Tegangan Listrik dan Medan Listrik

Listrik adalah besaran alam yang dapat dimanfaatkan, bisa dibangkitkan dan dipakai kapan saja dan dimana saja bilamana kita memerlukannya.

Besaran listrik yang dapat dirasakan oleh makhluk hidup adalah "tegangan listrik dan medan listrik".

    E = V / d

dimana

    V adalah simbol Tegangan Listrik, satuannya Volt

    E adalah simbol Medan Listrik, satuan Volt per meter

    d adalah simbol Jarak, satuannya meter

Pada rangkaian loop tertutup, "medan listrik" tidak dapat menghasilkan arus listrik sedangkan "tegangan listrik" dapat menghasilkan arus listrik, maka dari itu tegangan listrik merupakan bentukan energi yang potensial, sesuatu yang dapat menghasilkan kerja atau usaha.

Besaran listrik "arus listrik dan medan magnet" tidak dapat dirasakan oleh makhluk hidup.

    H = I / l

dimana

    I adalah simbol Arus Listrik, satuannya Amper

    H adalah simbol Medan Magnet, satuan Amper per meter

    l adalah simbol Jarak, satuannya meter

Pada rangkaian loop tertutup, "medan magnet" tidak dapat menghasilkan tegangan listrik sedangkan "arus listrik" dapat menghasilkan tegangan listrik, maka dari itu arus listrik merupakan bentukan energi yang potensial, sesuatu yang dapat menghasilkan kerja atau usaha.

Terbentuknya arus listrik karena adanya perpindahan muatan listrik.

    i = v / R

dimana

    i adalah Arus, satuannya Amper

    v adalah Tegangan, satuannya Volt

    R adalah Resistansi, satuannya Ohm

Resistor bersifat linier, artinya harga arus berbanding lurus terhadap tegangan. Resistor tidak menyimpan energi tetapi membuang energi dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas.

Terbentuknya arus listrik karena adanya perubahan muatan listrik.

    i = dq/dt

dimana

    i adalah Arus kapasitor, satuannya Amper

    q adalah Muatan listrik, satuannya Coulomb

    t adalah Waktu, satuannya Second

Karena

    q = C v

dimana
    q adalah Muatan listrik, satuannya Coulomb
    v adalah Tegangan kapasitor, satuannya Volt
    C adalah Kapasitansi, satuannya Farad


maka

    i = C dv/dt

Adanya arus pada kapasitor menunjukan adanya perubahan tegangan kapasitor.

Kapasitor bersifat menyimpan energi listrik, hubungan antara arus dan tegangan bergantung waktu dan tidak linier, arus kapasitor bisa berubah mendadak sedangkan tegangannya tidak bisa berubah mendadak.

Terbentuknya tegangan listrik karena adanya perubahan flux magnet.

    v = dø/dt 

dimana

    v adalah Tegangan induktor, satuannya Volt
    ø adalah Flux magnet, satuannya Weber

    t adalah Waktu, satuannya Second

Karena 

    ø = L i

dimana 
    ø adalah Flux magnet, satuannya Weber
    i adalah Arus induktor, satuannya Amper
    L adalah Induktansi , satuannya Henry

maka 

    v = L di/dt  

Adanya tegangan pada induktor menunjukan adanya perubahan arus induktor.

Induktor bersifat menyimpan energi magnet, hubungan antara tegangan dan arus bergantung waktu dan tidak linier, tegangan induktor bisa berubah mendadak sedangkan arusnya tidak bisa berubah mendadak.

Energi dan Daya

Energi adalah besaran yang dapat menimbulkan kerja atau usaha. Daya adalah besaran yang menunjukan adanya usaha atau kerja karena terjadinya perubahan besaran energi.

    P(t)  = dW(t)/dt

dimana

    P adalah Daya, satuannya Watt

    W adalah Energi, satuannya Joule

    t adalah Waktu, satuannya Second

Daya yang terjadi karena perpindahan muatan listrik pada resistor

Karena resistor memiliki karakteristik

    v = R i

dimana
    v adalah Tegangan resistor, satuannya Volt

    i adalah Arus resistor, satuannya Amper

    R adalah Resistansi resistor, satuannya Ohm

maka dayanya adalah

    P = v i = v²/ R = i² R

 

Daya yang terjadi karena perubahan muatan listrik pada kapasitor

 

Karena kapasitor memiliki karakteristik

    q = C v

dimana

    q adalah Muatan listrik, satuannya Coulomb

    v adalah Tegangan kapasitor, satuannya Watt

    C adalah Kapasitansi kapasitor, satuannya Farad

dan karena besar energi yang disimpannya

    W(t) = v q = C v² 

maka dayanya adalah

    P(t) = 2 C v dv/dt

Daya yang terjadi karena perubahan flux magnet pada induktor

 

Karena induktor memiliki karakteristik

    ø = L i

dimana
    ø adalah Flux magnet, satuannya Weber

    i adalah Arus induktor, satuannya Amper

    L adalah Induktansi induktor, satuannya Henry

dan karena besar energi yang disimpannya

    W(t) = i ø = L i²

maka dayanya adalah

    P(t) = 2 L i di/dt