Gejala kelistrikan dapat ditunjukkan seperti pada beberapa benda berikut, sisir plastik, balon, atau penggaris plastik. Suatu benda mengandung ribuan muatan listrik yang sangat kecil. Muatan listrik ada dua macam, yaitu muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron). Benda dengan jumlah proton dan elektron sama disebut benda netral. Benda bermuatan positif jika jumlah proton lebih banyak daripada elektron. Jumlah muatan listrik pada setiap benda sama. Gejala kelistrikan muncul ketika kedua muatan tersebut tidak sama.
Seperti saat sisir plastik digosokkan pada rambut, muatan negatif yang terdapat pada sisir plastik akan bertambah. Ketika sisir plastik didekatkan pada kertas maka akan terjadi gaya listrik (tarik-menarik), karena muatan negatif pada kertas menjauhi sisir sehingga sisi kertas yang dekat sisir menjadi lebih positif. Akibatnya kertas akan tertarik oleh sisir plastik. Muatan listrik yang terkandung dalam sisir plastik tersebut tidak mengalir sehingga disebut listrik yang diam atau listrik statis.
A. Sumber Energi Listrik
Energi listrik didapat dari sumber energi listrik. Sumber energi listrik yaitu sesuatu yang dapat menghasilkan energi listrik. Ada bebrapa sumber energi listrik yang kita kenal, antara lain baterai, aki, dinamo, dan generator.
1. Baterai
Baterai merupakan elemen kering yang berisi zat kimia yang berbentuk padat. Baterai tersusun dari beberapa lapisan. Bagian luar baterai yang merupakan selimutnya adalah seng. Lapisan seng ini berfungsi sebagai kutub negatif. Bagian yang berfungsi sebagai kutub positif adalah batang arang yang terdapat di bagian tengah. Bagian dalamnya ada zat kimia berbentuk serbuk hitam terdiri dari campuran larutan salmiak dan batu kawi dan di tengah-tengah baterai terdapat batang arang atau batang karbon yang keras. Batang karbon ini dikelilingi serbuk hitam yang merupakan elektrolit. Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik. Karena elektrolit baterai berupa serbuk, baterai juga sering disebut elemen kering.
Pada ujung baterai yang menonjol pada bagian atas disebut kutub positif sedangkan bagian ujung yang satu lagi, yaitu dasar baterai yang disebut kutub negatif. Jika kedua kutub itu dihubungkan dengan seutas kabel, maka terjadilah aliran listrik pada kabel itu. Pada baterai terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Tegangan listrik pada baterai sekitar 1,5 Volt.
2. Akumulator
Aki disebut juga elemen basah karena elektrolitnya berupa zat cair(asam sulfat). Aki temasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki juga dapat diisi arus listrik kembali. Aki dibuat dari lempeng timbal yang dimasukkan dalam larutan asamsulfat encer. Sebelum digunakan, terlebih dahulu aki dialiri dengan arus listrik. Pada saat mengisi aki, energi listrik diubah menjadi energi kimia.
3. Dinamo
Dinamo terdiri dari kumparan yang ditempatkan di tengah medan magnet, ketika kepala dinamo (bagian yang menempel pada ban sepeda) berputar kumparan tersebut juga ikut berputar. Perputaran kumparan di dalam medan magnet menghasilkan energi listrik. Kecepatan perputaran roda sepeda mempengaruhi besar arus listrik yang dihasilkan. Semakin cepat roda berputar semakin besar energi listrik yang dihasilkan. Jadi dinamo mengubah energi gerak menjadi energi listrik.
4. Generator
Listrik yang kita gunakan di rumah dialirkan dari Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Pada sebuah pembangkit listrik tenaga air, air yang jatuh dari bendungan memutar turbin. Poros yang dihubungkan ke turbin yang berupa baling-baling menggerakkan generator. Pada generator, kumparan kawat berputar di antara kutub-kutub magnet dan menghasilkan arus listrik. Arus listrik ini yang disalurkan ke rumah-rumah dan pabrik-pabrik.
Pada generator cara kerjanya hampir sama dengan dinamo, namun energi listrik yang dihasilkan lebih besar. Generator yang besar biasanya digerakkan oleh kincir besar atau turbin. Turbin diputar dengan memanfaatkan tenaga air dari bendungan atau dam.
