Apa Perbedaan Antara Medan Listrik, Tegangan, dan Arus?


saya harap Anda tidak pernah berada dalam situasi di mana Anda berada dalam bahaya dari kabel listrik yang jatuh, tetapi hidup. Namun, jika itu terjadi, prosedur keselamatan yang disarankan adalah menjauh dengan langkah kecil yang tersesat. Jenis gerakan ini akan membantu mencegah Anda terkejut.

Tentu saja pilihan terbaik adalah menghindari jenis situasi berbahaya ini — tetapi ini juga merupakan kesempatan untuk membicarakan fisika penting tentang mengapa langkah kecil adalah yang terbaik. Kita akan membahas tiga gagasan besar: beda potensial listrik (tegangan), arus listrik, dan medan listrik. Ya, semuanya terkait, dan saya akan menunjukkan caranya dengan air dan LED. Ini adalah demo fisika yang hebat, tetapi saya harus membahas hal-hal yang paling mendasar terlebih dahulu.

Arus listrik

Mungkin yang terbaik adalah memulai dengan arus listrik. Ini mungkin yang paling mudah dimengerti. Semuanya dimulai dengan muatan listrik. Untuk hampir setiap interaksi listrik dalam kehidupan nyata, hanya ada dua muatan. Kedua muatan ini adalah proton yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Meskipun partikel-partikel ini memiliki massa yang berbeda, mereka memiliki muatan yang berlawanan. Kedua partikel tersebut memiliki besaran muatan 1,6 x 1019 Coulombs (satuan untuk pengisian daya). Nilai ini muncul dalam situasi lain, jadi kami menyebutnya muatan fundamental dan menyatakannya sebagai “e” (kependekan dari muatan elektron). Jadi katakanlah Anda memiliki silinder panjang yang terbuat dari logam seperti tembaga (aw). Setiap atom dalam logam ini memiliki 29 proton dan 29 elektron sehingga seluruh kawat memiliki muatan bersih nol. Semua atom tembaga dalam material ini berinteraksi dengan atom di dekatnya dengan cara yang memungkinkan satu elektron berpindah dengan mudah dari satu atom tembaga ke atom berikutnya (kita menyebutnya elektron bebas). Saat material melakukan ini, kami menyebutnya sebagai konduktor listrik. Pada dasarnya semua logam adalah konduktor.

Model yang bagus adalah menganggap kawat logam ini sebagai sekumpulan muatan positif (proton) yang terjebak di tempatnya bersama dengan muatan negatif (elektron) yang dapat bergerak dengan jumlah yang sama. Tapi tetap saja, keseluruhan kabelnya netral. Sekarang bayangkan semua elektron bebas ini bergerak ke arah yang sama — itu adalah arus listrik. Itu aliran muatan listrik.

Ilustrasi: Rhett Allain

Jika Anda dapat mengamati satu titik di kawat dan menghitung jumlah elektron yang bergerak (dengan kecepatan ve) yang melewatinya setiap detik, ini akan menjadi arus listrik (saya). Sebagai persamaan, terlihat seperti ini:

Diposting oleh : joker123