Daya Hantar Listrik Pada Kawat Penghantar

DAYA HANTAR LISTRIK
        Kalian  tentu sudah mengetahui bahwa dua ujung penghantar yang mempunyai beda potensial dapat mengalirkan arus listrik. Menurutmu, apakah arus yang mengalir dalam penghantar tersebut tidak mengalami hambatan apapun? Untuk mengetahui jawabannya, ikutilah uraian berikut. Di dalam kawat penghantar arus listrik dihasilkan oleh aliran elektron. Muatan positif tidak bergerak karena terikat kuat di dalam inti atom. Ketika ujung-ujung kawat penghantar mendapat beda potensial, elektron akan mengalir melalui ruang di antara sela-sela muatan positif yang diam. Tumbukan elektron dengan muatan positif sering terjadi sehingga menghambat aliran elektron dan mengurangi arus listrik yang dihasilkan.
        Makin panjang kawat penghantar makin banyak tumbukan elektron yang dialami, sehingga makin besar pula hambatan yang dialami elektron. Akibatnya makin kecil arus yang mengalir.

        Perlu diketahui juga bahwa hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat. Kawat yang panjang hambatannya besar sehingga menyebabkan kuat arus kecil dan nyala lampu redup. Besar hambatan kawat penghantar bergantung pada jenis kawat. Kawat yang jenisnya berbeda, hambatannya juga berbeda. Hal itu dikarenakan kawat yang hambatan jenisnya besar akan menyebabkan hambatan kawat penghantar juga besar.
        Oleh karena itu, hambatan kawat penghantar dipengaruhi oleh panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawat. Hambatan makin kecil, apabila luas penampang kawat besar.
Hambatan jenis dari beberapa jenis bahan disajikan pada Tabel berikut ini.


        Hubungan antara hambatan kawat penghantar, panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawat secara matematis dirumuskan.


Dengan:
R = hambatan kawat satuan ohm (Ω)
ρ = hambatan jenis kawat satuan ohm meter (Ω.m)
l = panjang kawat satuan meter (m)
A = luas penampang kawat satuan meter kuadrat (m2)


        Penggunaan kawat penghantar yang panjang pada jaringan listrik PLN menyebabkan turunnya tegangan listrik. Tegangan listrik yang diberikan pada kawat yang panjang tidak dapat merubah besar hambatan, tetapi hanya merubah besar arus listrik yang mengalir melalui kawat itu. Jika kawat penghantar itu panjang, kuat arus listrik yang mengalir kecil seiring turunnya tegangan listrik. Oleh karena itu diperlukan tegangan yang tinggi untuk mengalirkan arus listrik. Hal ini diterapkan pada jaringan kabel listrik yang panjangnya mencapai ratusan kilometer. Agar listrik dapat dinikmati konsumen diperlukan tegangan listrik yang tinggi sampai ribuan megavolt.


Contoh Soal:
1. Kawat tembaga panjangnya 15 m memiliki luas penampang 5 mm. Jika hambatan jenisnya 1,7 × 10^-8 Ωm, berapakah hambatan kawat tembaga?

Penyelesaian:
Diketahui:
l = 15 m
A = 5 mm = 5 × 10^-6 m²
ρ = 1,7 × 10^-8 Ωm
Ditanya: R = ... ?
Jawab:

Jadi, hambatan kawat tembaga itu 5,1 × 10^-2 Ω


2. Dua kawat A dan B luas penampangnya sama dan terbuat dari bahan yang sama. Panjang kawat A tiga kali panjang kawat B. Jika hambatan kawat A 150Ω, berapakah hambatan kawat B?

Penyelesaian:
Diketahui:
A_A = A_B
ρ_A = ρ_B
l_A = 3 l_B
R_A = 150 Ω
Ditanya: R_B =⋯?
Jawab:
Cara I




Cara II

Jadi, hambatan kawat B adalah 50 Ω

Posted in: 9 SMP, Fisika, Listrik, Listrik Dinamis