5. Sel Surya.
Energi matahari berupa energi panas dan cahaya. Seiring perkembangan teknologi, energi matahari dapat diubah menjadi energi listrik. Alat yang mampu mengubahnya disebut sel surya. Sel surya dapat dipasang di atap rumah. Sel surya akan menangkap energi matahari dan menyimpannya dalam elemen listrik. Selanjutnya, energi tersebut dapat digunakan untuk menyalakan peralatan listrik. Selain itu, sel surya juga digunakan pada kalkulator dan mobil tenaga surya. Stasiun-stasiun luar angkasa juga memanfaatkan energi matahari.
6. Nuklir.
Energi nuklir dihasilkan dari reaksi atom di dalam sebuah reaktor. Nuklir dapat digunakan sebagai bahan pembuat bom atom. Selain itu, nuklir dapat digunakan sebagai pembangkit listrik. Penggunaan nuklir sebagai sumber energi listrik tidak menimbulkan polusi. Hanya saja, kebocoran nuklir perlu diwaspadai. Kebocoran dapat menyebabkan cacat tubuh, bahkan kematian.
B. Rangkaian Listrik
Rangkaian Listrik adalah suatu kesatuan antara beberapa komponen eleltronika dan sumber tegangan yang dihubungkan secara terbuka agar arus listrik yang berasal dari sumber dapat mengalir. Rangkaian listrik dapat digolongkan menjadi rangkaian terbuka dan rangkaian tertutup serta rangkaian seri, rangkaian paralel, dan rangkaian campuran.
1. Rangkaian Tertutup dan Terbuka
Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir melalui suatu penghantar. Aliran listrik terjadi karena adanya beda potensial atau tegangan antara kedua ujung suatu penghantar. Beda potensial atau tegangan merupakan selisih gaya listrik antara dua titik sembarang pada suatu rangkaian listrik. Besar tegangan listrik dinyatakan dengan satuan volt. Alat untuk mengukur tegangan listrik disebut voltmeter.
Baterai mempunyai dua buah kutub, yaitu kutub positif. (+) dan kutub negatif (–). Pada kutub positif terdapat muatan listrik positif, dan pada kutub negatif terdapat muatan listrik negatif. Kutub positif memiliki potensial lebih tinggi dibanding kutub negatif. Oleh karena itu, bila sebuah baterai dihubungkan dengan bola lampu melalui kabel akan terjadi aliran listrik dari kutub positif baterai melewati bola lampu menuju kutub negatif baterai. Dengan adanya aliran listrik itu, bola lampu menyala.
Adanya arus listrik di dalam kawat kabel dapat menyebabkan bola lampu dalam rangkaian itu menyala. Rangkaian ini disebut rangkaian tertutup. Jika salah satu kabel tidak terhubung dengan sumber listrik, tidak akan terjadi arus listrik sehingga lampu tidak akan menyala. Begitu juga jika kabel hanya terhubung pada salah satu kutub, tidak akan terjadi arus listrik. Rangkaian ini disebut rangkaian terbuka. Pada rangkaian listrik terbuka, tidak terjadi aliran listrik. Maka dari itu lampu tidak menyala. Listrik hanya dapat mengalir pada rangkaian tertutup.
Semakin besar tegangan listrik, semakin besar arus listrik mengalir di dalam kabel. Semakin besar arus listrik mengalir, semakin terang lampu itu menyala.
2. Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel
Rangkaian listrik dapat berupa rangkaian seri, rangkaian paralel, dan rangkaian campuran. Rangkaian listrik seri dan paralel biasanya digunakan untuk rangkaian lampu atau rangkaian baterai.
a. Rangkaian SeriRangkaian seri terbentuk jika dua buah bola lampu atau lebih dihubungkan secara berderet. Demikian pula dengan sumber tegangan juga dihubungkan secara berderet. Pada rangkaian seri apabila salah satu lampu diputuskan ( mati ) maka lampu yang lain juga juga akan mati.
Perhatikan rangkaian listrik pada senter. Baterai disusun berderet dan dihubungkan dengan sakelar serta lampu secara berurutan. Rangkaian seperti ini dinamakan rangkaian seri baterai Jika menggunakan lebih dari satu lampu, dan lampu disusun secara berurutan maka disebut rangkaian seri lampu.
