1.2 Permasalahan
Permasalahan yang ada dalam percobaan ini adalah bagaimana cara menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan membuktikan hokum Joule, serta menentukan harga 1 Joule.
1.3 Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan untuk membuktikan hokum Joule, serta menentukan harga 1 Joule.
BAB II
DASAR TEORI 2.1 Arus
Kalau ada aliran netto muatan melewati suatu daerah, dapat dikatakan bahwa ada arus yang melalui daerah tersebut. Jika sebuah konduktor terisolasi ditempatkan dalam medan elektrostatik, muatan dalam konduktor itu akan menyusun diri kembali sehingga menjadikan interior (bagian dalam) konduktor itu suatu daerah bebas medan, dan dalam daerah ini potensial konstan. Gerak muatan dalam proses penyusunan diri kembali itu merupakan sebuah arus, dan arus itu tidak ada lagi kalau medan pada konduktor menjadi nol (Zemasky, 1986).
Jika terminal-terminal baterai dihubungkan dengan jalur penghantar yang kontinu, akan didapatkan rangkaian listrik. Alat yang diberi daya oleh baterai, yang mana bisa berupa bola lampu, pemanas, radio, atau apapun. Ketika rangkaian seperti ini terbentuk, muatan dapat mengalir melalui kawat rangkaian dari satu terminal baterai ke yang lainnya. Aliran muatan seperti ini disebut arus listrik. Arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang melewatinya per satuan waktu pada suatu titik. Dengan demikian, arus rata-rata I didefinisikan sebagai:
di mana ΔQ adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu lokasi selama jangka waktu Δt. Arus listrik diukur dalam coloumb per detik, satuan ini diberi nama khusus, ampere (disingkat amp atau A), dari nama fisikawan Perancis Andre Ampere (1775-1836). Berarti 1 A = 1 C/det. Satuan - satuan terkecil yang sering kali digunakan adalah seperti miliampere (1 mA = 10-3 A) dan mikroampere (10-6 A). Pada rangkaian tunggal, arus pada setiap saat sama pada satu titik. Hal ini sesuai dengan kekekalan muatan listrik (muatan tidak hilang) (Giancoli, 2001).
Menurut konvensi, arah arus dianggap searah dengan aliran muatan positif. Konvensi ini ditetapkan sebelum diketahui bahwa elektron-elektron bebas, yang muatannya negatif adalah partikel-partikel yang sebenarnya bergerak dan akibatnya menghasilkan arus pada kawat penghantar. Gerak dari elektron-elektron bermuatan negatif dalam satu arah ekivalen dengan aliran muatan positif yang arah geraknya berlawanan. Jadi, elektron-elektron bergerak dalam arah yang berlawanan dengan arah arus (Tipler, 1996).
Jika dimisalkan suatu arus dalam kawat penghantar berpenampang lintang A. Misalkan n adalah jumlah partikel-partikel pembawa muatan bebas per satuan volume. Diasumsikan bahwa masing-masing partikel membawa muatan q dan bergerak dengan kecepatan alir vd. Dalam waktu Δt semua partikel dalam volume AvdΔt, daerah yang melewati elemen luasan. Jumlah partikel dalam volume ini adalah nAvdΔt, dan muatan totalnya adalah:
(Tipler, 1996).
|
