Arus Listrik [PDF]

Citation preview

MAKALAH ARUS LISTRIK



DI SUSUN



OLEH



KELOMPOK 1



1. AYU SRI MENDA BR SITEPU



(NIM 8186175009)



2. BESTRICA KURNIA SARI



(NIM 8186175005)



Mata Kuliah : Elektrodinamika Dosen Pengampu MK : Dr.Karya Sinulingga, M.Si



PENDIDIKAN FISIKA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2019 i



KATA PENGANTAR



Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih dan rahmat-Nya sehingga makalah yang berjudul ARUS LISTRIK dapat kami selesaikan dengan baik sesuai batas waktu yang ditentukan. Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas pada mata kuliah fisika komputasi dengan dosen pengampuh bapak Dr.Karya Sinulingga, M.Si . Kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah ikut membantu dalam penulisan makalah ini. Terima kasih untuk bantuan materil maupun moril yang telah diberikan semoga Tuhan yang akan membalas semuanya. Penulisan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan oleh karena itu kami sangat membutuhkan kritik dan saran dari para pembaca sekalian. Harapan kami semoga makalah ini dapat digunakan untuk membantu resensi tugas kuliah dan digunakan sebagai mana mestinya.



Medan, November 2019



Kelompok 1



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR............................................................................................... i DAFTAR ISI ............................................................................................................. ii BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 1 1.3 Tujuan Makalah................................................................................................... 1 BAB II. PEMBAHASAN ......................................................................................... 2 2.1 Arus Listrik dan Rapat Fluks .............................................................................. 2 2.2 Resistansi dan Konduktansi, Resivitas dan Konduktivitas ................................. 4 2.3 Hukum Ohm ........................................................................................................ 5 2.4 Daya dan Hukum Joule ....................................................................................... 8 2.5 Perbedaan Dielektrik, Konduktor dan Semikonduktor ...................................... 10 BAB III. PENUTUP .................................................................................................. 12 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 13



ii



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Pada dasarnya, rangkaian listrik adalah sarana untuk menghantarkan energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Sewaktu partikel bermuatan bergerak didalam sebuah rangkaian, maka energi potensial listrik dipindahkan dari sebuah sumber ke alat tempat energi tersebut disimpan atau dikonversi ke dalam bentuk energy lain. Dari sudut pandang teknologi, rangkaian listrik berguna karena memungkinkan energi untuk dipindahkan tanpa ada bagian – bagian yang bergerak selain partikel yang bermuatan itu. Rangkaian listrik menjadi jantung bagi alat – alat elektronik seperti TV ataupun system distribusi daya rumah tangga dan industri. Panas adalah energi yang di transfer dari satu benda ke benda lain karena beda temperatur. Terkadang sesuatu yang dialiri listrik akan menimbulkan panas Oleh karena itu kita akan mempelajari arus listrik yang dapat menghasilkan panas karena semua alat yang menggunakan listrik pasti menghasilkan panas sehingga ada kapasitas panas dari alat tersebut.



1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan Arus Listrik dan Rapat Fluks ? 2. Apa yang dimaksud dengan Resistansi dan Konduktansi, Resivitas dan Konduktivitas ? 3. Apa yang dimaksud dengan Hukum Ohm ? 4. Apa yang dimaksud dengan Daya dan Hukum Joule ? 5. Bagaimana perbedaan Dielektrik, Konduktor dan Semikonduktor ?



1.3 Tjuan 1. Mengetahui tentang Arus Listrik dan Rapat Fluks 2. Mengetahui tentang Resistansi dan Konduktansi, Resivitas dan Konduktivitas 3. Mengetahui tentang Hukum Ohm 4. Mengetahui tentang Daya dan Hukum Joule 5. Mengetahui perbedaan Dielektrik, Konduktor dan Semikonduktor



1



BAB II PEMBAHASAN



2.1 Arus Listrik dan Rapat Fluks 2.1.1 Pengertian Arus Listrik Arus listrik adalah muatan listrik dari sumber listrik yang mengalir melalui penghantar. Arus listrik mengalir dari tempat yang bermuatan banyak (kutub positif) ketempat yang bermuatan sedikit (kutub negatif). Arus listrik dapat mengalir dari melalui suatu penghantar yang berasal dari bahannahan



tertentu



saja,



misalnya:



perak,



tembaga,



besi,



baja,



dan



timah. Konduktor (penghantar) adalah benda yang dapat atau mudah untuk menghantarkan arus listrik. Isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, misal: plastik, kaca, karet, kayu kering. Untuk menyatakan besar kecilnya arus listrik menggunakan satuan ampere, sedangkan alat untuk mengukur besarnya arus listrik adalah amperemeter. Arus listrik mempunyai tenaga yang disebut dengan tegangan listrik, besar kecilnya tegangan listrik dinyatakan dalam bentuk satuan volt, sedangkan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik adalah voltmeter.



2.1.2 Kuat Arus Listrik Elektron – elektron bebas di dalam sebuah penghantar logam yang terisolasi, seperti suatu panjang dari kawat tembaga, berada di dalam gerakan sembarang seperti halnya molekul – molekul sebuah gas yang dibatasi di dalam sebuah tabung. Elektron – elektron tersebut tidak mempunyai gerakan terarah netto sepanjang kawat. Jika kita melewatkan sebuah bidang hipotetik melalui kawat tersebut, maka banyaknya elektron melalui sebuah bidang tersebut persatuan waktu dari kanan ke kiri adalah sama seperti banyaknya elektron yang melalui bidang tersebut persatuan waktu ; jumlah berat bersih dari elektron yang melalui bidang tersebut adalah nol. (Halliday,2003) Sesungguhnya banyaknya elektron tak berhingga, maka akan terdapat fluktuasi – fluktuasi statistik yang kecil di dalam banyaknya elektron yang lewat persatuan waktu dan sebuah penghantar akan mengandung suatu arus kecil yang berfluktuasi secara tepat, walaupun jika dirata – ratakan pada periode waktu yang panjang, maka arus bersih tersebut adalah nol. Inilah salah satu segi dari derau listrik yang dapat diukur dengan mudah yang



2



sangat dikenal oleh orang – orang yang mengetahuinya sedikit mengenai elektronika. (Halliday,2003) Jika ujung kawat tersebut dihubungkan ke sebuah baterai maka sebuah medan listrik akan ditimbulkan pada setiap titik didalam kawat tersebut. Jika perbedaan potensial yang dipertahankan oleh baterai adalah 10 V dan jika kawat tersebut mempunyai panjang 5 m maka kekuatan medan ini setiap titik akan sama dengan 2 V/m. Medan E ini akan bertindak pada elektron – elektron dan akan memberikan suatu gerak resultan pada elektron – elektron tersebut di dalam arah E. Kita mengatakan bahwa sebuah kuat arus listrik dihasilkan dari muatan q melalui penampang penghantar selama waktu t, maka dapat ditulis 𝑸



I = 𝒕 …………………………………………(1) Keterangan:



Q = muatan yang mengalir (C)



I = kuat arus listrik (A) t = waktu (s)



Satuan SI yang sesuai adalah ampere untuk i, coulumb untuk muatan q, dan detik untuk t. Jika banyak muatan yang mengalir persatuan waktu tidak konstan maka arus akan berubah dengan waktu dan diberikan oleh limit difrensial yaitu 𝑰=



𝒅𝑸 𝒅𝒕



………………………………………(2)



(Halliday,2003)



Muatan yang mengalir pada penghantar zat elektrolit adalah ion, baik bermuatan negatif maupun positif.Sedangkan muatan yang mengalir pada penghantar logam adalah elektron. Jumlah elektron yang mengalir adalah: n = q / qe...............................................................(3) keterangan:



q = muatan yang mengalir qe = muatan elementer atau muatan elektron = 1,6×10 -19 C n = jumlah elektron yang mengalir