Keuntungan rangkaian seri adalah hemat kabel, dan rangkaiannya sederhana sehingga membuatnya pun mudah. Kerugiannya pada saat satu lampu mati, yang lain juga mati. Begitu juga pada nyala lampunya, tidak terang (redup). Energinya juga boros, karena digambarkan 1R+1R+1R.
b. Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel terbentuk jika dua buah bola lampu atau lebih dihubungkan secara berjajar. Kutub lampu sejenis dihubungkan ke kutub baterai yang sama. Pada rangkaian paralel jika salah satu lampu diputuskan ( mati ), lampu yang lainya tetap menyala. Hal ini terjadi karena lampu yang lain masih terhubung dengan sumber arus listrik. Rangkaian alat-alat listrik pada kendaraan bermotor pun, seperti klakson, radio, lampu, dan kipas disusun secara paralel.
c. Rangkaian Campuran
Rangkaian Campuran adalah rangkaian kombinasi antara rangkaian seri dan parallel dalam rangkaian listrik. Rangkaian ini mempunyai fungsi untuk menghindari adanya rangkaian listrik yang kompleks baik dari segi desain maupun dari segi perhitungan distribusi arus, tegangan, dan hambatannya. Selain itu rangkaian campuran lebih memudahkan kita untuk menganalisis apabila terjadi kesalahan ada rangkaian listrik.
Pada rangkaian campuran, baterai disusun secara campuran dari rangkaian seri dan paralel. Demikian pula pada bola lampu yang disusun secara campuran yaitu dari rangkaian seri dan paralel.
C. Konduktor dan Isolator Listrik
Konduktor listrik adalah benda yang dapat menghantarkan arus listrik. Sedangkan isolator listrik adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus lisatrik. Contoh benda yang termasuk konduktor listrik adalah benda logam seperti besi, baja, timah, tembaga, dan kuningan. Sedangkan benda yang termasuk isolator listrik adalah kaca, plastik, kain, dan kayu kering
D. Perubahan Energi Listrik
Kita semua memanfaatkan energi listrik tidak secara langsung, tetapi diubah dahulu ke dalam bentuk energi lain, misalnya menjadi energi panas, energi gerak, energi bunyi, dan energi cahaya.
- Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Panas. Ada banyak alat rumah tangga yang dapat energi listrik menjadi energi panas. Contohnya, setrika listrik, kompor listrik, dispenser, dan solder, dan rice cooker. Di dalam alat-alat tersebut terdapat elemen pemanas. Ketika dialiri arus listrik, elemen pemanas menjadi panas.
- Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya. Energi listrik juga dapat diubah menjadi energi cahaya. Lampu listrik mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Dengan lampu listrik, malam hari menjadi terang benderang.
- Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Gerak. Ada banyak peralatan rumah yang memiliki motor listrik. Adanya motor listrik membuat peralatan tersebut dapat menghasilkan energi gerak. Contohnya bor listrik, mikser (alat pengaduk adonan roti), gerinda listrik, mesin cuci, mesin jahit listrik, pompa air, mesin cuci, kipas angin, dan pengering rambut.
- Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Bunyi. Radio, televisi, handphone (hp), dan bel listrik merupakan penghasil bunyi. Namun, alat itu tidak berfungsi jika tidak ada listrik. Dengan demikian, alat-alat tersebut mengubah energi listrik menjadi energi bunyi.
F. Penghematan Energi Listrik
Energi yang digunakan untuk menyalakan gadget, TV, lampu dan berbagai perabotan di rumah biasanya adalah energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLN jumlahnya terbatas. Hal ini disebabkan karena adanya ketidakseimbangan antara pertumbuhan konsumsi listrik pelanggan yang lebih cepat meningkat dibandingkan dengan kemampuan PLN dalam menyediakan pembangkit listrik. Untuk itu mulailah membudayakan hemat listrik dari sekarang. Hemat listrik dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :
- Menggunakan lampu hemat energi, misalnya lampu neon yang lebih bersifat hemat energi daripada lampu bohlam. Di siang hari dapat menggunakan penerang alami secara optimal.
- Mematikan televisi, kran air, komputer atau lampu jika sudah tidak digunakan. Jika memungkinkan untuk mengeringkan pakaian secara alami di bawah sinar matahari.
- Menggunakan alat rumah tangga atau kantor yang bersifat hemat energi dan ramah lingkungan, seperti pendingin ruangan dan kulkas dengan freon yang ramah lingkungan
- Mengefisienkan pemakaian energi di tempat umum, seperti di pusat perbelanjaan, perkantoran, terminal, jalan raya, bandara, stasiun dan sebagainya.
- Mendesain rumah atau gedung hemat energi, misalnya pencahayaan yang baik dengan cukup ventilasi, sehingga mengurangi penggunaan lampu di siang hari.
- Mensosialisasikan kegiatan-kegiatan yang bersifat menghemat energi.
0 komentar:
Post a Comment
Mohon tidak memasukan link aktif.