Apa yang disebut dengan listrik?

Semua orang tahu kalau kalo diseluruh dunia ini kita mudah sekali menjumpai alat yang menggunakan energi listrik. liat saja di sekitar kita, hampir semuanya bukan? saya rasa semua orang setuju kalau sekarang sudah menjadi bagian dari kehidupan kita, bayangkan saja hidup tanpa listrik? ga ada namanya chatting, facebook, twitter, nge-blog dan tentunya hidup ini akan terasa hambar bukan? 😀

Di alam sendiri kita bisa dengan mudah melihat adanya energi listrik, contohnya petir dengan energinya yang luar biasa, atau ketika kita menggesek2-kan penggaris dari mika ke rambut kita untuk menarik serpihan2 kertas (energi listrik statis)….dan tahukah anda kalau listrik juga menjalankan tubuh kita? yup, listrik adalah sumber daya yang membuat otak mampu mengatur sistem pernafasan, jantung bahkan seluruh tubuh. klo orang gila mungkin listriknya mengalami konsleting ya? 😛

Nah sekarang apa yang disebut dengan listrik sih?

Dalam Skala Atomik
Semua benda di alam ini pasti berupa materi atau bisa juga dibilang terdiri dari banyak atom, tau atom kan? (bukan kacang atom pastinya :p)

Seperti ini lho perkiraan gambar atom itu:

sekitar tahun 1897 baru diketahui adanya elektron, di sinilah listrik ditemukan, sebelum itu hanya dianggap sebagai hal yang mistis (ga bisa bayangin dah klo sampai sekarang masih dianggap klenik :D)

atom

Gambar atom

Bayangkan saja elektron itu mengelilingi nukleus (inti atom), pergerakan elektron inilah yang menyebabkan listrik mengalir. ketika elektron dan nukleus berada pada posisi tetap dan tidak bergerak, seperti karet, plastik, dsb maka listrik tidak bisa/susah untuk mengalir atau disebut juga sebagai insulator. sedangkan benda yang memungkinkan elektron yang dapat bergerak meninggalkan nukleus menuju ke atom yang lain mengakibatkan listrik dapat mengalir disebut sebagai konduktor, contohnya adalah benda-benda yang terbuat dari logam.

AC/DC
Listrik yang dihasilkan oleh suatu pembangkit listrik yang besar (misal milik PLN) memiliki tegangan bolak-balik atau dalam bahasa kerennya disebut Alternating Current (AC). sedangkan listrik yang dihasilkan oleh baterai, sel surya atau fuel-cell adalah tegangan satu arah atau Direct Current (DC). pada listrik DC kutub tegangan +/- selalu pada posisi yang sama, sedangkan pada listrik AC berubah-ubah dengan frekuensi tertentu (Amerika sebesar 60Hz, di Indonesia sini sebesar 50Hz).

Keuntungan untuk listrik AC, besar tegangan dapat dengan mudah diubah dengan menggunakan transformator sehingga perusahaan listrik dapat menghemat banyak untuk distribusi listrik pada jaringan jauh.

Kenapa bisa lebih hemat??

Kabel adalah satu-satunya yang digunakan untuk distribusi listrik saat ini bekerja sesuai dengan prinsip V=I/R diatas, dimana untuk arus (I) yang besar maka dibutuhkan kabel yang besar pula, belum lagi semakin panjang atau besar kabel mengakibatkan besar pula tahanannya (R). jika tegangan (V) yang besar, kabel yang dibutuhkan hanya sebesar arus (I) yang dilewatkan (ingat perumpamaan selang air dibawah ini).

V=I/R dan Daya (P)
Pada suatu aliran listrik, jumlah elektron-elektron yang bergerak disebut sebagai arus listrik dengan satuan ukuran Ampere (Amp) sedangkan tekanan dari dorongan elektron-elektron yang bergerak disebut sebagai tegangan dengan satuan ukuran Voltase (V). Ukuran 1 (satu) Ampere sama dengan 6.24 x 10^18 elektron per detik.­ lebih mudahnya coba bayangkan suatu selang air, jumlah air di dalam selang adalah jumlah arusnya dan kekuatan tekanan air yang keluar adalah besar tegangan sedangkan ukuran selang adalah tahanannya (R).

Coba saja putar keran air, pasti air yang keluar dan tekanannya makin kencang, jika selang kita jepit sebagian maka alirannya makin kencang, sebaliknya jika selang kita besarkan maka aliran air makin pelan, hal yang sama berlaku juga buat aliran listrik.

josss

josss

Jumlah air yang keluar dari selang menunjukkan korelasi antara kekuatan tekanan air dan jumlah air di dalam selang maka Daya (P) listrik merupakan jumlah perkalian antara V dan I atau P=VxI sehingga bisa disebut juga bahwa Daya adalah besar energi listrik. satuan daya adalah Watt.

Kenapa bukan VoltAmp (VA)?? seperti dari rumus Daya seharusnya bisa dilihat bahwa VxI VA.

