Apa hubungan arus listrik dengan tegangan listrik?

Hubungan Arus dan Tegangan Elektrik: Analogi Paip Air

Bayangkan sistem perpaipan air. Tegangan elektrik boleh diibaratkan sebagai tekanan air. Semakin tinggi tekanan air (tegangan), semakin deras air mengalir melalui paip. Arus elektrik pula umpama aliran air itu sendiri. Semakin deras air mengalir, semakin tinggi kadar alirannya (arus).

Dalam konteks elektrik, tegangan merupakan daya penggerak yang mendorong elektron (cas elektrik) untuk bergerak melalui pengalir, mewujudkan arus elektrik. Semakin tinggi tegangan yang dikenakan merentasi pengalir, semakin kuat daya tolakan ke atas elektron, menyebabkan lebih banyak elektron mengalir dan menghasilkan arus yang lebih besar.

Rintangan pula boleh diibaratkan sebagai saiz paip. Paip yang kecil (rintangan tinggi) akan menyukarkan air mengalir, walaupun tekanan air (tegangan) tinggi. Begitu juga, pengalir dengan rintangan tinggi akan menghadkan aliran arus, walaupun tegangan yang dikenakan tinggi. Sebaliknya, paip yang besar (rintangan rendah) membolehkan air mengalir dengan lebih mudah, sama seperti pengalir dengan rintangan rendah membenarkan arus yang lebih besar untuk mengalir.

Hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan rintangan (R) diringkaskan dengan Hukum Ohm, yang dinyatakan sebagai:

• V = I x R

Formula ini menunjukkan bahawa tegangan berkadar terus dengan arus dan rintangan. Ini bermakna:

1. Jika rintangan tetap malar, peningkatan tegangan akan menyebabkan peningkatan arus.
2. Jika tegangan tetap malar, peningkatan rintangan akan menyebabkan penurunan arus.

Sebagai contoh, jika kita menggandakan tegangan yang dikenakan merentasi suatu pengalir dengan rintangan yang tetap, arus yang mengalir juga akan berganda. Sebaliknya, jika kita menggandakan rintangan pengalir dengan mengekalkan tegangan, arus yang mengalir akan menjadi separuh daripada nilai asalnya.

Hukum Ohm merupakan prinsip asas dalam memahami litar elektrik dan digunakan secara meluas dalam reka bentuk dan analisis pelbagai peralatan elektrik dan elektronik. Memahami hubungan antara tegangan, arus, dan rintangan adalah penting untuk sesiapa sahaja yang bekerja dengan elektrik.