2.1.3 Rapat Arus Listrik (Fluks) Arus merupakan ciri dari suatu penghantar khas. Arus tersebut adalah sebuah kuantitas makroskopik. Sebuah kuantitas mikroskopik yang dihubungkan dengan arus adalah rapat arus yang diberi lambang J. Rapat arus tersebut adalah sebuah vektor dan 3



merupakan ciri sebuah titik di dalam penghantar dan bukan merupakn ciri penghantar secara keseluruhan. Jika arus tersebut di distribusikan secara uniform pada sebuah penhantar yang luas penampangnya A maka besar rapat arus untuk semua titik adalah 𝒊



J = 𝑨…………………………………………(4) Keterangan: J = rapat arus (A/m2) I = kuat arus (A) A = luas penampang melintang (m2) (Halliday,2003) Hubungan umum diantara j dan i adalah suatu permukaan khas di dalam sebuah penghantar maka i adalah fluks dari vektor pada permukaan tersebut. i = ∫ 𝑗 . 𝑑𝑆…………………………………...(5)



2.2 Resistansi dan Konduktansi, Resivitas dan Konduktivitas Jika kita memakai perbedaan potensial yang sama di antara ujung – ujung tongkat tembaga dan tongkat kayu yang mempunyai geometri yang serupa maka dihasilkan arus – arus yang sangat berbeda. Karakteristik penghantar menyebabkan hal ini adalah hambatannya. Kita mendefinisikan hambatan dari suatu penghantar di antar dua titik dengan memakai sebuah perbedaan potensial V diantara titik – titk tersebut dan dengan mengukur arus i, yang dapat dituliskan sebagai berikut : 𝑽



R = 𝑖 ………………………………………..(6) Hambatan disini dinyatakan dalam ohm 𝛺. Aliran muatan melalui sebuah penghantar seringkali dibandingkan dengan aliran air melalui sebuah pipa, yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan di antara ujung – ujung pipa tersebut. Perbedaan tekanan ini dapat dibandingkan dengan perbedaan potensial yang dihasilkan oleh sebuah baterai diantar ujung – ujung dari sebuah tahanan ( resistor ). (Zemansky,2000) Sesuatu yang dihubungkan dengan hambatan adalah resistivitas, 𝜌 , yang merupakan karakteristik dari suatu bahan dan bukan merupakan karakteristik dari bahan contoh khas suatu bahan ; resistivitas tersebut untuk bahan – bahan isotropik dapat di definisikan



4



𝐸



𝜌 = 𝒋 ……………..………………………(7) (Zemansky,2000) Seringkali kita berbicara mengenai konduktivitas, 𝜎 , dari suatu bahan daripada berbicara tentang resistivitasnya. Konduktivitas adalah kebalikan dari resistivitas yang dihubungkan sebagai berikut 1



𝜎 = 𝝆……………………………………….(8) Satuan SI dari 𝜎 adalah (𝛺. 𝑚)-1. (Zemansky,2000) Medan listrik dan rapat arus akan konstan untuk semua titik didalam silinder yang mempunyai nilai 𝑉



E = 𝑙 ………………………………………..(9) Maka 𝜌 dapat dituliskan 𝑉 𝑙 𝑖 𝐴



𝜌=



, sedangkan R =



𝑉 𝑖



𝑙



R = 𝜌 𝐴 ......................................................(10) (Zemansky,2000)



2.3 Hukum Ohm 2.3.1 Pengertian Hambatan Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika. Apa sebenarnya fungsi dari hambatan tersebut? Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang menarik antara kuat arus dan hambatan. Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap, sehingga bisa ditulis,



............................................(11) Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan kuat arus. Dari Tabel 9.1 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus, dengan kata lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya, lihat Gambar 9.1. Secara matematika dapat ditulis,



.....................................................(12) 5



Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis,



.......................................................(13) Persamaan di atas disebut hukum Ohm, dengan R adalah hambatan yang dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 􀀺 (omega). Berdasarkan hukum Ohm, 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewati kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan kuat arus.



2.3.2 Rangkaian Hambatan Terdapat



dua



rangkaian



dasar



pada



suatu



hambatan



yaitu rangkaian



seri dan rangkaian paralel. 1. Rangkaian Seri Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1, R2, dan R3 dirangkai seri, lihat Gambar 9.9!



Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan pengganti.Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini sering



6



disebut hambatan seri, RS.Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing hambatan.



.......................................................(14) Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan. Sedang besarnya nilai beda potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama, karena untuk seri yang mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan. Sehingga jika besar dari masingmasing hambatan berbeda, maka nilai beda potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbed



2. Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang) Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1, R2, dan R3 dirangkai paralel, lihat Gambar 9.10!



Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut hambatan pengganti.Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan penggantinya disebut hambatan paralel (RP). Besar hambatan paralel (RP) dapat ditentukan



menggunakan



.........................................................(15) Pada rangkaian paralel, beda potensial masing masing cabang besarnya sama.



7



persamaan,



2.4 Daya dan Hukum Joule 2.4.1 Hukum Joule Joule menentukan bahwa sejumlah kerja tertentu yang dilakukan selalu ekivalen dengan sejumlah masukan kalor tertentu. 1 kalori (kal) ternyata ekivalen dengan 4,186 joule (J). Nilai ini dikenal sebagai tata kalor mekanik. 4,186 J = 1 kal 4.186 × 103J = 1 kkal Dan dari percobaan joule kalor diinterpretasikan bukan sebagai zat, dan bahkan bukan sebagai bentuk energi. Kalor merupakan “ transfer energi “ yang berarti ketika kalor mengalir dari benda panas ke yang lebih dingin, energi-lah yang yang ditransfer dari yang panas ke yang dingin. Jadi dapat disimpulkan bahwa kalor adalah energi yang ditransfer dari satu benda ke yang lainnya karena adanya perbedaan temperatur. (Giancoli,2001) Sedangkan hukum joule sendiri adalah daya listrik yang hilang sebagai kalor, akibat arus listrik yang mengalir dalam hambatan adalah berbanding lurus dengan kuadrat kuat arus dan hambatannya. Dan hukum ini dikemukakan oleh James Prescott Joule (1840). Dan juga hukum kalor menuliskan bagaimana tenaga listrik diubah ke dalam tenaga termal. Di dalam hukum Joule beda potensial adalah kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan dalam medan. Misalnya saja pada suatu rangkaian, akibat adanya beda potensial V, timbul I. Maka pada setiap detiknya akan ada 1 coloumb yang dipindahkan dan ada V.I Joule kerja yang dibutuhkan. Jadi dapat dituliskan persamaan rumusnya adalah : P = V.I……………………………………(16) Jadi kesimpulannya daya ini dikeluarkan di dalam kawat tiap detiknya, dan daya ini akan hilang sebagai panas. (Giancoli,2001). Panas dapat ditimbulkan berasal dari E yang mempercepat pergerakkan elektron, kemudian terjadi tabrakan yang dapat menyebabkan elektron akan kehilangan energinya ke dalam bagian-bagian bahan dan akibatnya temperatur bahan akan naik. Dan juga energi yang hilang di kawat oleh arus I selama t detik. Jadi secara matematis dapat didapat persaan rumus: W = V.I.t…………………………………...(17) secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut : 𝑃 = 𝐼 2 . 𝑅……………………………………(18) Pada satuan SI, P adalah daya listrik dengan satuan watt (W). (Giancoli,2001)



8



2.4.2 Energi dan Daya dalam Rangkaian Listrik Kerja total yang dilakukan pada sebuah muatan q melalui elemen rangkaian itu sama dengan hasil kali q dan selisih potensial Vab. Bila Vab adalah positip, gaya listrik melakukan sejumlah kerja positip qVab pada muatan itu sewaktu muatan itu “jatuh” dari potensial Va ke potensial Vb yang lebih rendah. Jika arus adalah i, maka dalam selang waktu dt, sejumlah muatan menjadi 𝑑𝑄 = 𝐼 𝑑𝑡……………………………………(19) (Tipler,2008) Maka kerja W yang dilakukan pada muatan ini adalah 𝑑𝑊 = 𝑉𝑎𝑏 𝑑𝑄……………………………….(20) 𝑑𝑊 = 𝑉𝑎𝑏 𝐼 𝑑𝑡 ……………………………………………....(21) (Tipler,2008). kerja ini menyatakan energi listrik yang dipindahkan ke dalam elemen rangkaian laju ini. Laju perpindahan energi terhadap waktu adalah daya yang dinyatakan dengan P, yang dapat kita ketahui sebagai rumus 𝑃=



