Pengertian Arus Listrik dan Beda Potensial

Arus listrik ditimbulkan oleh dua benda atau dua tempat yang mempunyai muatan listrik berbeda. Benda atau tempat yang memiliki muatan listrik positif lebih banyak dikatakan mempunyai potensial lebih tinggi. Sedangkan benda atau tempat yang muatan listrik negatifnya lebih banyak maka dikatakan benda atau tempat tersebut mempunyai potensial lebih rendah.

Dua tempat atau benda yang mempunyai beda potensial bisa menyebabkan terjadinya arus listrik. Syaratnya, kedua tempat atau benda itu dihubungkan dengan suatu penghantar. Dalam istilah sehari-hari, beda potensial sering dinyatakan pula sebagai tegangan.

Pada gambar di atas, A lebih positif atau mempunyai potensial lebih tinggi daripada B. Arus listrik yang terjadi akan berasal dari A menuju B. Arus listrik ini terjadi karena adanya usaha penyeimbangan potensial antara A dan B. Dengan demikian dapat dikatakan, arus listrik seolah-olah berupa arus muatan positif. Arah arus listrik berasal dari tempat dengan potensial tinggi ke tempat yang berpotensial lebih rendah.

Namun pada kenyataannya, muatan listrik yang dapat berpindah bukanlah muatan positif, melainkan muatan negatif atau elektron. Karena itu, pada gambar di atas yang terjadi sebenarnya adalah terjadinya aliran elektron dari tempat berpotensial lebih rendah ke tempat yang berpotensial lebih tinggi. Jadi, arus listrik terjadi jika ada perpindahan elektron.

Kedua benda bermuatan pada gambar di atas, jika dihubungkan melalui kabel akan menghasilkan arus listrik yang besarnya dapat ditulis dalam rumus.

Di mana:
I = besar kuat arus, satuannya ampere (A)
Q = besar muatan listrik, satuannya coulomb (C)
t = waktu tempuh, satuannya sekon (s)

Berdasarkan rumus di atas, dapat dinyatakan bahwa, arus listrik adalah banyaknya elektron yang berpindah dalam waktu tertentu.

Hubungan Energi Listrik, Muatan Listrik, dan Beda Potensial

Kita sudah mengetahui bahwa perbedaan potensial akan mengakibatkan perpindahan elektron. Beda potensial listrik atau tegangan listrik adalah banyaknya energi listrik yang diperlukan untuk mengalirkan setiap muatan listrik dari ujung-ujung penghantar.

Hubungan antara energi listrik, muatan listrik, dan beda potensial listrik secara matematik dirumuskan sebagai berikut:

Di mana,

V  = beda potensial listrik, satuan volt (V)
W = energi listrik, dengan satuan joule (J)
Q  = muatan listrik, dengan satuan coulomb (C)

Dengan demikian, beda potensial adalah besarnya energi listrik yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik.