Energi Listrik

Kamu tentu sudah sering mendengar istilah listrik. Tahukah kamu apakah listrik itu sesungguhnya? Apa saja yang dapat menghasilkan listrik? Dalam postingan kali ini plengdut.com akan mengulas materi artikel mengenai berbagai macam hal tentang listrik ini. Mari kita simak urain berikut ini:

a. Gejala Kelistrikan
Gejala-gejala listrik adalah tanda-tanda adanya listrik. Kilat dan petir merupakan peristiwa alam yang menunjukkan adanya gejala listrik.

Kilat dan petir merupakan
gejala kelistrikan

Latihan :

Tujuan: mengamati gejala listrik statis.

Alat dan Bahan:

1. penggaris plastik
2. kertas
3. gunting

Langkah Kerja:

Dekatkan penggaris yang telah digosok pada serpihan-serpihan kertas

1. Guntinglah kertas menjadi serpihan-serpihan kecil.
2. Gosokkan penggaris plastik pada rambutmu. Rambut harus kering, tidak boleh basah atau berminyak.
3. Dekatkan penggaris yang telah digosok pada serpihan-serpihan kertas.
4. Amati apa yang terjadi.

Ketika penggaris plastik digosok dengan rambut, muatan negatif (elektron) rambut berpindah ke penggaris plastik sehingga penggaris menjadi bermuatan listrik dan dapat menarik serpihan-serpihan kertas. Gejala kelistrikan yang timbul pada penggaris plastik bersifat sementara dan dinamakan listrik statis. 

b. Sumber Energi Listrik
Sumber energi yang ada di listrik adalah benda yang dapat menimbulkan arus listrik. Sumber energi dariclistrik ada yang kecil dan ada yang besar. Sumber energi pada listrik yang kecil contohnya baterai dan aki. Baterai hanya mampu menyalakan lampu senter atau bola lampu yang berukuran kecil.

Bagaimana untuk menyalakan alat-alat listrik di rumah atau menyalakan lampu di jalanan? Dari mana sumber energi dari listrik yang diperoleh?

Untuk menggunakan energi dari listrik yang besar digunakan sumber energi pada listrik yang besar juga, yaitu generator dan dinamo. 

1) Baterai
Baterai merupakan sumber energi dari listrik yang berisi zat-zat kimia. Pada zat-zat kimia tersimpan energi kimia yang dapat berubah menjadi energi bentuk listrik apabila kutub positif (+) dihubungkan dengan kutub negatif (–).

(a) Bagian-bagian baterai (b) Batu baterai

Pada bungkus baterai biasanya tertulis 1,5 V, artinya baterai tersebut mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai dapat mengubah energi kimia menjadi energi bentuk listrik.

Baterai dapat kita temui dalam berbagai bentuk. Ada baterai untuk lampu senter, radio, arloji, kalkulator dan HP (handphone). Sumber energi pada listrik dari baterai dapat habis. Ada baterai yang apabila sumber energi dari listriknya telah habis dapat diisi lagi, contoh baterai untuk HP.

2) Aki (Akumulator)
Aki terbuat dari plastik tebal dan kuat. Di dalam aki terdapat dua lempengan timbal (logam) yang berfungsi sebagai kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Aki juga berisi zat kimia berupa cairan asam sulfat (air aki).

Pada saat digunakan, aki dapat mengubah energi kimia menjadi energi bentuk listrik. Aki banyak dipakai pada kendaraan bermotor dan dimanfaatkan untuk menyalakan lampu, klakson, dan menghidupkan mesin. Sumber energi pada aki dapat habis. Aki yang sudah lemah atau habis energi dari listriknya dapat diisi kembali (dicas atau disetrum) sehingga aki dapat digunakan kembali.

Pada saat pengisian (disetrum), aki dapat mengubah energi pada listrik menjadi energi kimia. Ada beberapa ukuran aki, antara lain 6V, 12V, dan 50V. Ukuran aki menunjukkan besarnya tegangan listrik yang dimilikinya. Aki disebut juga elemen basah.

3) Generator
Prinsip kerja generator adalah mengubah energi gerak menjadi energi bentuk listrik. Dinamo merupakan generator kecil dan banyak digunakan pada sepeda. Dinamo sepeda terdiri atas magnet berbentuk tabung dan sebuah kumparan (kawat yang digulung secara teratur). Kumparan dipasang di sekitar magnet tabung yang berputar.

Dinamo biasanya 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, sehingga dapat digunakan untuk menyalakan lampu. Jadi, dinamo dapat mengubah energi mekanik (gerak/kinetik) menjadi energi bentuk listrik.

Generator dapat mengubah energi gerak menjadi energi bentuk listrik. Generator merupakan sumber energi ldari istrik yang besar dan dipakai pada pusat pembangkit listrik. Generator dihubungkan ke turbin. Turbin adalah roda besar yang berputar cepat sekali.

