Arus listrik dan karakter elektron dalam zat

Artikel mengenai arus listrik ini merupakan materi pendahuluan dalam pelajaran elektronika, kami menggabungkan dalam kategori tersebut lihat tab kategori. Ketika berbicara mengenai arus listrik tidak lepas dari aliran elektron. Elektron dalam suatu zat mempunyai karakter yang berbeda beda, demikian pula jika dilalui oleh arus listrik.

Didalam suatu bahan atau zat, gerakan gerakan elektron mempunyai arah yang tidak menentu yang terjadi secara alamiah. Jika suatu pengaruh gaya dari luar menyebabkan gerakan ini menjadi satu arah, maka dikatakan terjadi arus listrik.
Dalam artikel ini akan dibahas mengenai arus listrik pada zat padat, arus listrik pada zat cair, arus listrik pada zat gas, dan arus listrik di ruang hampa.

Arus listrik pada zat padat

Dalam zat padat aliran atau arus listrik dapat diterangkan sebagai berikut. Jika suatu elektron ditambah pada ujung suatu penghantar, maka pada ujung yang lainnya akan dipadatkan elektron lain yang keluar dari penghantar tersebut seperti yang digambarkan sebagai tabung bola.

Gambar contoh gerakan elektron pada penghantar
Gambar contoh gerakan elektron pada penghantar

Elektron bebas di dalam penghantar bergerak perlahan lahan bertubrukan dengan elektron yang lain sehingga ada elektron yang terbebas dari atom. Kejadian serupa terjadi secara sambung menyambung / estafet hingga berakhir di ujung yang lain dari penghantar. Dapat dikatakan seolah olah ada aliran yang perlahan lahan dari elektron di dalam penghantar, namun meskipun berlahan lahan kecepatan yang ditimbulkan mendekati kecepatan cahaya yaitu 3 x 10^5 km/detik.

Di dalam kenyataanya pengaruh gaya dari luar tersebut adalah suatu perbedaan potensial yang diletakkan pada ujung penghantar. Seperti dijelaskan dalam gambar berikut ini.


Gambar aliran elektron pada zat padat
Gambar aliran elektron pada zat padat

Elektron pada s sebelah kiri tertolak oleh muatan –Q dari sumber tegangan dan tertarik oleh muatan +Q, adanya perbedaan potensial dari sumber tegangan menyebabkan terjadinya aliran elektron dari kiri ke kanan. Menurut peraturan yang berlaku arah arus listrik yang mengalir adalah dari positif dan negatif sedangkan sebenarnya elektron mengalir dari negatif ke positif.

Kemampuan penghantar untuk mengalirkan elektron ditentukan oleh susunan atom dari bahan penghantar tersebut. Bahan yang mempunyai kemampuan yang besar untuk mengalirkan elektron tersebut disebut dengan konduktor sedangkan bahan yang tidak mudah mengalirkan elektron disebut isolator.

Baca juga artikel sebelumnya mengenai pengertian listrik, elektron, proton, dan neutron

Arus listrik pada zat cair


Setelah memelajari tentang arus listrik pada zat padat kali ini kami akan membahas tentang arus listrik pada zat cair. Materi ini kami ambil dari sebuah modul pembelajaran Rangkaian Listrik I di politeknik negeri semarang yang disusun oleh Ibu Sri Astuti salah satu dosen di Politeknik Negeri Semarang.

Dalam pembahasan ini zat cair diklasifikasikan menjadi zat cair non elektrolit dan zat cair elektrolit. Zat cair elektrolit merupakan zat cair yang dapat menghantarkan arus listrik Sedangkan zat cair nonelektrolit adalah zat cair yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Sebagian besar zat cair banyak ditemui dapat menghantarkan arus listrik.

Sebagai contoh dalam suatu zat cair yang mengandung larutan garam NaCl. Dalam larutan tersebut terjadi kelompok muatan listrik yang seimbang. Disini bila molekul garam dilarutkan dalam air, maka akan terjadi ion positif yaitu Natrium dan ion negatif Chlorida.

Sebagai ilustrasinya seperti gambar di bawah ini :

Gambar Aliran Elektron Pada Zat Cair
Gambar Aliran Elektron Pada Zat Cair

Apabila suatu perbedaan tegangan atau medan listrik diberikan pada larutan tersebut, maka akan terjadi sebuah ion yang bergerak dengan arah berlawanan. Ion negatif ( Cl- ) ditarik oleh elektroda positif dan ion positif ( Na+ ) ditarik oleh elektroda negatif. Akibat dari sumber tegangan yang diberikan pada elektroda elektroda tersebut menyebabkan terjadinya gerakan ion melalui larutan. Dikatakan arus listrik mengalir dalam zat cair yang disebabkan oleh gerakan partikel partikel yang bermuatan listrik.

Arus listrik pada zat gas


Molekul molekul gas selalu bergerak karena kohesi antar molekul sangat lemah. Molekul molekul tersebut saling bertubrukan antar satu dengan yang lainnya. Tubrukan yang terjadi tersebut menyebabkan elektron elektron terbebas dari atom atom dan menyebabkan atom atom tersebut kehilangan elektronnya menjadi ion positif, sedangkan atom yang bertambah elektronnya menjadi in negatif. Jadi pada zat gas terjadi ion positif dan ion negatif seperti pada elektrolit.

Bila elektroda positif dan elektroda negatif ditempatkan dalam gas tersebut, maka ion negatif akan menuju elektroda positif dan ion positif akan menuju elektroda negatif. Dengan demikian timbul arus listrik dalam gas.

Arus listrik pada ruang hampa


Setelah membahas arus listrik pada zat cair dan zat gas saat ini bagaimana arus listrik di ruang hampa ? Oke langsung saja kita lanjutkan pembahasan mengenai arus listrik pada ruang hampa.

Di dalam tabung yang benar-benar hampa tidak ada satupun elektron didalamnya yang dapat digerakkan oleh suatu gaya yang berasal dari listrik luar, sehingga tidak ada arus listrik. Bila suatu elektron dimasukkan dengan cara emisi thermionic yaitu dengan pemanasan pada filamen sehingga terjadi awan elektron pada sekitar katoda tabung hampa tersebut dan elektroda elektrodanya diberi sumber tegangan maka elektron elektron akan dipercepat ke arah elektroda positif ( anoda ) dan akan mendorong elektron elektron pada anoda ke rangkaian luar, sehingga terjadi aliran elektron.

Untuk memperjelasnya dapat dilihat di gambar prinsip dasar tabung elektron berikut ini.
Prinsip tabung elektron
Gambar Prinsip tabung elektron

Dalam tabung hampa yang diisi gas bila elektroda elektrodanya diberi medan listrik, maka elektron elektron dari atom atom gas agan tertarik oleh medan listrik, atom atom akan menjadi ion positif terdesak ke elektroda negatif. Sehingga terjadi aliran elektron yang prosesnya seperti pada elektrolit.

Itu tadi materi belajar elektronika mengenai arus listrik. Mudah mudahan dengan adanya materi ini dapat menjadi bahan pembelajaran yang membantu para pembaca dalam belajar elektronika. Untuk memudahkan dalam belajar elektronika blog Materi Elektro menyediakan materi pembelajaran yang mungkin dapat membantu anda belajar elektronika lihat Daftar Isi untuk mengetahui materi pelajaran elektronika


Herwanto
Pekerja mandiri, freelancer

Related Posts

Posting Komentar

Subscribe Our Newsletter