𝑑𝑊 𝑑𝑡



……………………………..………(22)



𝑃 = 𝑉𝑎𝑏 𝐼……………..…….…………….....(23) Hal ini terjadi bila potensial b lebih tinggi dari potensial a, makan nilai 𝑉𝑎𝑏 adalah ngatif, dan perpindahan energi bersih ke luar dari elemen rangkaian. Elemen ini kemuadian bertindak sebagai sebuah sumber yang menghantarkan energy listrik ke dalam rangkaian tempat sumber disambungkan. Ini situasi yang biasa untuk sebuah aki, yang mengkonversikan energi kimia menjadi energi listrik dan menghantarkannya ke rangkaian luar. Maka kita dapat menyatakan laju penghantar energi ke sebuah elemen rangkaian 𝐽 tersebut. Satuan daya adalah Watt atau ⁄𝑠. (Tipler,2008)



2.5 Perbedaan Dielektrik, Konduktor dan Semikonduktor 9



Perbedaan isolator, semikonduktor, dan konduktor terletak pada energi gap (Eg). Energi gap (Eg) menunjukkan selang energi antara pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum. Gambar (a) di samping menunjukkan bahwa gap antara pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum pada isolator sangat besar. Pada keadaan ini, pita konduksi isolator kosong, tidak terisi elektron, sehingga konduktivitasnya sangat rendah. Gambar (b) menunjukkan struktur pita energi semikonduktor. Lebar pita relative kecil, Eg = 1 eV. Pada saat suhu naik, elektron pada pita valensi dapat berpindah ke pita konduksi. Karena ada elektron pada pita konduksi, maka bahan ini bersifat sedikit konduktif, sehingga disebut semikonduktor. Gambar (c) menunjukkan struktur pita energi konduktor. Pita konduksi konduktor terisi sebagian oleh elektron. Jika ada medan listrik luar, maka elektron akan memperoleh tambahan energi untuk berpindah dari pita valensi ke pita konduksi, yang berakibat timbulnya arus listrik. Elektron yang berpindah ini disebut elektron bebas. Sedangkan daerah yang ditinggalkan oleh elektron ini disebut dengan hole.



2.5.1 ISOLATOR Isolator merupakan material zat padat yang tidak mampu menghantarkan arus listrik. Isolator dapat berupa karet, kayu, kertas, dan biasanya adalah benda-benda selain golongan logam. Isolator contohnya dapat kita lihat pada setiap kabel yaitu berupa karet yang berguna untuk melapisi tembaga (logam) agar arus tetap mengalir pada tembaga. Dengan kata lain berguna untuk melindungi kita dari sengatan listrik, oleh karena itu isolator merupakan penghantar listrik yang paling buruk diantara konduktor dan semikonduktor. Isolator memiliki karakteristik lebih lunak daripada logam namun tidak berair, karena sebagus apapun suatu isolator jika terkena air maka arus listrik akan dapat mengalir. Isolator memiliki daya resistansi yang tinggi terhadap arus listrik. Karena sifatnya yang resistant/ menghambat aliran arus listrik maka benda-benda tersebut disebut 10



isolator. Di dunia ini isolator yang paling baik adalah tanah karena sifatnya yang dapat menetralkan arus listrik dengan cara mengalirkan arus listrik ke tanah (ground) seperti pada penangkal petir yang telah dibuat untuk mengalirkan arus listrik dari ujung suatu bangunan dan menanamkan lempengan besi kedalam tanah yang bertujuan untuk menetralkan arus listrik yang luar biasa besarnya dari alam (petir) ke tanah.



