Energi Listrik

1. Gejala Kelistrikan

Benda-benda plastik, jika digosok-gosokkan menjadi bermuatan listrik. Adanya gejala kelistrikan inilah yang membuat benda plastik dapat menarik potongan-potongan kertas atau benda-benda kecil Iainnya. Akan tetapi, tarikan itu hanya berlangsung sementara (sebentar). Hal itu terjadi karena benda plastik menjadi tidak bermuatan listrik lagi. Perhatikan juga saat kamu menyisir rambut. Jika kamu terlalu lama menyisir rambut dengan sisir plastik, maka sisir plastik dapat menarik rambut karena sisir menjadi bermuatan listrik. Muatan listrik itu terjadi karena panas yang dihasilkan oleh gesekan antara rambut dengan sisir.

2. Sumber Energi Listrik

Benda yang dapat menimbulkan arus listrik dinamakan sumber energi listrik. Sumber energi listrik yang paling sering kita jumpai adalah baterai dan aki. Keduanya memiliki kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Baterai dan aki tergolong sumber energi yang kecil. Keduanya hanya mampu menyalakan lampu senter atau bola lampu berukuran kecil. Bagaimana kalau mau menyalakan lampu di jalanan atau lampu untuk seluruh rumah? Dan manakah sumber energi listriknya?

a. Generator

Untuk menyalakan lampu dalam satu rumah, sebenarnya cukup menggunakan sumber energi berupa generator berukuran kecil. Akan tetapi, untuk menyalakan lampu di seluruh jalanan dan rumah-rumah, tentu saja generator kecil tidak akan sanggup, apalagi jika hanya menggunakan baterai dan aki. Sumber energi yang diperlukan untuk itu harus berupa generator berukuran besar Generator seperti ini terdapat pada pusat pembangkit energi listrik. Pusat pembangkit energi listrik bermacam-macam, bergantung pada tenaga yang membangkitkannya. Ada listrik yang dibangkitkan oleh tenaga air, angin, diesel, dan sebagainya. Berikut ini beberapa jenis pembangkit listrik berdasarkan tenaga penggeraknya.

1. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

2. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

3. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)

4. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

5. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (Geotermal) (PLTG)

6. Pusat Listrik Tenaga Matahari (Surya)

7. Pusat Listrik Tenaga Angin

Bagaimana cara energi listrik dihasilkan pada pusat pembangkit tenaga listrik? Kita akan melihat prinsip kerja tenaga air dan diesel. Pada Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), air dibendung terlebih dahulu sehingga permukaannya menjadi tinggi. Air yang dibendung ini menyimpan energi potensial. Kemudian, air ini dialirkan melalui terowongan menurun. Aliran air tersebut akan memutar turbin yang digandeng dengan generator. Generator yang berputar menghasilkan energi listrik. Pada saat air bergerak dalam terowongan, energi potensial air berubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik air inilah yang memutar turbin yang dihubungkan dengan generator

Pada Pusat Listrik Tenaga Diesel, mesin diesel dihidupkan dengan minyak diesel (solar). Mesin diesel langsung menggerakkan generator sehingga timbul energi listrik. Pada Pusat Listrik Tenaga Matahari, cahaya matahari diterima oleh sel surya. Kemudian, sel surya mengubahnya menjadi energi listrik.

b. Baterai

Baterai merupakan sumber energi listrik yang paling mudah diperoleh. Kamu dapat membelinya di toko atau di warung. Pada bungkus baterai biasanya tertulis 1,5 V. Artinya, baterai tersebut mempunyal tegangan listrik 1,5 volt (1,5 V). Bateral berisi zat-zat kimia. Pada zat zat kimia tersebut tersimpan energi kimia yang dapat berubah menjadi energi listrik apabila kutub positif (+) dihubungkan dengan kutub negatif (—). Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar

Bungkus luar baterai biasanya dibuat dan bahan logam, tetapi ada juga yang dibuat dan kertas karton tebal. Perhatikan dan bacalah semua petunjuk pemakaian baterai tersebut, baik kutub-kutubnya maupun daya tahannya! Setelah bungkus luar dibuka, kamu akan menemukan lapisan seng yang benfungsi sebagai kutub negatif. Jika lapisan seng ini dibuka, maka kamu akan menemukan lapisan zat-zat kimia. Zat-zat inilah yang menyimpan energi kimia. Di bagian tengah baterai, kita akan mendapatkan batang arang yang keras. Ujung luar batang arang ini biasanya dihubungkan dengan tembaga dan berfungsi sebagai kutub positif. Batersi dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

c. Aki (akumulator)

Perhatikanlah bagian-bagian aki (akumulator) pada Gambar Aki (akumulator) berisi zat kimia berupa cairan. Oleh karena itu, aki disebut juga elemen basah. Pernahkah kamu memakai aki? Apakah aki selalu dapat terus-menerus digunakan? Bagaimana kalau aki itu habis dipakai? Apabila aki telah lama digunakan untuk menyalakan lampu atau menghidupkan alat lainnya, maka energi listrik pada aki akan habis. Agar dapat digunakan kembali, aki harus diberi energi listrik (disetrum) dan kadang-kadang juga ditambah air murni.

