LISTRIK

Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat mendengarkan radio, menonton televisi, menggunakan kulkas, setrika listrik dan lain-lain. Penggunaan alat-alat tersebut memerlukan listrik. Arus listrik terjadi karena adanya perpindahan muatan-muatan listrik. Listrik dibedakan menjadi listrik status (listrik tak mengalir) dan listrik dinamis (listrik mengalir). Listrik statis merupakan bagian dari ilmu listrik yang mempelajari sifat-sifat muatan listrik. Muatan listrik berkaitan langsung dengan susunan zat suatu benda. Semua benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Atom terdiri atas inti atom atau nukleus dan elektron. Inti atom terletak di tengah-tengah atom terdiri dari ptoron dan neutron. Elektron bergerak mengelilingi inti atom. Dari pelajaran listrik statis ini kita dapat mengetahui bahwa elektron adalah muatan listrik yang mudah berpindah-pindah melalui bahan konduktor serta sulit berpindah melalui bahan isolator. Namun demikian, dalam kehidupan sehari-hari pemanfaatan listrik lebih banyak berkaitan dengan muatan listrik yang bergerak (listrik dinamis), baik dirumah, dikantor, di perusahaan maupun di industri kecil dan besar.

            Muatan listrik yang mengalir disebut arus listrik, arah arus listrik sesuai dengan arah gerak muatan positif. Ketentuan ini dibuat sebelum ditemukannya elektron. Dalam penghantar logam elektron-elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi. Walaupun demikian, ketentuan diatas masih berlainan hingga sekarang. Adanya arus listrik disebabkan adanya beda potensial atau tegangan, oleh sebab itu supaya didalam rangkaian selal ada arus listrik, harus tetap diusahakan ada tegangan listrik. Tegangan dapat diperoleh dari elektron listrik, misalnya elemen kering (batu baterai) dan Aki. Adanya arus listrik di dalam rankaian berarti terjadinya gerakan muatan listrik.

            Sebuah lampu pijar dalam rangkaian listrik hanya menyala ketika rangkaian itu dalam keadaan tertutup, yang berarti bahwa energi listrik dapat mengalir dari sumber energi (baterai), meninggalkan baterai pada satu kutub, menuju ke lampu pijat, dan berubah menjadi energi panas dan cahaya. Hal penting yang perlu diketahui baik baterai maupun lampu pijar mempunyai dua terminal untuk membentuk hubungan tertutup. Dengan sebuah baterai, sebuah lampu pijar dan satu kabel, para siswa dapat menguji berbagai susunan dan melihat apakah lampu menyala atau tidak. Terang nyala lampu pijar tergantung pada tegangan baterai (Beberapa banyak voltase yang disediakan).

            Rangkaian listrik dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak ada cabang pada sumber arus listrik disebut dengan rangkaian listrik seri. Pada rangkaian listrik seri, kuat arus yang mengalir pada setiap rangkaian adalah sama sedangkan beda potensial berbeda. Rangkaian pararel adalah rangkaian komponen listrik yang disusun secara sejajar sehingga terbentuk cabang diantara sumber arus listrik. Pada rangkaian paralel arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda, sedangkan beda potensialnya sama.

            Dengan satu sumber energi kita dapat menyediakan energi kepada lebih dari satu konsumen (lampu pijar). Hal itu dapat kita lakukan dengan memasang dua (atau lebih) lampu pijar berurutan dalam rangkaian seri atau dengan membuat percabangan, yang berarti rangkaian paralel. Kedua jenis rangkaian itu mempunyai beberapa sifat yang berbeda. Dalam rangkaian seri lampu pijar akan kurang terang dibandingkan lampu pijar dalam rangkaian paralel. Dua lampu pijar pada rangkaian seri mempunyai hambatan dua kali lipat and oleh karena itu menghasilkan lebih sedikit cahaya. Dalam rangkaian paralel hanya ada hambatan dari satu lampu pijar dalam setiap cabang rangkaian dan oleh karena itu setiap lampu pijar mempunyai cahaya yang sama seperti satu lampu pijar dalam rangkaian tunggal. Dengan kata lain dua lampu pijar paralel akan menghabiskan energi lebih banyak dalam menghabiskan energi baterai lebih cepat dibandingkan dengan dua lampu pijar yang dihubungkan seri. Perbedaan lainnya adalah peluang terkena gangguan. Jika satu bagian (lampu pijar) dalam rangkaian seri rusak, seluruh rangkaian akan terganggu. Jika beberapa lampu pijar terpasang paralel dan salah satu tidak bekerja, lampu-lampu yang lain tidak terpengaruh, karena rangkaiannya tidak terganggu. Karena sifat itu maka rangkaian-rangkaian listrik di rumah (stop kontak, lampu-lampu, dan konsumen energi lainnya) terpasang secara paralel.

