Perpindahan dan Perubahan Energi Listrik

Pada saat kamu menyalakan lampu di rumah, energi apa yang digunakan sehingga lampu menyala? Selain untuk penerangan, listrik juga digunakan untuk menggerakkan mesin-mesin pabrik serta menyalakan alat-alat rumah tangga, seperti televisi, radio, setrika, mesin cuci, dan lemari es. Dari mana listrik dihasilkan, bagaimana gejalanya, dan energi apa saja yang dihasilkan energi listrik? Perhatikan pembahasan berikut ini.

A Gejala Kelistrikan

Gejala kelistrikan dapat kamu amati pada beberapa benda, seperti sisir plastik, balon, atau penggaris plastik.

Setiap benda mempunyai dua muatan, yaitu muatan positif dan negatif dengan jumlah yang sama. Jika benda tersebut digosokkan, maka akan terjadi perubahan muatan. Pada saat sisir plastik digosokkan pada rambut, muatan negatif pada sisir plastik akan bertambah. Ketika sisir plastik didekatkan pada kertas, muatan negatif pada kertas menjauhi sisir sehingga sisi kertas yang dekat sisir menjadi lebih positif. Akibatnya kertas akan tertarik oleh sisir plastik. Tarik-menarik antara muatan pada sisir dan kertas disebut gaya listrik (tarik-menarik). Muatan listrik yang terkandung dalam sisir plastik tidak mengalir sehingga disebut listrik yang diam atau listrik statis.

B Sumber Energi Listrik

Kamu telah mengetahui bahwa lampu di rumah dapat menyala karena adanya energi listrik. Tahukah kamu dari mana energi listrik didapat? Energi listrik didapat dari sumber energi listrik. Sumber energi listrik adalah sesuatu yang dapat menghasilkan energi listrik. Sumber energi listrik yang kita kenal, antara lain baterai, aki, dinamo, dan generator. Untuk lebih memahami sumber energi listrik, pelajari uraian berikut ini.

1. Baterai

Sumber energi listrik yang sering digunakan dalam kehidupan seharihari yaitu baterai. Baterai merupakan elemen kering karena berisi zat kimia berbentuk padat. Apa isi baterai? Perhatikan gambar berikut ini. Baterai tersusun dari beberapa lapisan. Bagian luar baterai adalah seng. Bagian dalamnya ada zat kimia berbentuk serbuk hitam terdiri dari campuran larutan salmiak dan batu kawi. Di tengah-tengah baterai terdapat batang arang atau batang karbon yang keras.

Ujung baterai yang menonjol disebut kutub positif. Ujung yang satu lagi, yaitu dasar baterai 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. Benda apa saja yang biasa menggunakan baterai?

2. Akumulator

Sumber energi listrik yang menggunakan cairan ialah akumulato (accu) atau aki. Aki dibuat dari lempeng timbal yang dimasukkan dalam larutan asamsulfat encer. Perhatikan gambar di samping ini. Sebelum digunakan, terlebih dahulu aki dialiri dengan arus listrik. Pada saat mengisi aki, energi listrik diubah menjadi energi kimia.

Pada saat digunakan, pada aki terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Tegangan aki lebih besar daripada baterai yaitu sekitar 6 Volt - 24 Volt. Aki biasa digunakan untuk menghidupkan mesin kendaraan bermotor.

3. Dinamo

Coba kamu perhatikan dinamo sepeda. Bagaimana dinamo tersebut dapat menyalakan lampu? Pada saat sepeda digerakkan, dinamo mengubah energi gerak menjadi energi listrik sehingga lampu dapat menyala. Sebuah dinamo terdiri dari sebuah magnet dan kumparan. Jika kumparan tersebut diputar, maka akan timbul 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. Baterai, akumulator, dinamo, dan generator termasuk sumber energi listrik.

C Rangkaian Listrik Sederhana

Pada saat kamu menyalakan lampu di rumahmu, pernahkah kamu berpikir bagaimana listrik bisa sampai ke rumahmu? Listrik yang menyala di rumahmu itu berasal dari pusat pembangkit tenaga listrik yang dialirkan melalui kabel. Di kota atau di desa, listrik dari pusat itu diterima di gardu listrik. Dari tempat ini lalu dibagi-bagi kepada para pelanggan yang memerlukannya. Di rumahmu, listrik itu pun dibagi-bagi lagi ke kamar-kamar. Sumber listrik, kabel, dan alat listrik disusun menjadi suatu rangkaian yang disebut rangkaian listrik. Rangkaian listrik dapat digolongkan menjadi rangkaian terbuka dan rangkaian tertutup serta rangkaian seri dan rangkaian paralel.

