Beda potensial atau juga kerap dikenal dengan istilah tegangan merupakan hal penting yang harus diketahui terutama pegiat elektronik. Namun sebenarnya apa pengertian perbedaan potensial tegangan tersebut?
Untuk menjawab pertanyaan di atas, pada kali ini akan dibahas secara lengkap mengenai beda potensial, mulai dari pengertian, rumus, hingga contoh soal. Dengan begitu, Anda akan jauh lebih mudah untuk memahaminya.
Pengetahuan terkait beda potensial biasanya dibutuhkan ketika akan membuat rangkaian elektronik atau melakukan servis. Selain beda potensial, arus listrik juga akan dibahas karena masih memiliki beberapa hal yang berkaitan.
Pengertian Perbedaan Potensial Tegangan
Dalam mempelajari apapun, Anda perlu mengetahui terlebih dahulu istilah yang akan dibahas, dalam hal ini adalah beda potensial. Pengertian beda potensial adalah seberapa banyak energi yang dibutuhkan untuk mengalirkan muatan listrik dari sebuah titik menuju titik lain dalam sebuah kawat pengantar.
Selain itu, ada pula yang berpendapat bahwa perbedaan potensial merupakan perbedaan antara jumlah muatan positif yang terdapat pada dua atau lebih benda. Di sisi lain, masih ada pendapat lain yang mengatakan perbedaan potensial merupakan energi suatu sumber arus untuk memindahkan 1C muatan listrik.
Penyebab Adanya Beda Potensial
Setelah mengetahui pengertian beda potensial listrik di bagian sebelumnya, Anda juga perlu tahu kenapa beda potensial bisa muncul. Pada dasarnya, perbedaan potensial akan muncul ketika terdapat gaya magnet yang memengaruhi suatu benda dengan muatan listrik.
Perbedaan potensial pun juga bisa terjadi ketika sebuah rangkaian listrik mendapatkan sentuhan oleh konduktor (materi yang menghantarkan listrik). Dengan begitu, elektron nantinya mengalir melewati material tersebut.
Dari penjelasan di atas, alasan tersebutlah yang mengakibatkan seseorang akan tersengat arus listrik apabila menyentuh material yang mendapat aliran listrik. Efek yang ditimbulkan dari aliran tersebut biasanya tergantung dari seberapa besar perbedaan elektron yang ada.
Alat yang dipakai untuk mengukur besar beda potensial adalah Voltmeter. Ketika mengukur perbedaan potensial, alat tersebut harus dipasang secara paralel terhadap benda yang diukur. Kemudian, hubungkan ujung potensial yang lebih tingi ke kutub positif.
Rumus Tentang Beda Potensial
Di bagian sebelumnya, Anda telah mempelajari mengenai apa itu beda potensial. Selanjutnya, untuk lebih memahami tentang istilah tersebut, ada rumus yang perlu diperhatikan. Secara matematis, rumus dari beda potensial adalah V=W/Q.
V merupakan beda potensial listrik yang dinyatakan dengan satuan Volt (V), kemudian W adalah energi listrik dengan satuan Joule (J), dan Q adalah muatan listrik dengan satuan Coulomb (C).
Untuk lebih memahami terkait rumus di atas, Anda bisa melihat beberapa contoh soal yang akan diberikan. Perhitungan ini dilakukan dengan menggunakan beda potensial rumus tersebut.
Sebuah muatan sebesar 5 Coulomb dipindahkan menuju titik D dari titik C menggunakan usaha 15 Joule. Hitung besar beda potensial yang terdapat di antara dua titik tersebut!
Untuk menjawab contoh soal beda potensial tersebut, Anda bisa menggunakan rumus V=W/Q. Besaran Q adalah 5 C, sedangkan W adalah 15 J.
Dari data tersebut, maka bisa diperoleh beda potensial yang terjadi adalah V=15/5, yaitu 3 Volt. Jadi, beda potensial dari titik C menuju titik D adalah sebesar 3 Volt.
Perbedaan Antara Tegangan dan Arus
Salah satu istilah yang kerap dianggap sama dengan tegangan adalah arus listrik. Padahal, keduanya memiliki perbedaan cukup signifikan. Berikut ini adalah beberapa perbedaan tegangan dan arus.