            Rangkaian listrik seri adalah rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak adanya cabang pada sumber arus listrik. Pada rangkaian listrik seri kuat arus yang mengalir pada setiap rangkaian adalah sama. Sedangkan beda potensialnya berbeda, beda potensial pada rangkaian listrik yang disusun seri adalah sama dengan jumlah setiap beda potensial sumber arus listrik. Contoh bila 4 buah baterai 1,5 V disusun secara seri maka beda potensial adalah 6 V. sedangkan rangkaian komponen listrik yang disusun secara sejajar sehingga terbentuk cabang diantara sumber arus listrik. Pada rangkaian paralel arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda sedangkan beda potensialnya sama

Aliran muatan listrik positif berasal dari tempat yang potensialnya tinggi (mengandung muatan listrik positif dan lebih banyak) menuju tempat yang potesialnya lebih rendah (mengandung muatan listrik positif lebih sedikit). Aliran muatan listrik ini mirip dengan aliran air, yakni mengalir dari tempat yang lebih tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah. Muatan listrik dapat berpindah apabila terjadi beda potensial. Bila kita mampu mempertahankan beda potensial tersebut, maka akan mengalirlah arus listrik. Muatan listrik yang mengalir atau bergerak ini sering disebut elektrodinamik (listrik dinamis). Menurut hukum Ohm semakin besar tegangan listrik semakin besar pula arus yang mengali dalam rangkaian. Perbandingan tegangan listrik dengan kuat arus (I) adalah tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan listrik atau resistansi. Setiap jenis bahan memiliki hambatan jenis yang berbeda-beda, makin besar hambatan jenis, makin besar pula hambatan listriknya. Dalam kemampuannya menghantarkan arus listrik, jenis bahan digolongkan menjadi konduktor, isolator dan semikonduktor.

Arus listrik sering berbahaya bagi manusia yang terkenan atau tersengat listrik. Banyak kejadian kematian manusia akibat tersengat listrik karena menyentuh bagian dari alat listrik yang mudah menghantarkan arus listrik. Dalam kehidupan sehari-hari banyak ditemukan berbagai listrik bahan atau benda yang pemanfaatannya ditentukan berdasarkan sifatnya yang mudah atau sulit menghantarkan listrik. Hampir semua bagian dari alat-alat elektronik atau perlengkapan listrik yang mudah tersentuh tangan atau tubuh kita dibuat dari bahan-bahan yang tidak atau sulit mengalirkan arus listrik. Misalnya, plastik, karet, kaca, adalah bahan-bahan yang tidak atau sulit menghantarkan arus listrik. Bahan-bahan ini sering disebut isolator karena sifatnya yang dapat mengisolasi listrik dari benda-benda lain. Pada bahan isolator elektron-elektron relati stabil, sehingga elektron sulit keluar dari inti atomnya. Sebaliknya, jika diperlukan media untuk menghantarkan listrik dengan baik dari satu bagian ke bagian lain, maka yang digunakan adalah bahan-bahan yang mudah menghantarkan arus listrik. Bahan seperti ini disebut konduktor atau penghantar listrik. Bahan yang termasuk jenis

konduktor antara lain, logam seperti tembaga, alumunium, timah, seng, besi dan lain-lain. Penangkal petir yang terpasang di bangunan yang tinggi terbuat dari logam tembaga karena tembaga adalah konduktor yang baik. Di dalam bahan konduktor, elektron-elektron tidak terlalu kuat diikat oleh inti atomnya, sehingga ketika tegangan listrik diberikan pada bahan konduktor, elektron-elektron mudah lepas dan bergetar, hal ini menyebabkan arus listrik mudah mengalir.

Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Ada bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik ada pula bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik. Bahan-bahan yang sangat baik daya hantarnya disebut konduktor sedang yang sangat buruk daya hantarnya disebut isolator.