Listrik
Karya: Rizki Siddiq
Nugraha
Listrik
merupakan salah satu energi yang sangat berpengaruh dalam kehidupan manusia.
Energi listrik dimanfaatkan untuk menggerakkan berbagai alat elektronik yang
berfungsi mempermudah pekerjaan manusia.
Listrik
diartikan sebagai suatu daya yang muncul akibat terjadinya suatu gesekan atau
dikarenakan sebab lain seperti proses kimia. Oleh karena itu, listrik dapat
terbentuk melalui dua proses, yakni (1) karena adanya gesekan antara dua benda
atau lebih, dan (2) proses kimia yang mampu menghasilkan listrik.
Aliran muatan
listrik pada rangkaian tertutup yang mengalir dari tempat yang berpotensial
tinggi ke tempat yang berpotensial rendah disebut dengan arus listrik. Tempat
yang berpotensial tinggi disebut kutub positif dan tempat berpotensial rendah
disebut kutub negatif. Satuan arus listrik adalah ampere yang dapat diukur
menggunakan alat bernama amperemeter.
Perbedaan
potensial antara kutub negatif dan kutub positif disebut tegangan listrik atau
potensial listrik, yang sering kali dijadikan ukuran kuat atau lemahnya suatu
listrik. Satuan tegangan listrik adalah volt yang diukur menggunakan alat
bernama voltmeter.
Suatu hubungan
sumber listrik dengan alat-alat listrik lainnya yang mempunyai fungsi-fungsi
tertentu disebut rangkaian listrik. Contoh alat-alat listrik yang sering
digunakan dalam rangkaian listrik sederhana adalah sakelar dan lampu. Sakelar
adalah alat listrik yang berfungsi menghubungkan atau memutuskan arus listrik.
Berdasarkan
susunan hubungan alat-alat listrik, rangkaian listrik terbagi atas tiga cara,
yaitu:
1. Rangkaian seri
Rangkaian seri adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun secara
berurutan tanpa memiliki cabang.
Adapun kelebihan dari penggunaan rangkaian seri, antara lain:
a. Rangkaian listrik yang disusun secara seri akan membutuhkan jumlah
kabel penghantar yang lebih sedikit dibandingkan dengan rangkaian listrik yang
disusun secara paralel.
b. Karena jumlah kabel yang digunakan lebih sedikit sehingga
biaya yang digunakan untuk membuat
rangkaian seri akan lebih murah dibandingkan dengan rangkaian paralel.
c. Apabila beban listrik disusun secara seri, maka arus yang mengalir
pada tiap-tiap beban akan sama besar, walaupun tahanan masing-masing beban
listrik tidak sama besar.
d. Apabila sumber listrik dirangkai secara seri, maka tegangan total
yang dihasilkan oleh masing-masing sumber energi listrik tersebut merupakan
hasil penjumlahan dari masing-masing tegangan pada sumber tenaga listrik.
Misalnya, dua buah baterai dengan tegangan 12 volt dan arus 30 ampere disusun
secara seri, maka tegangan total rangkaian baterai tersebut adalah 24 volt
sedangkan arus total yang dikeluarkan rangkaian baterai tersebut tetap sama,
yakni 30 ampere.
Sedangkan kekurangan dari penggunaan rangkaian seri, di antaranya:
a. Apabila beban listrik dirangkai secara seri, misalnya beban
listrik tersebut adalah lampu, maka apabila ada satu lampu putus akan membuat
lampu yang lain ikut padam.
b. Lampu yang dirangkai secara seri tidak akan menyala sama terang.
2. Rangkaian paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang dihubungkan
secara berjajar dengan satu atau beberapa cabang. Alat listrik yang dapat
dirangkai secara paralel adalah lampu dan baterai.
Adapun kelebihan dari penggunaan rangkaian paralel, antara lain:
a. Apabila sumber tenaga listrik, misalnya baterai disusun secara
paralel, maka kapasitas arus pada rangkaian baterai tersebut akan meningkat.
