Kuat Arus Listrik

Suatu bahan disebut konduktif (bahan konduktor) jika di dalamnya terdapat cukup banyak muatan (elektron) bebas. Elektron bebas adalah elektron yang tidak terikat pada satu inti atom, atau meskipun terikat, ia merupakan elektron yang letaknya jauh dari inti sehingga hanya mendapatkan gaya tarik yang kecil saja.

Elektron bebas ini kemudian yang akan mengalir dalam bahan kawat apabila ada perbedaan potensial diantara dua titik pada kawat. Elektron-elektron dalam kawat yang memiliki beda potensial mengalir dari potensial yang lebih rendah (-) ke potensial yang lebih tinggi (+) namun dalam baterai yang terjadi justru sebaliknya.

Kuat arus listrik (I) didefinisikan sebagai : Banyaknya muatan yang mengalir dalam satu detik, sehingga secara matematis di rumuskan sbb:

Satuan dari kuat arus dalam sistem Internasional (SI) adalah Ampere.

Arah dan arus listrik berlawanan dengan arah mengalirnya elektron, ketentuan arah arus ini hanyalah merupakan sebuah kesepakatan yg dilakukan sebelum diketahui bahwa penyebab utama timbulnya arus listrik adalah partikel bermuatan negatif (elektron bebas), meskipun pada beberapa bahan ada pula yang disebabkan muatan positif.

Gambar1. Arah arus listrik berlawanan dengan aliran elektron

Dalam sebuah bahan misalnya tembaga (yang merupakan bahan utama kawat listrik) pada 300K memiliki jumlahelektron bebas sebanyak n = 1029 buah setiap meter kubiknya yang bergerak sangat acak dan bertumbukan satu sama lain dgn kecepatan rata-rata v = 106 m/s.

Waktu antar tumbukan satu dgn yg lainnya yg dialami sebuah elektron ז berkisar antara 3 x 10-14 

detik, sebuah waktu yang sangat pendek.

Jika kita memberikan medan listrik pada kawat tembaga akan mengalami gaya Coulomb sebesar :

  Akibatnya akan mengalami percepatan mengikuti Hukum Newton :