Dalam listrik AC, frekuensi bolak-balik dari tegangan menyebabkan perbedaan fasa antara beban reaktif (induktif dan kapasitif), hmmm….kayaknya pembahasan sudah mulai rumit nih, lanjut ga ya?

oke lanjuut………….. 😀

Beban diatas maksudnya adalah benda yang menggunakan energi listrik, misalnya lampu, tv, radio dsb. didalam rangkaian tv atau lampu pasti ada komponen-komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, lilitan magnet (induktor) dsb, nah komponen-komponen seperti kapasitor dan induktor itulah yang menyebabkan frekuensi (60 atau 50 Hz) pada tegangan AC berbeda fasa ada yang mendahului atau tertinggal. masih ga jelas ya? kalau dilihat dari gambar dibawah, ada 2 (dua) gelombang yang berbeda fasa-nya, oh iya satu fasa itu adalah ukuran untuk satu gelombang frekuensi (gelombang naik + turun).

Pada reaksi induktif maupun kapasitif, perbedaan fasa menyebabkan rugi-rugi pada Daya yang digunakan oleh suatu alat listrik, rugi-rugi tersebut dikenali sebagai power factor.

beda fasa

Beda fasa

Power Factor inilah yang disebut dengan Daya Nyata atau real power, satuannya adalah % (persen). untuk power faktor 70% (0,7), misal ada tv yang bertuliskan menggunakan daya 100 watt maka berarti daya yang digunakan sebesar 140 VA, atau rugi 40 VA karena Daya yang diberikan oleh PLN atau negara adalah dalam satuan VA bukan Watt.

Karena adanya Power Factor maka digunakan komponen pasif seperti kapasitor atau induktor (tergantung jenis fasa-nya) dengan ukuran yang biasanya cukup besar untuk meredamnya sehingga Power Factor menjadi sekitar 90-99% (tidak mungkin menjadi 100% karena loss itu selalu ada).

Medan Elektromagnet
Bicara mengenai listrik pasti selalu ada kaitannya dengan medan elektromagnet, salah satu pelajaran yang saya paling takuti karena banyak rumus yang cukup njelimet 😛

Dilihat dari gambar diatas dapat dilihat bahwa medan elektromagnet dapat digambarkan dengan tangan kanan ketika kita memberikan tanda jempol. Medan Magnet (B) bergerak mengelilingi arah Arus (I), dimana arah I bergerak dari kutub positif (+) menuju ke kutub negatif (-). Jari jempol menunjukkan arah Arus (I) dan 4 (empat) jari lainnya menandakan arah Medan Magnet (B).

medan elektromagnet

Medan Elektromagnet

Produksi Listrik
Saat ini sebagian besar produksi listrik memanfaatkan tenaga panas yang dihasilkan oleh sumber energi dari fosil, contohnya minyak bumi, batu bara, gas dll. tenaga panas tadi digunakan untuk menggerakkan suatu turbin yang ditempatkan diantara 2 (dua) kutub magnet +/- dan akhirnya menghasilkan suatu listrik Alternating Current (AC). hanya sedikit saja pembangkit listrik yang menggunakan tenaga surya, geothermal, pasang-surut air laut dsb. sedangkan tenaga nuklir masih hanya sedikit negara yang menggunakannya, selain karena masalah keamanan tetapi menyangkut masalah politis juga.

Grounding
Apa sih Ground itu? arti secara bahasa adalah daratan, identik dengan tanah atau bumi. pada kelistrikan Ground digunakan sebagai pengaman alat listrik maupun pengguna.

Kok bisa?

Alasannya karena pada listrik yang mengalir, elektron-elektron bergerak selalu untuk mencari jalur kembali “return path“, sedangkan planet bumi merupakan konduktor yang bagus, ukurannya juga sangat besar, sehingga hal tersebut mengakibatkan listrik akan mengalir ke arah Ground, inilah mengapa petir itu selalu turun kebawah atau kearah daratan.

Cara membuat Ground cukup mudah, gunakan konduktor yang baik (misal batang tembaga atau batang besi) sepanjang kira-kira 2,5 meter , kemudian tanam batang konduktor tersebut sekitar 2-3 meter didalam tanah (bumi), setelah itu hubungkan ground panel listrik ke batang konduktor yang telah tertanam.

grounding

Grounding

Demikian yang saya mengerti mengenai kelistrikan, meskipun sedikit semoga dapat bermanfaat

iKONs

Sumber:
http://google.com
http://wikipedia.com
http://science.howstuffworks.com

Kelistrikan/Electricity

  • Nia

    Mas M, yg tidak bisa dhantarkan oleh listrik itu namany Isolator kan ya? Koq di post ini namanya insulator? Aq malah jd keingetan kata2 insulin, hormon pengatur kadar gula dalam darah.. ;D hehe
    CMIIM ya.. ^_^

    • oiyo isolator, wah suram salah ketik..masih pikiran kayaknya wkwkwkwk