Perpindahan dan Perubahan Energi Listrik

Setiap benda mempunyai ribuan muatan listrik. Muatan listrik ada dua macam, yaitu muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron). Benda dengan jumlah proton dan elektron sama disebut benda netral. Ada pula benda bermuatan positif maupun bermuatan negatif. Benda bermuatan positif jika jumlah proton lebih banyak daripada elektron. Benda bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak daripada proton.

Listrik Statis

Listrik statis adalah listrik yang diam untuk sementara pada suatu benda. Fenomena listrik statis sering kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari. Ketika menyetrika kain wool, begitu selesai disetrika maka kain wool tersebut menarik rambut-rambut di badan kita saat kain tersebut didekatkan ke tubuh. Atau coba Anda lakukan dengan menggunakan balon, gosokkan ke rambut Anda kemudian tempelkanlah pada dinding. Balon akan menempel pada dinding. Dalam skala yang besar fenomena listrik statis sering kita lihat pada timbulnya petir akibat loncatan muatan listrik statis. 

Ketika kita menggosokkan penggaris ke rambut, sejumlah elektron dari rambut berpindah ke penggaris. Akibatnya jumlah elektron pada penggaris bertambah. Penggaris menjadi bermuatan negatif. Perbedaan jumlah muatan pada penggaris ini menimbulkan gejala kelistrikan. Muatan pada penggaris ini bersifat diam (statis). Gejala kelistrikan yang terjadi disebut listrik statis. Gejala kelistrikan statis inilah yang menyebabkan rambut tertarik penggaris, gejala kelistrikan statis juga terjadi pada serpihan kertas yang menempel pada penggaris.

Jika dua buah benda yang bermuatan didekatkan akan terjadi dua kemungkinan. Pertama, jika benda bermuatan itu senama ((+ dan +) atau (- dan -)) akan saling tolak menolak. Kedua jika benda bermuatan tersebut tidak senama ( + dan -) akan tarik menarik.

Listrik Dinamis

Listrik Dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. Salah satu contoh listrik dinamis adalah pada baterai. Baterai mempunyai kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif (+) adalah ujung baterai dengan tonjolan kecil. Sementara, kutub negatif (–) adalah ujung baterai yang rata (biasanya mengilap). Jika kedua kutub dihubungkan dengan kabel, elektron mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Aliran elektron ini disebut arus listrik. Ketika arus listrik melewati  lampu, arus listrik menyebabkan lampu menyala. Ketika salah satu ujung kabel dilepas dari kutub baterai, lampu akan mati karena elektorn tidak dapat mengalir. Arus listrik hanya dapat menyala pada rangkaian tertutup.

Rangkaian Listrik

• Rangkaian Seri :: Rangkaian 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.

• 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 Campuran :: Rangkaian campuran merupakan gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel.

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. Sementara rangkaian paralel adalah 1/R+1/R+1/R. Sementara keuntungan dan kerugian rangkaian paralel adalah kebalikan dari kerugian dan keuntungan seri. Sedang yang disebut rangkaian rumit adalah rangkaian gabungan antara paralel dan seri. Contohnya adalah lampu di rumah.

Sumber-sumber Energi Listrik

1. Baterai

Pada ujung baterai terdapat dua buah kutub yaitu kutub positif dan negatif. Jika bungkus bagian luar baterai kita buka akan terlihat lapisan seng, lapisan seng ini berfungsi sebagai kutub negatif. Benda yang berfungsi sebagai kutub positif adalah batang arang yang terdapat di bagian tengah. 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 disebutelemen kering. Pada permukaan luar baterai biasanya terdapat tulisan, misalnya 1,5 volt. Artinya, baterai tersebut bertegangan listrik sebesar 1,5 volt. Volt merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan tegangan listrik.

2. Akumulator (Aki)

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.  Bagian dalam aki terdiri dari lempengan timbal dan timbal peroksida yang dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat. Lempengan timbal tersebut terdiri dari pelat Positif dan pelat Negatif, untuk pelat Positif dibuat dari Timbal Peroksida, Sedangkan pelat Negatif hanya dibuat dari logam timbal. Antara pelat positif dan pelat negetif diberi pemisah supaya tidak bersinggungan yang dapat mengakibatkan hubungan arus pendek. Timbal dan timbal peroksida ini bereaksi dengan asam sulfat, hasil reaksi kimia tersebut menghasilkan listrik.

3. Dinamo dan Generator

Dinamo biasanya digunakan untuk menyalakan lampu pada sepeda. 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. 

Sumber energi listrik yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik yang lain adalah generator. 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.

4. Sel Surya

Matahari merupakan sumber energi yang sangat besar. 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.

5. Nuklir

Nuklir merupakan sumber energi yang sangat besar. 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.

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.

Perubahan Energi Listrik

1. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Panas

Contohnya, setrika listrik, kompor listrik, dispenser, dan solder. Di dalam alat-alat tersebut terdapat elemen pemanas. 

2. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Cahaya

Contohnya, Lampu listrik mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. 

3. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Gerak

Contohnya, Mobil-mobilan baterai bergerak dengan memanfaatkan baterai, kipas angin, blender, mesin cuci, dan pengering rambut.

4. Perubahan Energi Listrik Menjadi Energi Bunyi

Radio, televisi, handphone (hp), dan bel listrik merupakan penghasil bunyi.