Secara umum, aliran arus listrik bersumber dari pembangkit listrik. Ternyata, selain dihasilkan oleh pembangkit listrik seperti generator, arus listrik juga dapat dihasilkan oleh baterai, aki (accu), dan buah-buahan terutama buah-buahan yang mengandung asam, misalnya jeruk. Buah dapat berperan sebagai baterai karena adanya penggunaan lempeng seng dan lempeng besi yang berfungsi untuk menimbulkan beda potensial dalam buah. Lempeng seng berfungsi sebagai kutub negatif dan lempeng besi berfungsi sebagai kutub positif. Adanya beda potensial dalam buah inilah yang kemudian mendorong elektron-elektron untuk bergerak hingga memicu aliran listrik dalam rangkaian.
Rangkaian listrik adalah susunan komponen-komponen elektronika yang dirangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Arus listrik dalam suatu rangkaian listrik hanya dapat mengalir jika rangkaian listrik tersebut berada dalam keadaan tertutup.
Rangkaian listrik terbuka merupakan suatu bentuk rangkaian listrik dimana arus tidak dapat mengalir dalam rangkaian karena ada bagian dalam rangkaian yang tidak terhubung atau dihubungkan dengan komponen pemutus arus seperti saklar. Rangkaian Terbuka tidak dapat mengalirkan arus karena jalannya arus diputus (dibuka).
Rangkaian tertutup adalah rangkaian yang dapat mengalirkan arus listrik sehingga lampu dapat menyala. Sambungan dari baterai, lampu dan kabel, atau sambungan dari semangka atau jeruk, lampu, dan kabel, ternyata sambungan tersebut terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. Dengan demikian, sebuah rangkaian listrik yang tertutup akan menghasilkan nyala lampu. Pada rangkaian listrik tertutup (skalar tertutup atau posisi on), arus listrik akan mengalir dan lampu menyala.
Rangkaian listrik terbuka merupakan suatu bentuk rangkaian listrik dimana arus tidak dapat mengalir dalam rangkaian karena ada bagian dalam rangkaian yang tidak terhubung atau dihubungkan dengan komponen pemutus arus seperti saklar. Rangkaian Terbuka tidak dapat mengalirkan arus karena jalannya arus diputus (dibuka).
Rangkaian tertutup adalah rangkaian yang dapat mengalirkan arus listrik sehingga lampu dapat menyala. Sambungan dari baterai, lampu dan kabel, atau sambungan dari semangka atau jeruk, lampu, dan kabel, ternyata sambungan tersebut terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. Dengan demikian, sebuah rangkaian listrik yang tertutup akan menghasilkan nyala lampu. Pada rangkaian listrik tertutup (skalar tertutup atau posisi on), arus listrik akan mengalir dan lampu menyala.
| No. | Gambar | Jenis Rangkaian | Penjelasan/Alasan |
|---|---|---|---|
| 1. |  | Rangkaian tertutup | Sambungan dari baterai, lampu dan kabel terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. |
| 2. |  | Rangkaian tertutup | Sambungan dari baterai, lampu dan kabel terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. |
| 3. |  | Rangkaian tertutup | Sambungan dari baterai, lampu dan kabel terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian tertutup. |
| 4. |  | Rangkaian terbuka | Sambungan dari baterai, lampu dan kabel tidak terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian terbuka. |
| 5. |  | Rangkaian terbuka | Sambungan dari baterai, lampu dan kabel tidak terhubung satu sama lain sehingga rangkaian tersebut merupakan rangkaian terbuka. |
Arus listrik mengalir karena pada ujung-ujung rangkaian ada perbedaan potensial listrik yang diberikan oleh baterai sebagai sumber tegangan. Ujung kawat penghantar yang memiliki banyak elektron (terhubung dengan kutub negatif baterai) dapat dikatakan memiliki potensial listrik yang rendah, sedangkan ujung kawat penghantar lainnya yang memiliki sedikit elektron (terhubung dengan kutub positif baterai) dapat dikatakan memiliki potensial listrik yang tinggi. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan arah aliran elektron adalah sebaliknya yaitu dari potensial rendah ke potensial tinggi atau dengan kata lain dari kutub negatif ke kutub positif.
Pada rangkaian listrik tertutup, besar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat ditentukan dengan menghitung besar muatan listrik yang mengalir pada rangkaian setiap detiknya. Hal ini dikarenakan besar arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup sebanding dengan besarnya muatan listrik yang mengalir pada setiap detik, atau secara matematis besar arus listrik ditulis sebagai berikut.
| Keterangan: I = arus listrik (ampere) q = muatan listrik (coulomb) t = waktu (detik) |
Pada rangkaian listrik tertutup, pembawa muatan listrik adalah elektron sehingga besarnya muatan ditentukan oleh jumlah elektron, yaitu;
| Keterangan: I = Arus listrik (ampere) N = jumlah muatan listrik e = muatan elektron (coulomb) t = waktu (detik) |
Contoh Soal 1
Arus listrik sebesar 5 mA mengalir pada sel saraf selama 0,1 detik. Berapakah besar muatan dan jumlah elektron yang berpindah pada sel saraf tersebut?
Diketahui:
A = 5 mA = 0,005 A
t = 0,1 s
e = 1,6 x 10-19 C
Ditanyakan: besar muatan dan jumlah elektron yang berpindah pada sel saraf.
Jawab:
Besar muatan listrik,
| I = | q |
| t |
Banyaknya elektron yang mengalir pada sel saraf,
| I = | N . e | = N = | I . t | = | 5 x 10-4 | = 3, 125 x 1015 elektron |
| t | e | 1,6 x 10-19 |