Kapasitas arus total yang dihasilkan pada rangkaian baterai tersebut sama
dengan penjumlahan dari masing-masing arus yang tersimpan di dalam
masing-masing baterai. Misalnya ada dua baterai yang masing-masing memiliki
arus 35 ampere dan tegangan 12 volt. Maka jumlah arus total yang dikeluarkan
rangkaian baterai tersebut adalah 70 ampere dengan besar tegangan tetap 12
volt.
b. Jika beban listrik, misalnya lampu dirangkai secara paralel, maka
apabila salah satu lampu putus, lampu yang lain akan tetap menyala.
c. Jika beban listrik dirangkai secara paralel, maka tegangan listrik
yang menuju ke masing-masing beban adalah sama besar dengan tegangan sumber
energi listrik, sehingga apabila beberapa lampu dengan daya yang sama dirangkai
secara paralel terhadap sumber tegangan, maka lampu-lampu tersebut akan menyala
sama terang.
Sedangkan kekurangan dari penggunaan rangkaian paralel, di antaranya:
a. Apabila beban listrik disusun secara paralel memiliki tahanan yang
berbeda, maka arus listrik yang mengalir ke masing-masing beban kelistrikan
menjadi tidak sama besar.
b. Rangkaian listrik yang disusun secara paralel akan membutuhkan
jumlah kabel penghantar yang lebih banyak dibandingkan rangkaian listrik yang
disusun secara seri.
c. Karena jumlah kabel penghantar yang digunakan lebih banyak, maka
biaya pembuatan rangkaian paralel lebih mahal, jika dibandingkan dengan biaya
pembuatan rangkaian seri.
3. Rangkaian campuran
Rangkaian campuran adalah rangkaian perpaduan antara rangkaian seri dan
rangkaian paralel. Rangkaian campuran ini berfungsi untuk melengkapi
masing-masing kekurangan yang dimiliki oleh rangkaian seri dan paralel.
Benda yang
dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut konduktor listrik. Benda ini
umumnya terbuat dari logam, seperti tembaga, besi, alumunium, seng, dan
sebagainya. Sedangkan benda-benda penghantar arus listrik yang buruk disebut
isolator. Benda ini umumnya terbuat dari bahan bukan logam, seperti plastik,
kayu, udara, kertas, karet, dan sebagainya.
Alat listrik
yang dapat menghasilkan arus listrik atau energi listrik disebut sumber energi
listrik. Sejumlah sumber energi listrik yang sering digunakan, antara lain:
1. Batu baterai
Batu baterai atau baterai kering terdiri atas wadah seng yang berisi
campuran selmiak, serbuk arang, batu kiwi, dan batang karbon. Zat-zat kimia
tersebut bereaksi sehingga wadah seng menjadi kutub negatif dan batang karbon
menjadi kutub positif. Perbedaan tegangan antara kutub positif dan kutub
negatif pada baterai jenis A2 (baterai ukuran paling standar) sebanyak 1,5
volt.
Jika baterai kering dipakai, kekuatan listriknya akan semakin melemah
yang akhirnya akan habis. Baterai ini tidak dapat digunakan lagi. Pada saat
baterai kering digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.
2. Accumulator (aki)
Accumulator (aki) atau baterai basah terdiri atas lempengan logam timbal
dan timbal peroksida yang dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat. Di dalam
accumulator, logam timbal dan timbal peroksida bereaksi dengan asam sulfat,
sehingga hasil dari reaksi kimia itu lempengan logam timbal menjadi kutub
negatif dan lempengan logam peroksida menjadi kutub positif. Perbedaan antara kutub
positif dan kutub negatif pada accumulator, di antaranya 2 volt, 4 volt, 6
volt, 8 volt, 10 volt, 12 volt, dan sebagainya.
