Pengertian Tegangan Listrik: Jenis, Alat Ukur, Rumus dan Contoh Soal

Apa itu tegangan listrik? Anda sering mendengarnya bukan? Tegangan listrik adalah perbedaan potensial yang terjadi di antara dua titik utama listrik pada sebuah rangkaian listrik tertutup. Tegangan listrik juga sering disebut sebagai energi listrik yang diperlukan dalam proses pengaliran muatan listrik dari ujung-ujung penghantar. Tegangan listrik dibangkitkan dari pembangkit listrik dan diukur dengan satuan volt (V). Untuk lebih informasi lengkapnya yuk simak artikel ini.

Pengertian Tegangan Listrik

tegangan listrik adalah
Ilustrasi tegangan listrik

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial/ listrik diantara dua titik. Tegangan listrik juga sebanding dengan jumlah dari energi potensial listrik dibagi dengan muatan listrik. Salah satu penyebab dari adanya arus listrik adalah tegangan, atau dapat dikatakan bahwa muatan listrik hanya bisa mengalir jika terdapat tegangan di dalamnya. Lalu apa itu tegangan listrik? Tegangan listrik juga disebut dengan potensial listrik, merupakan “dorongan” listrik yang dapat diberikan kepada elektron yang mengalir pada rangkaian.

Dorongan tersebut adalah gaya gerak listrik (GGL) adalah energi milik arus listrik yang seolah-olah berfungsi sebagai gaya penggerak muatan listrik dalam rangkaian. GGL dapat dihasilkan oleh sumber tegangan listrik. Semakin besar tegangan dari suatu sumber maka semakin besar pula gaya gerak listriknya.

Sederhananya, tegangan listrik dapat dianalogikan dengan dua gelas yang diletakkan dengan ketinggian berbeda (memiliki beda potensial) maksudnya adalah jika kedua gelas diletakan sejajar tanpa adanya beda potensial makan tidak akan ada tegangan karena aliran elektron tidak dapat mengalir sedangkan saat posisi salah satu gelas semakin tinggi maka semakin besar pula aliran elektron tersebut. Jumlah perbedaan berapa banyak energi potensial yang ada untuk mengalirkan elektron tersebut dari titik satu ke titik lain disebut dengan volt atau tegangan.

Jenis-Jenis Sumber Tegangan Listrik

jenis tegangan listrik
Jenis tegangan listrik

Sumber tegangan listrik adalah segala sesuatu yang dapat menjadi sumber dari perubahan bentuk antara energi lain menjadi energi listrik. Tegangan listrik ini menciptakan beda potensial listrik dengan cara produksi kelebihan elektron dari kutub satu ke kutub lainnya. Akibatnya akan terjadi aliran elektron dari kutub negatif ke positif dan bersamaan dengan itu akan mengalir pula arus listrik. Berikut ini adalah jenis-jenis sumber tegangan listrik:

Baca Juga:  Daftar Biaya Kuliah di Universitas Bina Nusantara 2022/2023

1. Sumber Tegangan Listrik Searah

Sumber tegangan listrik searah atau Direct Current (DC) merupakan sumber tegangan yang menghasilkan arus listrik searah, sering digunakan pada rangkaian elektronika. Contoh sumber tegangan listrik DC adalah: Elemen elektrokimia, elemen volta, accumulator (aki), elemen kering, thermo elemen, photo electric cell, Generator arus searah (DC).

2. Sumber Tegangan Bolak-Balik

Sumber tegangan bolak-balik atau Alternating Current adalah sumber tegangan yang dapat menghasilkan arus listrik bolak balik. Tegangan listrik AC biasanya berasal dari proses induktansi elektromagnetik yaitu proses memutarnya kumparan dalam medan magnet tetap. Putaran tersebut menyebabkan adanya garis-garis magnet didalam kumparan dan menghasilkan GGL. Contoh sumber tegangan bolak balik adalah listrik PLN dan Generator AC.

Alat Ukur Tegangan Listrik

alat ukur tegangan listrik
Alat ukur tegangan listrik

Alat ukur tegangan listrik yang sering digunakan adalah voltmeter, untuk menggunakan voltmeter anda perlu mengatur batas ukur terlebih dahulu setelahnya baru menghubungkan kabel pada voltmeter ke ujung-ujung rangkaian yang akan diukur tegangannya.

Sebenarnya selain voltmeter terdapat juga alat ukur lain yang dapat Anda gunakan. Alat ukur tegangan listrik tersebut adalah sebagai berikut:

  • Voltmeter
  • Multimeter Digital dan Analog
  • Non-Contact Voltage Testers (Penguji Tegangan Non-Kontak)
  • Neon Voltage Testers (Penguji Tegangan Neon)
  • Plug-In Circuit Analyzers (Penganalisis Sirkuit Plug-In)
  • Continuity Tester (Penguji Kontinuitas)
  • Solenoid Voltage Tester (Penguji Tegangan Solenoid)
  • Digital Clamp Meter (Meteran Penjepit Digital)
  • Wand Voltage Meter (Pengukur Tegangan Tongkat)

Rumus Tegangan Listrik

Berikut beberapa rumus yang bisa digunakan saat menyelesaikan masalah atau soal terkait dengan teganga l

1. Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Ohm

Tegangan listrik menggunakan prinsip dari hukum Ohm yaitu “tegangan listrik berbanding lurus dengan arus yang mengalir dan hambatan.” Rumusnya ditulis sebagai berikut:

Baca Juga:  Cara Menggunakan Kode Remot TV Sharp Semua Tipe
Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Ohm
Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Ohm

Menurut hukum ohm, rumus tegangan listrik mempunyai beberapa turunan rumus yang bisa teman teman lihat dibawah ini :

  • V =  I x R
  • R = V/I
  • I = V/R

Keterangan:

V= potensial listrik / tegangan (Volt)

I= Kuat arus listrik (A)

R= Hambatan listrik (Ω)

2. Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Kirchhoff II

Terdapat hukum tegangan atau yang dikenal dengan Hukum Kirchhoff II, yang bunyinya “Jumlah aljabar semua tegangan yang diambil menurut arah tertentu mengelilingi sebuah jalur tertutup dalam sebuah rangkaian adalah nol (0).”

Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Kirchhoff II
Rumus Tegangan Listrik terhadap Hukum Kirchhoff II

Pada gambar diatas, mengacu pada hukum kirchoff II maka rumus dapat dituliskan sebagai berikut:

  • V₁ + V₂ + V₃ + V₄ = 0

Keterangan:

V1 = Tegangan pada hambatan Pertama

V2 = Tegangan pada hambatan Kedua

V3 = Tegangan pada hambatan Ketiga

V4 = Tegangan pada hambatan Keempat

3. Rumus Mengukur Tegangan pada Listrik

Tegangan listrik adalah berbanding lurus antara energi potensial listrik bermuatan, rumusnya adalah berikut:

  • V = W/Q

Keterangan:

V= tegangan/potensial listrik (Volt)

W= energi potensial listrik (J)

Q= muatan listrik (C)

4. Rumus Tegangan Listrik terhadap Daya

Hubungan tegangan listrik dengan daya listrik adalah berbanding lurus terhadap daya per kuat arus listrik, dengan persamaan rumus berikut:

  • V = P/I

Keterangan:

V= potensial listrik/ tegangan (volt)

P= daya listrik (watt)

I= kuat arus listrik (A)

Contoh Soal Tegangan Listrik

1. Pada sebuah rangkaian listrik terdapat muatan sejumlah 15 Coulomb, untuk memindahkan muatan tersebut membutuhkan energi sebesar 45 Joule, maka berapakah besar dari tegangan listrik antara ujung-ujung rangkaian tersebut?

Diketahui:

  • Q= 15 C
  • W=45 J

Ditanya  V?

Penyelesaian:

V = W/Q = 45/15 = 3 Volt

Jadi, besar tegangan listrik yang mengalir adalah sebesar 3 Volt.

2. Pada sebuah rangkaian memiliki nilai hambatan sebesar 100 Ohm dan mengalir arus sebesar 2A, maka berapakah beda potensial dari penghantar tersebut?

Baca Juga:  Pengertian Osilasi: Jenis, Sifat, Rumus Serta Contoh Soal

Diketahui:

  • R=110 Ohm
  • I=2A

Ditanya V?

Penyelesaian V = I x R = 2 x 110 = 220 Volt

Jadi, besar tegangan listrik yang mengalir adalah sebesar 220 Volt.

3. Sebuah pembangkit listrik menghasilkan daya sebesar 1 Mega Watt, nantinya listrik ini akan dialirkan ke pemukiman penduduk. Jika kuat arus yang mengalir adalah 8A, berapakah nilai tegangan yang dihantarkan?

Diketahui:

  • P = 1 MW = 1.000.000 Watt
  • I = 8A

Ditanya V?

Penyelesaian V = P/I =  1.000.000/8 = 125.000 Volt

Jadi, besar tegangan listrik yang mengalir adalah sebesar 125.000 Volt.

4. Sebuah rangkaian listrik mempunyai tegangan 12 V dan hambatan total sebesar 70Ω, hambatan tersebut tersusun secara seri dengan masing-masing nilai hambatanya adalah 20Ω, 10Ω, dan 40Ω. berapakah nilai tegangan listrik pada masing-masing hambatan yang ada?

Diketahui:

  • V= 12 Volt
  • Rtotal = 70 Ω
  • R1 = 20Ω
  • R2 = 10Ω
  • R3 = 40Ω

Ditanya V1, V2, V3 …?

Penyelesaian: Pada soal seperti ini kita bisa menggunakan rumus hukum Ohm untuk menemukan nilai dari kuat arus pada rangkaian ini, maka untuk menghitung nilai arus menggunakan rumus berikut I = V/R

I = V/R

I = 12/70 = 0,1714 A

Karena rangkaian tersusun secara seri, maka nilai arus pada setiap hambatan adalah sama. Itotal = I1 = I2= I3 = 0,1714 A

#Menghitung Tegangan pada Hambatan 1 (V1)

V1 = 0.1714×20

= 3.428 V

Menghitung Tegangan pada Hambatan 2 (V2)

V2 = 0.1714×10

= 1.714 V

Menghitung Tegangan pada Hambatan 3 (V3)

V3 = 0.1714×40

= 6.856 V

Maka, berdasarkan hukum tegangan Kirchhoff :

V1 + V2+ V3 = 3.428 V+1.714 V+6.856 V

VTotal 11.998 V

Bagikan Postingan:

Leave a Comment