Untuk memutar turbin (generator) digunakan energi yang diperoleh dari tenaga air, uap, angin, nuklir, dan lain-lain. Berdasarkan sumber tenaga pemutar turbin (generator), pusat pembangkit tenaga listrik dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, antara lain:

• PLTA atau yang memiliki kepanjangan Pembangkit Listrik Tenaga Air
• PLTU yang merupakan singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap
• PLTD dengan nama lain yang kita kenal sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
• PLTN merupakan singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
• PLTG biasa disebut juga dengan Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Geotermal/Panas bumi
• PLTS atau yang kita kenal dengan kepanjangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya/Matahari
• Pembangkit Listrik Tenaga Angin
• Pembangkit Listrik Tenaga Batu Bara

Beberapa pusat pembangkit listrik

c. Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik adalah susunan berbagai alat listrik dan sumber listrik. Apabila kutub positif (+) dan kutub negatif (–) baterai (sumber arus) dihubungkan dengan sepotong kabel membentuk rangkaian, maka timbul arus listrik. Arus listrik mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (–). Bagaimana arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian

Rangkaian listrik,
baterai, kabel, dan lampu

Latihan :

Tujuan: membuat rangkaian listrik sederhana.

Alat dan Bahan:

• baterai
• kabel
• lampu bolam 1,5V

Langkah Kerja:

1. Potonglah kabel menjadi dua bagian. Kupas plastik pembungkus ujung-ujung kabel, sehingga kawatnya terlihat.
2. Ambil salah satu kabel yang sudah dipotong. Lilitkan salah satu ujungnya pada leher lampu. Tempelkan ujung kabel yang lain pada kutub negatif (–) baterai (seperti gambar (a)). Amati apa yang terjadi.
3. Ujung kabel masih menempel pada kutub negatif (–) baterai. Kemudian tempelkan bagian bawah lampu ke kutub positif (+) baterai (seperti gambar (b)). Amati apa yang terjadi.
4. Amati kabel yang sepotong lagi, kemudian susunlah seperti pada gambar (c). Amati apa yang terjadi.
5. Dari hasil pengamatanmu, diskusikan dengan temanmu dan buatlah kesimpulan.

Pada gambar (a) lampu tidak dapat menyala karena kutub positif (+) dan kutub negatif (–) baterai tidak terhubung, maka arus listrik tidak mengalir. Pada gambar (b) dan (c) lampu dapat menyala karena kutub positif (+) dan kutub negatif (–) baterai terhubung sehingga ada arus listrik mengalir.

Rangkaian Tertutup
Rangkaian tertutup adalah rangkaian yang tidak memiliki ujung dan pangkal. Arus listrik hanya akan mengalir pada rangkaian tertutup.

(a) Rangkaian listrik tertutup, arus
listrik dapat mengalir,

Rangkaian Terbuka
Rangkaian terbuka adalah rangkaian yang memiliki ujung dan pangkal. Arus listrik tidak dapat mengalir pada rangkaian terbuka.

(b) Rangkaian terbuka,
arus listrik tidak dapat mengalir

Rangkaian listrik di atas merupakan rangkaian yang paling sederhana. Pada kenyataannya, rangkaian listrik bisa terdiri atas beberapa lampu dan beberapa baterai.

Susunan rangkaian lampu dan baterai bisa bermacam-macam, antara lain susunan rangkaian seri dan rangkaian paralel.

1) Rangkaian Seri
Rangkaian listrik seri adalah rangkaian listrik yang disusun secara berurutan tanpa ada percabangan di antara dua kutub sumber listrik.

Rangkaian Seri pada Lampu
Dua lampu dapat disusun berurutan tanpa ada percabangan dengan kutub-kutub baterai (sumber arus). Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian seri lampu.

Rangkaian seri pada lampu

Dapatkah tiga atau lebih lampu dibuat rangkaian seri? Coba kamu cari informasi tentang ciri-ciri rangkaian seri lampu.

Rangkaian Seri pada Baterai
Dua baterai dapat disusun berurutan seperti gambar.

• Kutub positif (+) baterai A dihubungkan dengan kutub negatif (–) baterai B.
• Kutub positif (+) baterai B dihubungkan dengan kutub negatif (–) baterai A. Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian seri baterai (sumber arus).

Rangkaian seri pada baterai

Dapatkah tiga atau lebih baterai dibuat rangkaian seri? Coba kamu cari informasi tentang ciri-ciri rangkaian seri baterai.

2) Rangkaian Paralel
Rangkaian listrik paralel adalah rangkaian listrik yang disusun dengan percabangan di antara dua kutub sumber listrik.

Rangkaian Paralel pada Lampu
Dua lampu dirangkai berjajar seperti gambar. Ujung-ujung setiap lampu memiliki tegangan yang sama. Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian paralel lampu. Dapatkah tiga atau lebih lampu dibuat rangkaian paralel? Coba kamu cari informasi tentang ciri-ciri rangkaian paralel lampu.

Rangkaian paralel pada lampu

 Rangkaian Paralel pada Baterai.
Dua baterai (sumber listrik) disusun berjajar seperti gambar di samping.