Setelah accumulator digunakan beberapa lama, kemampuannya menghasilkan
energi listrik semakin berkurang dan akhirnya habis. Kemampuannya dapat
diperbaharui kembali dengan cara melakukan penyetruman. Caranya, kutub positif
accumulator dihubungkan dengan kutub positif dan kutub negatif accumulator
dihubungkan dengan kutub negatif sumber listrik searah lainnya. Pada saat
accumulator digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik,
sedangkan pada saat penyetruman terjadi perubahan energi listrik menjadi energi
kimia.
3. Dinamo
Dinamo terdiri atas kumparan yang ditempatkan di tengah medan magnet
berbentuk U. Ketika kepala dinamo berputar, kumparan akan turut berputar.
Perputaran kumparan di dalam medan magnet menghasilkan energi listrik. Jadi,
dinamo mengubah energi gerak menjadi energi listrik.
4. Generator
Sumber listrik lainnya yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik
adalah generator. Untuk menghasilkan energi listrik yang lebih besar digunakan
generator yang besar. Generator besar digerakkan oleh kincir besar atau turbin.
Turbin diputar dengan memanfaatkan tenaga air dari bendungan/dam.
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
sangat tinggi, yaitu sekitar 10.000-20.000 volt. Ketika dialirkan ke
rumah-rumah, tegangannya diturunkan menggunakan transformator atau trafo
menjadi 110-220 volt. Transformator atau trafo adalah alat listrik yang dapat
menaikkan dan menurunkan tegangan listrik. Trafo yang dapat menaikkan tegangan
listrik disebut trafo step up. Sedangkan trafo yang dapat menurunkan tegangan
listrik disebut trafo step down.
Adapun manfaat
energi listrik, di antaranya:
1. Energi listik berubah menjadi energi kalor/panas, contohnya setrika
listrik. Setrika listrik lebih mudah dipakai dibandingkan dengan setrika
konvensional yang menggunakan arang yang dibakar.
2. Energi listrik berubah menjadi energi cahaya, contohnya bola lampu
atau lampu neon. Bandingkan betapa rumitnya, jika kita menggunakan lampu
petromak atau lampu miyak yang menggunakan bahan bakar minyak tanah. Pada lampu
petromak terjadi perubahan energi kimia menjadi energi cahaya.
3. Energi listrik menjadi energi gerak, contohnya kipas angin.
Bandingkan jika kita menggunakan kipas, maka tenaga yang dibutuhkan lebih
banyak.
Sedangkan kerugian yang paling
besar dari listrik adalah hubungan singkat atau konsleting yang dapat
mengakibatkan kebakaran. Pada saat konsleting, arus listrik tidak mengalir
melalui alat-alat listrik sehingga energi listrik diubah menjadi energi panas
oleh kawat penghantar. Jika energi panas itu sangat besar, maka kabel/kawat
akan berpijar yang akhirnya menimbulkan kebakaran. Untuk mencegah bahaya
kebakaran atau kerusakan karena konsleting maka digunakan sekering. Sekering
terdiri atas seutas kawat logam timah hitam yang dibungkus dengan porselen atau
kaca sebagai isolator.
Listrik ini
sangat terbatas jumlahnya sehingga gerakan penghematan listrik harus terus
digalakkan demi terjaganya kelangsungan hidup manusia di seluruh dunia. Adapun
cara menghemat listrik, di antaranya:
1. Menggunakan listrik seperlunya, misalnya pada saat menghidupkan
televisi atau radio, kita tidak boleh membiarkan televisi atau radio tetap
hidup sementara kita sudah tidak menonton televisi atau mendengarkan radio
tersebut.
2. Menggunakan lampu dengan daya yang rendah sesuai dengan kebutuhan.
3. Tidak terlalu sering menghidupkan dan mematikan alat listrik dengan
daya tinggi, misalnya setrika.
4. Tidak lupa mematikan lampu pada saat bangun pagi.
EmoticonEmoticon