1. Rangkaian Tertutup dan Terbuka

Coba kamu perhatikan sebuah senter. Bagaimana lampu pada senter tersebut bisa menyala? Pada saat kabel dihubungkan pada kutub positif dan kutub negatif, maka akan ada arus listrik. 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.

Apakah besarnya tenaga listrik mempengaruhi cahaya yang dtimbulkan?Ini berarti bahwa semakin besar tegangan listrik, semakin besar arus listrik mengalir di dalam kabel. Semakin besar arus listrik mengalir, semakin terang lampu itu menyala. Coba kamu perhatikan sebuah senter. Jika ingin mematikan dan menyalakan lampu senter biasanya ada tombol yang kamu pijit atau tekan. Alat untuk memutuskan dan menyambung arus itu dinamakan sakelar. Sakelar sederhana dapat kamu buat sendiri seperti gambar berikut ini.

2. Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel

Kita dapat merangkai alat-alat listrik dengan rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian listrik seri dan paralel biasanya digunakan untuk rangkaian lampu atau rangkaian baterai.

a. Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri, lampu atau baterai disusun secara berurutan. Rangkaian seri lampu dan baterai digambarkan sebagai berikut.

 

Coba kamu perhatikan rangkaianlistrik pada senter. 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.

b. Rangkaian Paralel

Alat-alat listrik dapat pula dihubungkan secara paralel atau sejajar. Pada rangkaian paralel, lampu atau baterai dipasang sejajar. Rangkaian paralel lampu dan baterai digambarkan sebagai berikut.

Pada rangkaian paralel, jika salah satu lampu dilepas, rangkaian tetap merupakan rangkaian tertutup sehingga lampu lain akan tetap menyala. Berdasarkan prinsip tersebut, maka lampu di rumah-rumah dipasang secara paralel. Rangkaian alat-alat listrik pada kendaraan bermotor pun, seperti klakson, radio, lampu, dan kipas disusun secara paralel. Bagaimana jika alat-alat dalam kendaraan bermotor itu disusun dengan rangkaian seri? Bagaimana pula jika listrik di rumahmu disusun dengan rangkaian seri?

D Konduktor dan Isolator Listrik

Dari percobaan yang telah kita lakukan ternyata arus listrik dapat berpindah melalui kabel. Apakah semua benda dapat dialiri listrik? Coba lakukan percobaan berikut ini. ternyata ada benda-benda yang dapat mengalirkan listrik dan ada yang tidak. Benda-benda yang dapat mengalirkan listrik disebut penghantar listrik atau konduktor. Benda yang tidak dapat mengalirkan listrik disebut isolator.

= E Perubahan Energi Listrik

Kita 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. Bagaimana perubahan tersebut dapat terjadi? Perhatikan pembahasan berikut ini. 1. Energi Listrik Berubah Menjadi Energi Panas Jika setrika dihubungkan dengan sumber listrik, apa yang terjadi? Setrika akan menjadi panas. Mengapa demikian?

yang mempunyai tahanan besar. Jika dilalui arus listrik, akan menjadi panas, dan memancarkan panasnya ke besi baja (c) hingga bagian ini menjadi panas. Bagian (c) sendiri tidak dilalui arus listrik. Di dalam setrika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi panas. Selain setrika, alat lain yang memanfaatkan perubahan energi listrik menjadi energi panas antara lain, pemanas nasi dan oven listrik.

2. Energi Listrik Berubah Menjadi Energi Gerak

Energi listrik dapat juga berubah menjadi energi gerak. Contohnya pada kipas angin. Pada saat kipas angin dihubungkan dengan sumber listrik, listrik diubah menjadi magnet listrik yang dapat memutar balingbaling kipas angin. Alat-alat lain yang memanfaatkan perubahan energi listrik menjadi energi gerak, antara lain mesin cuci dan mixer.

3. Energi Listrik Berubah Menjadi Energi Bunyi

Pada saat kamu menyambungkan radio pada listrik, radio akan berbunyi. Pada radio terjadi perubahan energi listrik menjadi energi bunyi. Alat-alat lain yang memanfaatkan perubahan energi listrik menjadi energi bunyi, antara lain televisi dan tape recorder.

4. Energi Listrik Berubah Menjadi Energi Cahaya

Bagaimana lampu-lampu di rumah bisa menyala? Lampu menyala akibat adanya perubahan energi listrik menjadi energi cahaya. Alat-alat lain yang memanfaatkan perubahan energi listrik menjadi energi cahaya antara lain lampu lalu lintas dan lampu neon. Energi listrik dapat diubah menjadi energi panas, energi gerak, energi bunyi, dan energi cahaya.

Beri Penilaian