Kuat Arus dan Rapat Arus Listrik dalam satu penghantar

Sebagaimana yang sudah dijelaskan di artikel Pengetahuan dasar Arus Listrik , tentang definisi Arus Listrik dan Muatan Listrik, berikut akan kita teruskan teori-teori menyangkut Arus Lisrik antara Lain Kuat Arus, Muatan Listrik, Rapat Arus dan Kemampuan Hantar.
Kuat Arus Listrik

Yang dimaksud dengan Kuat Arus adalah arus yang tergantung pada jumlah  elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu. Satuan Kuat Arus adalah Ampere, definisi Ampere : “ satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”. 

Rumus  menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu sebagai berikut:

Q = I x t

I   = Q/t

t   = Q/I

Dimana :

Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb

I = Kuat Arus dalam satuan Amper.

t = waktu dalam satuan detik.

Muatan Listrik : 

Muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektron. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik.

Rapat Arus

Difinisi :  “rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.

Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).

Simulasi, Kerapatan Arus dalam satu penghantar beda penampang

Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Contoh kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil dan sebaliknya. 

Tabel : Hubungan Kuat Hantar Arus dengan Penampang Penghantar

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

J = I/A

I = J x A

A = I/J

Dimana:

J = Rapat arus [ A/mm²] 

I = Kuat arus [ Amp] 

A = luas penampang kawat [ mm²]

Kemampuan hantar Arus erat hubungannya dengan Daya Hantar Arus yang dapat anda baca pada artikel Tahanan dan Daya Hantar Arus Listrik dalam Penghantar