2.5.2 SEMIKONDUKTOR Semikonduktor merupakan material yang memiliki sifat isolator dan konduktor dengan perbandingan 1:1, sehingga sifatnya ada di antara isolator dan konduktor. Bahan semikonduktor merupakan material yang memiliki sfiat penghantar arus listrik yang paling bagus dikarenakan tidak memiliki hambatan/ resistansi ataupun nilai resistansi mendekati nol. Sebuah semikonduktor akan bersifat sebagai isolator pada temperatur yang sangat rendah, akan tetapi pada temperatur ruang akan bersifat sebagai konduktor. Semikonduktor elemental terdiri atas unsur-unsur pada sistem periodik golongan IV A seperti silikon (Si), Germanium (Ge) dan Karbon (C). Karbon semikonduktor ditemukan dalam bentuk kristal intan. Semikonduktor intan memiliki konduktivitas panas yang tinggi sehingga dapat digunakan dengan efektif untuk mengurangi efek panas pada pembuatan semikonduktor laser.



2.5.3 KONDUKTOR Konduktor merupakan material zat padat yang memiliki sifat penghantar arus listrik yang baik, tetapi masih memiliki resistansi (hambatan). Penghantar dalam teknik elektronika adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka disebut konduktor. Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif. Emas, perak, tembaga, alumunium, zink, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin besar. Jadi, sebagai penghantar, emas sangat baik, tetapi karena sangat mahal harganya, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium yang paling banyak digunakan.



11



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan



1. Arus listrik adalah muatan listrik dari sumber listrik yang mengalir melalui penghantar. Arus listrik mengalir dari tempat yang bermuatan banyak (kutub positif) ketempat yang bermuatan sedikit (kutub negatif). Arus merupakan ciri dari suatu penghantar khas. Arus tersebut adalah sebuah kuantitas makroskopik. Sebuah kuantitas mikroskopik yang dihubungkan dengan arus adalah rapat arus yang diberi lambang J. Rapat arus tersebut adalah sebuah vektor dan merupakan ciri sebuah titik di dalam penghantar dan bukan merupakn ciri penghantar secara keseluruhan 2. Sesuatu yang dihubungkan dengan hambatan adalah resistivitas, 𝜌 , yang merupakan karakteristik dari suatu bahan dan bukan merupakan karakteristik dari bahan contoh khas suatu bahan, Seringkali kita berbicara mengenai konduktivitas, 𝜎 , dari suatu bahan daripada berbicara tentang resistivitasnya. Konduktivitas adalah kebalikan dari resistivitas. 3. Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika. 4. Hukum joule sendiri adalah daya listrik yang hilang sebagai kalor, akibat arus listrik yang mengalir dalam hambatan adalah berbanding lurus dengan kuadrat kuat arus dan hambatannya. Sedangkan Laju perpindahan energi terhadap waktu adalah daya yang dinyatakan dengan P. 5. Perbedaan isolator, semikonduktor, dan konduktor terletak pada energi gap (Eg). Energi gap (Eg) menunjukkan selang energi antara pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum. Gambar (a) di samping menunjukkan bahwa gap antara pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum pada isolator sangat besar. Pada keadaan ini, pita konduksi isolator kosong, tidak terisi elektron, sehingga konduktivitasnya sangat rendah. Gambar (b) menunjukkan struktur pita energi semikonduktor. Lebar pita relative kecil, Eg = 1 eV. Pada saat suhu naik, elektron pada pita valensi dapat berpindah ke pita konduksi. Karena ada elektron pada pita konduksi, maka bahan ini bersifat sedikit konduktif, sehingga disebut semikonduktor. Gambar (c) menunjukkan struktur pita energi konduktor. Pita konduksi konduktor terisi sebagian oleh elektron. Jika ada medan listrik luar, maka



12



elektron akan memperoleh tambahan energi untuk berpindah dari pita valensi ke pita konduksi, yang berakibat timbulnya arus listrik. DAFTAR PUSTAKA



Giancoli, Douglas C. 2001.”Fisika”. Jakarta : Erlangga Halliday, David. 2003. “Fundamental of Physics”. United States of America : John Wiley and Sons. Inc Tipler, Paul A. 2008. “ Physics for Scientist and Engineers volume 2”. New York : WH. Freeman and Company Zemansky, Sears. 2000. “Fisika Universitas edisi 10 jilid 2”. Jakarta : Erlangga



13