1. Dilihat dari pengertian
Perbedaan yang pertama bisa dilihat dari pengertian kedua istilah tersebut. Seperti telah dijelaskan di bagian awal, pengertian perbedaan potensial tegangan merupakan perbedaan potensial yang terdapat di antara dua buah titik dengan satu titik memiliki energi potensial lebih tinggi.
Sementara itu, arus merupakan aliran elektron yang bergerak terus-menerus ke arah yang sama. Pergerakan elektron tersebut bisa terjadi disebabkan adanya beda potensial. Oleh karena itu, bisa disimpulkan bahwa arus muncul karena terdapat tegangan.
2. Dilihat dari simbol
Selain pengertian, simbol kedua istilah ini juga berbeda. Menurut beberapa sumber yang ada, tegangan disimbolkan dengan V. Sementara itu, arus disimbolkan dengan I.
3. Dilihat dari satuan
Karena memiliki simbol yang berbeda, tentu saja satuannya pun juga tidak sama. Tegangan mempunyai satuan internasional V atau Volt, sedangkan arus memiliki satuan A atau Ampere.
Sebagai catatan, besar 1 Ampere adalah 1 Coulomb per detik. Artinya, satuan ini menyatakan seberapa banyak elektron atau muatan listrik yang mengalir per detik dalam sebuah jarak tertentu.
Kemudian, satuan 1 Volt adalah 1 Joule per Coulomb. Dari pernyataan tersebut, dapat dikatakan bahwa tegangan menyatakan seberapa besar energi yang dimiliki oleh sebuah muatan.
4. Dilihat dari alat ukur
Perbedaan arus dan tegangan yang berikutnya adalah alat ukur. Alat untuk mengukur arus listrik bernama Amperemeter, sedangkan untuk mengukur tegangan adalah Voltmeter. Keduanya juga mempunyai cara penggunaan yang berbeda.
Prinsip kerja dari Voltmeter adalah alat tersebut akan menimbang atau mengukur tegangan menggunakan tegangan yang telah diketahui pada sebuah sirkuit jembatan. Lalu, bagaimana cara untuk mengukur tegangan tersebut?
Pengukuran perbedaan potensial atau tegangan dilakukan menggunakan pengaturan batas ukur yang terdapat pada alat. Kemudian, alat tersebut akan menghubungkan dua kabel, yakni dari Voltmeter menuju ujung lampu yang telah dirangkai.
5. Dilihat dari rumus
Di bagian sebelumnya Anda telah mempelajari rumus beserta contoh soal terkait dengan perbedaan potensial. Ternyata, rumus perhitungan beda potensial berbeda dengan perhitungan arus listrik.
Rumus tegangan adalah V= I x R, sedangkan arus adalah I= V/R. Dalam rumus tersebut, I menyatakan kuat arus dengan satuan Ampere, V adalah besar tegangan dengan satuan Volt, dan R adalah besar hambatan dengan satuan Ohm.
4. Dilihat dari penyebab hilangnya
Baik arus maupun tegangan, keduanya bisa hilang karena sebab tertentu. Arus listrik akan hilang ketika terdapat elemen pasif seperti resistor contohnya. Sementara itu, tegangan akan menghilang ketika terdapat impedansi.
Impedansi merupakan hambatan listrik yang disebabkan adanya resistensi serta reaktansi pada sebuah arus bolak-balik. Jadi, itulah tadi perbedaan yang membuat keduanya menghilang.
5. Dilihat dari karakteristik pada rangkaian
Untuk rangkaian seri, arus listrik dalam sebuah komponen bisa dihitung menggunakan rumus I Total = I1 = I2 = I3 = dan seterusnya. Sementara itu, tegangan pada rangkaian seri dihitung dengan rumus V Total = V1 + V2 + V3 + dan seterusnya.
Hal tersebut berbeda lagi apabila di dalam rangkaian paralel. Pada dasarnya, rumus untuk rangkaian ini adalah kebalikan dari rangkaian seri, yakni I Total = I1 + I2 + I3 + dan seterusnya, sedangkan V Total = V1 = V2 = V3 = dan seterusnya.
Kesimpulan
Jadi, pengertian perbedaan potensial tegangan merupakan energi yang dibutuhkan untuk mengalirkan muatan listrik dari satu ujung ke ujung lain. Untuk menghitungnya, digunakan rumus V=W/Q atau dilihat menggunakan Voltmeter.