Ukuran aki bermacam-macam. Ukuran tersebut menunjukkan besarnya tegangan listrik yang dimilikinya. Biasanya, aki yang bertabung besar mempunyai tegangan yang besar juga. Contoh-contoh ukuran aki antara lain 6 V, 9 V, 12 V, 24 V, dan 50 V. Penggunaan energi listrik dan aki ini cukup dilakukan dengan menghubungkan kutub positif dan kutub negatif dengan alat-alat listrik yang dhnginkan. Apabila aki dihubungkan dengan radio, maka radio akan berbunyi. Demikian juga, jika aki dihubungkan dengan bola lampu, maka bola lampu akan menyala. Pada aki terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

d. Dinamo sepeda

Dinamo sepeda terdiri dan magnet berbentuk tabung dan sebuah kumparan (kawat yang digulung secara teratur). Kumparan itu dipasang di sekitar magnet tabung yang berputar. Perhatikanlah bagan dinamo sepeda pada Gambar di bawah. Dinamo ini biasa dipasang dekat roda depan sepeda. Pada saat sepeda dijalankan, kepala dinamo yang berhubungan langsung dengan magnet akan berputar karena bergesekan dengan roda. Magnet yang berputar menimbulkan arus listrik pada kumparan.

Dinamo dapat mengubah energi mekanik (gerak) menjadi energi listrik.

3. Rangkaian Listrik

Apabila kutub positif dan negatif dihubungkan dengan sepotong kabel, maka timbul arus listrik. Arus listrik mengalir dan kutub positif menuju kutub negatif. Untuk mengetahui adanya arus listrik, maka kita dapat mengujinya dengan memasang lampu senter pada kabel tersebut. Jika lampu senter menyala, berarti ada arus listrik yang mengalir melalui kabel dan lampu senter. Perhatikan gambar di bawah!

Arus listrik hanya akan mengalir dalam rangkaian tertutup, yaitu rangkaian yang tidak memiliki ujung dan pangkal. Sebaliknya, arus listrik tidak mengalir dalam rangkaian terbuka, yaitu rangkaian yang memiliki ujung dan pangkal. Perhatikan kembali gambar-gambar di atas. Gambar a menunjukkan rangkaian terbuka, sedangkan gambar b dan c menunjukkan rangkaian tertutup

Rangkaian listrik pada kegiatan di atas merupakan rangkaian yang paling sederhana. Dalam kenyataannya, rangkaian listrik bisa terdiri dari beberapa lampu dan beberapa baterai. Susunan baterai dan lampu pun bisa bermacammacam. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar dibawah!

Baterai dapat disusun dengan berbagai cara untuk menghasilkan rangkaian listrik. Jika baterai atau sumber listrik yang lain disusun berderet, maka rangkaian disebut rangkaian seri. Sebaliknya, jika baterai atau sumber energi listrik yang lain disusun sejajar, maka rangkaian disebut rangkaian paralel. Gabungan dan susunan sen dan paralel membentuk rangkaian campuran. Gambar a merupakan rangkaian seri, gambar b merupakan rangkaian pararel, dan gambar c merupakan rangkaian campuran.

Bentuk rangkaian listrik mempengaruhi nyala lampu. Rangkaian seri menghasilkan nyala lampu yang lebih terang. Akan tetapi, rangkaian seri menyebabkan baterai lebih cepat habis. Sebaliknya, rangkaian paralel menghasilkan nyala lampu yang kurang terang, tetapi baterai lebih tahan lama.

Rangkaian lampu yang digunakan di rumah kita adalah rangkaian paralel (gambar b). Rangkaian seperti itu tidak menyebabkan semua lampu padam, meskipun ada salah satu lampu yang putus atau sakelar salah satu lampu dimatikan. Berbeda jika menggunakan rangkaian seri (gambar a), maka semua lampu akan mati jika salah satu lampu putus. Pada bahasan di atas, kita telah mempelajari cara menyusun rangkaian

sampai dapat membuat lampu menyala. Akan tetapi, lampu akan terus menyala apabila kabel penghubung antara baterai dan bola lampu tidak dilepas. Supaya kita tidak perlu memasang dan melepas kabel terus-menerus, dibuatkanlah alat yang dapat menyambung dan memutus arus listrik. Alat tersebut disebut sakelar. Apabila kamu ingin menghidupkan atau mematikan lampu atau alat listrik lainnya, maka yang kamu lakukan adalah menekan sakelar. Prinsip kerja sakelar adalah untuk menyambung atau memutuskan arus listnik yang melalui suatu rangkaian.