• Kutub positif (+) baterai A dihubungkan dengan kutub positif (+) baterai B.
• Kutub negatif (–) baterai A dihubungkan dengan kutub negatif (–) baterai B. 

Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian paralel baterai.

Rangkaian paralel pada baterai

Dapatkah tiga atau lebih baterai dibuat rangkaian paralel? Coba kamu cari informasi tentang ciri-ciri rangkaian paralel baterai.

Praktek 1 :

Tujuan: menyelidiki rangkaian paralel dan seri baterai (sumber arus).

Alat dan Bahan untuk Setiap Kelompok:

• baterai kecil 3 buah
• bohlam kecil (1,5V) 1 buah
• kabel secukupnya

Langkah Kerja:

1. Buatlah rangkaian listrik seperti pada gambar. Kelompok 1 menyusun rangkaian seperti gambar (a), dan kelompok 2 seperti gambar (b).

2. Coba bandingkan nyala lampu pada rangkaian (a) dan rangkaian (b). Rangkaian listrik manakah yang menghasilkan nyala lampu lebih terang?

Praktek 2 :

Tujuan: menyelidiki rangkaian pararel dan seri lampu

Alat dan Bahan untuk Setiap Kelompok:

• baterai kecil 3 buah
• bohlam kecil (1,5 V) 2 buah
• kabel secukupnya.

Langkah Kerja:
1. Buatlah rangkaian listrik seperti pada gambar. Kelompok 1 menyusun rangkaian seperti gambar (a), dan kelompok 2 seperti gambar (b).

2. Coba bandingkan nyala lampu pada rangkaian (a) dan rangkaian (b). Rangkaian listrik manakah yang menghasilkan nyala lampu lebih terang? Rangkaian seri atau paralel? Diskusikan dan buatlah kesimpulan.

Bentuk rangkaian listrik berpengaruh pada nyala lampu. Beberapa baterai yang disusun seri menghasilkan nyala lampu yang terang, namun menyebabkan baterai cepat habis. Sebaliknya baterai yang disusun paralel menghasilkan nyala lampu yang kurang terang, namun baterainya lebih tahan lama. Penyusunan rangkaian listrik seri atau paralel disesuaikan dengan keperluan.

d. Konduktor dan Isolator
Arus listrik mengalir melalui bahan-bahan tertentu. Bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut konduktor listrik. Konduktor listrik yang baik adalah logam, misalnya tembaga, perak, besi, kuningan, dan nikel. Bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut isolator listrik. Bahan-bahan yang termasuk isolator listrik, misalnya karet, plastik, kaca, keramik, dan kayu kering.

e. Perubahan Energi dalam Listrik
Pernahkah kamu memerhatikan peralatan listrik yang ada di rumahmu, misalnya lampu, radio, TV, kipas angin, dan setrika? Bagaimana peralatan tersebut bekerja? Apakah alat-alat tersebut bekerja hanya jika dihubungkan ke listrik? Bagaimana jika aliran listriknya diputus?

Semua peralatan tersebut bekerja jika dihubungkan dengan listrik. Ala-talat tersebut menggunakan energi dari listrik. Energi dari listrik dimanfaatkan pada peralatan rumah tangga setelah diubah bentuknya. Energi pada listrik dapat berubah bentuk menjadi energi cahaya, energi panas, energi gerak, dan energi bunyi.

1) Perubahan Energi pada Listrik Menjadi Energi Panas
Pada saat kita akan menggunakan setrika listrik, kita menghubungkan setrika dengan sumber energi dari listrik. Lama kelamaan setrika akan panas. Energi dari listrik telah berubah bentuk menjadi energi panas.

Setrika listrik mengubah energi pada listrik menjadi
energi panas

2) Perubahan Energi pada Listrik Menjadi Energi Gerak
Untuk menyalakan kipas angin digunakan energi berupa listrik. Energi bentuk listrik tersebut berubah bentuk menjadi energi gerak.

Kipas angin mengubah
energi pada listrik menjadi energi gerak

3) Perubahan Energi pada Listrik Menjadi Energi Cahaya
Energi pada listrik dapat berubah menjadi energi cahaya. Lampu listrik yang sering digunakan merupakan contoh pemanfaatan perubahan energi dari listrik menjadi energi cahaya.

Lampu listrik mengubah
energi dari listrik menjadi
energi cahaya

4) Perubahan Energi pada Listrik Menjadi Energi Bunyi
Pernakah kalian mendengarkan radio? Untuk menyalakan radio digunakan energi listrik yang bersumber dari batu baterai. Energi pada listrik itu diubah menjadi energi bunyi/suara.

Radio mengubah
energi pada listrik menjadi energi bunyi

Dari uraian tadi, sekarang kalian sudah paham mengenai berbagai macam bentuk perubahan energi yang terjadi pada listrik. Semoga artikel uraian plengdut tadi bisa membantu kalian dalam kegiatan belajar mengajar.