau menghantarkan arus listrik sehingga disebut penghantar (conduktor). Ada material yang bersifat menahan arus listrik, material jenis ini disebut isolator.
Material conduktor ada pula yang agak sulit sedikit bersifat menahan atau menghambat, keadaan ini disebabkan karena sifat hambatan dalam yang memang berbeda untuk setiap jenis benda. hambatan dalam ada pada setiap benda.
Penghantar atau konduktor mempunyai tahanan dalam yang kecil, sedang isolator mempunyai tahanan dalam yang besar, material yang mudah mengalirkan arus listrik biasanya kelompok logam, yang umum dipakai untuk penghantar adalah tembaga yang dibentuk menjadi kabel.
Hambatan dalam
Pada setiap penghantar, ada sejumlah hambatan dalam. Jumlah hambatan dalam pada suatu material disebut resistansi, satuannya Ohm, notasinya R.
resistansi pada penghantar tergantung pada jenis material penghantar, luas penampang material penghantar dan panjangnya material penghantar.
Perhitungannya sebagai berikut: R = L x rho/q
Dimana : R = Resistansi total, L= panjang hantaran dalam meter, rho = hambatan jenis dari material dan q = luas penampang hantaran
Tegangan, Arus dan Frekuensi Listrik
Listrik mempunyai beda potensial antara positif dan negatif, antara line fasa dan netral beda potensial ini disebut tegangan, satuannya Volt. Listrik juga analogi dengan aliran, sebagai aliran mempunyai arus satuan arus listrik adalah ampere.
Notasi untuk tegangan adalah V, sedangkan notasi untuk arus adalah I. Sedang listrik AC mempunyai getaran disebut frekwensi satuannya Hertz, diukur sebagai banyaknya getaran setiap detik, notasi untuk frekwensi adalah F.
Hubungan antara tegangan, arus dan hambatan dapat dilihat pada rumus hukum Ohm sebagai berikut:
I = V/R ==> V = I x R
Dimana : I = arus listrik (A), V = tegangan (V), R = hambatan (Ohm).
contoh : sebuah lampu mempunyai hambatan dalam 400 Ohm, tegangan kerjanya 220 Volt Berapa besarnya arus yang dapat mengalir?
jawab : I = V / R
I = 220 / 400 = 0,55 ampere
Jadi, arus mengalir pada lampu maksimum 0,55 ampere
Daya listrik
Listrik diperlukan untuk menjalankan peralatan (lampu, motor, air conditioning dan sebagainya). peralatan ini mengubah energi listrik menjadi energi terpakai, berupa cahaya, tenaga gerak, suhu dan sebagainya. Energi yang dipakai ini daya listrik (power notasinya P satuannya Watt). Daya listrik merupakan tenaga yang terpakai yang merupakan perkalian antara tegangan listrik dengan arus yang mengalir.
Jadi, Daya = tegangan x arus atau P = V x I
Dengan hubungan daya dan resistansi dapat dilihat pada rumus berikut :
P = V x I ==> V = I x R ==> P = I x I x R
Contoh : Sebuah lampu pijar bertuliskan 224/40 Watt, artinya untuk dapat memberikan hasil kerja menyala yang optimum lampu pijar tersebut memerlukan tegangan 220 volt dan daya 40 watt. Apabila lampu tersebut diberi tegangan 220 Volt maka arus yang mengalir:
P = I x V ==> I = P / V
maka; I = 40 Watt / 220 Volt ==> 0,18 A
Hambatan dalam lampu tersebut adalah :
P = I x I x R
40watt = 0,18A x 0,18A x R
R = 40watt / (0,18 x 0,18) A
R = 1.234,57 Ohm
Jadi, batas arus yang dilewatkan lampu pijar 40watt/220volt adalah 0,18 A.
Jika tegangan diturunkan, misal 180 volt maka :
Arus yang mengalir I = 0,18 A
Daya listriknya = 180 Volt 0,18 ampere = 32,4 Watt
Karena untuk bekerja secara optimum terang secara penuh lampu perlu daya 40 watt, tetapi yang tersedia hanya 32,4 watt maka cahaya yang dihasilkan tidak optimum, menjadi lebih redup cahyanya. sebaliknya bila tegangan dinaikkan misalnya 270 Volt, maka :
Arus yang mengalir I = 0,18 ampere
Daya listriknya = 270 volt x 0,18 ampere = 48,6 Watt
Karena untuk bekerja secara optimum terang penuh lampu perlu daya 40 watt, tetapi diberi daya 48,6 watt, maka cahaya yang dihasilkan akan sangat terang.
Sifat lampu pijar adalah aliran listrik memanaskan atau membakar filamen Wolfram dan akibatnya timbul panas. Bila panas yang timbul melebihi toleransi filamen maka filamen akan melebur sehingga lampu rusak terbakar atau terputus.
Jadi lampu pijar bekerja pada daya dan tegangan yang sesuai dengan toleransi tertentu.
Faktor daya (cos-phi)
Tapi dalam beberapa kasus daya listrik sebagaimana rumus perkalian tersebut tidak selalu sama dengan daya yang dipakai. Perbedaan ini disebabkan oleh faktor kerja yang timbul atau dihasilkan oleh peralatan pemakaian listrik yang bersangkutan. Motor balast dan sebagainya. Sehingga :
P = V x I x cos-phi
Cos-phi adalah angka yang menunjukkan penyimpangan daya perkalian dengan daya listrik yang sesungguhnya dipakai. Apabila angka ini mendekati 1 maka pemakaian daya listriknya juga mendekati pemakaian sebenarnya, apabila angka ini menjauhi angka satu maka pemakaian daya listrik juga menjauhi pemakaian daya yang sebenarnya.