Mari kita tinjau sebuah rangkaian listrik tertutup yang berupa sebuah tahanan dihubungkan pada kutub-kutub sebuah baterai seperti gambar 1.1.
Perbedaaan muatan di dalam Baterai mengakibatkan mengalirnya arus listrik di dalam rangkaian yang secara perjanjian ditentukan mengalir dari kutub positif baterai melalui beban tahanan kemudian masuk ke kutub negatif baterai. Dalam peristiwa ini dikatakan sebuah Gaya Gerak Listrik bekerja sehingga mengakibatkan mengalirnya arus listrik dalam rangkaian.
1.1.1. Perbedaan Potensial (Tegangan)
Bila antara dua titik dalam sebuah rangkaian terdapat energi listrik yang dapat diubah menjadi energi lain, maka antara dua titik tersebut, disebut terdapat perbedaan potensial atau tegangan. Satuan dari tegangan adalah Volt. Tegangan antara dua titik dikatakan satu volt bila energi listrik yang diubah menjadi bentuk lain adalah satu joule untuk setiap coulomb yang mengalir.
$latex Volt (V) = \frac{Kerja sebesar W Joule}{Muatan sebesar Q Coulomb} $
1.1.2. Arus Listrik
Arus listrik adalah gerakan muatan listrik di dalam suatu penghantar pada satu arah tertentu. Muatan listrik dapat berupa elektron, ion atau keduanya. Di dalam penghantar, umumnya terdapat gerakan acak elektron bebas di antara atom-atom statis. Gerakan ini tidak menghasilkan arus listrik. Namun pada suatu keadaan tertentu, elektron bebas dapat dipaksa untuk bergerak dalam satu arah tertentu, yaitu ke satu titik yang kekurangan elektron. (perhatikan bahwa keadaan kekurangan elektron disebut muatan positif sedang kelebihan elektron disebut muatan negatif). Keadaan mengalirnya elektron pada satu arah tertentu dinamakan konduksi atau arus aliran elektron.
Pergerakan elektron ditentukan oleh perbedaan muatan yang terdapat antara kedua ujung penghantar. Jadi, pergerakan elektron di dalam penghantar terjadi akibat tarikan ujung penghantar yang bermuatan positif maupun dari ujung yang lebih negatif. Sampai tahap ini harus sudah dapat dimengerti perbedaan arus listrik (konvensional) dan arus elektron. Istilah yang mengatakan arus listrik mengalir dari kutub positif ke arah kutub negatif berasal dari teori kuno, pada waktu kenyataan sebenarnya mengenai arus elektron belum diketahui benar. Karena itu pada pembahasan mengenai tabung elektron maupun transistor gambar-gambarnya dilengkapi dengan tanda panah arah arus elektron dan bukannya arus listrik.
1.1.3. Satuan Arus Listrik
Satu satuan muatan listrik adalah sebanding dengan adanya 6,20 x 1018 buah elektron.
Satuannya adalah coulomb (simbol Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 1018 buah elektron . Arus listrik dalam penghantar adalah pergerakan terarah sejumlah elektron dari ujung satu ke ujung lainnya.
Dengan demikian arus listrik dapat didefinisikan sebagai coulomb per detik. Namun satuan arus listrik yang umum digunakan yaitu ampere, di mana satu coulomb per detik = satu ampere
$latex \frac{Q}{T} = I $
dimana I adalah lambang dari arus listrik.
1.1.4. Tahanan
Sebuah penghantar disebut mempunyai tahanan sebesar satu ohm bila pada kedua ujungnya diberi perbedaan potensial sebesar satu volt dengan arus satu amper mengalir di antara kedua ujung tersebut. Dalam penghantar jenis apa pun, selama suhunya tetap, perbandingan antara perbedaan potensial pada ujung-ujungnya dengan besarnya arus yang mengalir di sepanjang penghantar adalah sama.
Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku:
$latex \frac{Tegangan pada penghantar}{arus pada penghantar} = Tetap $
Hubungan dalam rumus di atas bersifat LINIER dan bila digambar berbentuk garis lurus. Harga tetap pada rumus di atas ternyata adalah nilai tahanan dari penghantar itu dalam satuan OHM.
$latex R = \frac{V}{I} \frac{Volt}{Ampere} $
Jadi, 1 Ohm merupakan arus listrik sebesar satu ampere yang mengalir dalam penghantar pada tegangan 1 volt.
Sumber: Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 1, BSE Kemendikbud