4. Konduktor dan Isolator Listrik

Perhatikan alat-alat listrik di rumahmu, misalnya kipas angin, kulkas, radio, TV, dan setrika listrik. Tentu kamu melihat bahwa semua peralatan ini dihubungkan dengan kabel ke sumber listrik. Apa yang terjadi jika kabel diganti dengan tali plastik? Apakah peralatan listrik itu dapat bekerja?

Secara umum, benda-benda di sekitar kita dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu konduktor dan isolator. Tentu kamu masih ingat dengan kedua istilah tersebut. lstilah konduktor dan isolator telah disebutkan ketika membahas mengenai panas. Pada bahasan tersebut, konduktor adalah benda yang dapat menghantarkan panas, sedangkan isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan panas.

Dalam kaitannya dengan listrik, kedua istilah ini memiliki pengertian yang mirip. Konduktor listrik adalah benda yang dapat menghantarkan arus listrik. Konduktor listrik umumnya berupa logam, misalnya besi, baja, kuningan, kayu yang basah, dan timah. Sementara itu, isolator listrik adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Benda yang tergolong isolator listrik, misalnya plastik, kaca, dan kayu yang kering

5. Perubahan Energi Listrik

Perhatikan peralatan listrik di rumahmu, misalnya TV, radio, kipas angin, dan setrika. Bagaimana cara peralatan ml bekerja? Energi apa yang digunakan peralatan tersebut? Energi apa yang dihasilkannya? Semua peralatan tersebut di atas menggunakan energi listrik. Hal mi terlihat dan alat tersebut yang berhenti bekerja apabila hubungannya ke sumber listrik terputus. Demikian pula mobil mainan yang menggunakan baterai. Mobil mainan tersebut tidak bergerak jika baterainya diambil. Di antara peralatan tensebut, ada yang membutuhkan energi yang besar, ada pula yang hanya membutuhkan energi listrik yang kecil. Untuk mendapatkan energi listrik yang besar, maka peralatan dihubungkan ke jaringan listrik dan PLN. Tegangan listrik yang dihasilkannya adalah 110 V dan 220 V. Sementara itu, untuk mendapatkan energi listrik yang kecil, cukup

menggunakan baterai. Satu bateral hanya menghasilkan tegangan 1,5 V. Energi listrik dapat diubah-ubah. Pada lampu terjadi perubahan energi listrik menjadi enengi panas dan cahaya. Pada setrika listrik terjadi perubahan energi listriik menjadi energi panas. Pada kipas angin terjadi perubahan energi listrik menjadi energi gerak atau energi kinetik. Pada radio dan tape terjadi perubahan energi listrik menjadi energi bunyi. Demikian pula dengan peralatan listnik yang lain.

Energi listrik dapat diubah menjadi energi panas, energi cahaya, energi gerak, dan energi bunyi. Sebagai tambahan pengetahuanmu, di bawah mi akan diberikan beberapa hal yang berkaitan dengan listrik. Pernahkah kamu membeli bola lampu listrik (bohiam atau neon/TL)? Jika pernah, apakah kamu mengerti apa makna tulisan yang tertera pada bohlam atau neon tersebut? Misalkan pada bohlam atau neon tertulis 220V140W. Apa artinya? Angka 220V menunjukkan tegangan listrik yang harus dihubungkan dengan bohlam atau neon tersebut adalah sebesar 220 volt. Alat-alat listrik harus selalu disambungkan ke tegangan yang sesuai. Jangan menyambungkan alat-alat listrik ke tegangan yang tidak sesuai karena bisa berakibat fatal, misalnya bohlam putus dan radio terbakar. V adalah singkatan dan volt dan merupakan satuan tegangan listrik. Untuk mengukur tegangan listrik biasanya digunakan voltmeter. Angka 40 W menunjukkan jumlah energi listrik yang digunakan bohlam atau neon tersebut setiap detik, yaitu sebesar 40 watt. W adalah singkatan dan watt dan merupakan satuan energi listrik setiap detik (sering juga disebut daya listrik). Energi listrik biasanya diukur dengan meteran listrik yang biasa dipasang pegawai Perusahaan Listrik Negara (PLN) di dinding depan rumah kita

Demikian juga halnya jika kamu membeli sebuah baterai. Kamu melihat adanya tulisan 1,5 V pada baterai tersebut yang berarti tegangan listrik yang dihasilkan baterai tersebut sebesar 1,5 volt. Jadi, apabila kamu mempunyai sebuah radio kecil yang membutuhkan tegangan listnik 3 volt, maka kamu harus membeli 2 buah baterai masing-masing 1,5 volt dan disusun secara

Seri.. Arus listrik biasanya diukur dengan amperemeter dan satuannya adalah ampere (A). Besaran lainnya yang perlu kamu ketahui adalah hambatan Iistrik yang biasanya diukur dengan ohmmeter dan satuannya adalah ohm. Kadang-kadang, alat untuk mengukur arus, tegangan, dan hambatan digabung menjadi satu dan disebut multimeter (avometer).