Published 5:21 AM by Admin

Apa itu listrik, Pengertian Listrik, Cara Kerja Listrik & Jenisnya

Apa Itu Listrik


Pengertian Listrik - Listrik ada di sekitar kita, listrik menggerakkan berbagai peralatan moderen seperti ponsel, komputer, lampu, setrika, dan pendingin udara.

Kita hampir tidak bisa melepaskan diri dari yang namanya listrik, bahkan jika kita menhindari peralatan elektronik, listrik masih ada di alam seperti kilatan petir bahkan sinapsis pada saraf di dalam tubuh kita. 

Tapi apa sebenarnya listrik itu ?

Ini adalah pertanyaan yang sangat rumit, dan ketika kamu menggali lebih dalam dan mengajukan lebih banyak pertanyaan mengenai apa itu listrik, sebenarnya tidak ada jawaban pasti, hanya representasi abstrak tentang bagaimana listrik berinteraksi dengan lingkungan kita.

Gambar-Apa-itu-Listrik


Pengertian Listrik


Listrik adalah sebuah fenomena alam yang terjadi di seluruh tempat dimana terdiri dari berbagai bentuk.

Dalam artikel ini kita akan fokus pada bagaimana listrik saat ini bekerja seperti seperti bagaimana listrik memberi daya pada gadget elektronik kita. 

Tujuan kami adalah untuk memberikan pemahaman bagaimana listrik mengalir dari sumber daya melalui kabel, menyalakan LED, mesin pemintal, dan bagaimana listrik memberi daya pada perangkat komunikasi.

Listrik secara singkat dapat didefinisikan sebagai aliran muatan listrik, tetapi ada banyak hal di balik pernyataan sederhana itu,.

Contohnya dari mana asalnya? Bagaimana kita memindahkannya? Ke mana mereka pindah? Bagaimana muatan listrik menyebabkan benda bergerak atau membuat benda-benda menyala? Banyak sekali pertanyaan! 

Untuk mulai menjelaskan listrik maka kita perlu mempelajari terlebih dahulu mengenai atom-atom yang membentuk segala sesuatu dimana atom-atom berinteraksi dengan kita dalam kehidupan.

Atom


Untuk memahami dasar-dasar kelistrikan, kita perlu memulainya dengan memfokuskan pada atom, salah satu dasar pembangun kehidupan dan materi.

Atom ada dalam lebih dari seratus bentuk yang berbeda sebagai unsur kimia seperti hidrogen, karbon, oksigen, dan tembaga. Atom dari banyak jenis dapat bergabung untuk membentuk molekul atau membangun sebuah materi yang dapat kita lihat dan sentuh secara fisik.

Atom itu kecil, membentang maksimal hingga sekitar 300 pikometer (itu 3x10-10 atau 0,0000000003 meter).

Sebagai perbandingan satu koin tembaga (jika benar-benar terbuat dari 100% tembaga) akan memiliki 3,2x1022atom (32.000.000.000.000.000.000.000.000 atom) didalam koin tembaga tersebut.

Bahkan atom masih belum cukup kecil untuk menjelaskan cara kerja listrik, kita perlu mempelajari satu tingkat lebih dalam dan melihat pada blok-blok pembentuk atom yaitu proton, neutron, dan elektron.

Blok Pembentuk Atom


Sebuah atom dibangun dengan kombinasi tiga partikel berbeda yaitu elektron, proton, dan neutron.

Setiap atom memiliki nukleus pusat di mana proton serta neutron dipadatkan menjadi satu yang mengelilingi nukleus (Inti atom) dimana elektron akan berputar di sekitar nukleus.



Setiap atom setidaknya harus memiliki satu proton di dalamnya, hal ini karena jumlah proton dalam sebuah atom sangat penting, karena proton menentukan elemen kimia apa yang diwakili oleh atom tersebut.

Sebagai contoh atom dengan hanya satu proton adalah hidrogen, atom dengan 29 proton adalah tembaga, dan atom dengan 94 proton adalah plutonium. Hitungan proton ini disebut sebagai nomor atom.

Selain proton ada juga neutron, yang berguna dalam menjaga proton pada inti atom dan menentukan isotop atom. Neutron tidak penting untuk memahami tentang listrik, jadi akan kita abaikan.

Elektron adalah blok pembentuk atom yang sangat penting untuk memahami cara kerja listrik, dalam keadaan paling stabil dan seimbang sebuah atom akan memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton.

Seperti dalam model atom Bohr di bawah ini, nukleus dengan 29 proton (atom tembaga) dikelilingi oleh jumlah elektron yang sama.

Gambar-Model-Atom-Bohr

Elektron atom tidak selamanya terikat pada atom. Elektron pada orbit luar atom disebut elektron valensi, apabila memiliki kekuatan luar yang cukup, elektron valensi dapat lepas dari orbit atom dan menjadi bebas.

Elektron bebas memungkinkan kita untuk memindahkan muatan, yang merupakan inti dari listrik. 

Aliran Muatan 


Seperti yang telah sebutkan di awal artikel ini yaitu listrik didefinisikan sebagai aliran muatan listrik. Mengisi adalah sifat materi contohnya seperti massa, volume, atau kepadatan yang mana bisa diukur. 

Sama seperti ketika kamu ingin mengukur berapa banyak massa suatu benda, kamu juga dapat mengukur berapa banyak muatan yang dimilikinya. Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif (+) dan muatan negatif (-).

Untuk memindahkan muatan, kita membutuhkan pembawa muatan, dan pemahaman mengenai partikel atom khususnya elektron dan proton akan sangat berguna.

Elektron selalu membawa muatan negatif, sementara proton selalu bermuatan positif. Neutron sesuai dengan namanya yaitu netral.

Baik pada elektron maupun proton memiliki jumlah muatan yang sama, hanya saja memiliki tipe yang berbeda.
Gambar-Aliran-Muatan-Untuk-Memahami-Cara-Kerja-Listrik
Muatan elektron dan proton itu sangat penting karena akan memberi kita pemahaman mengenai gaya yang ada pada muatan yang dikenal sebagai gaya elektrostatik.

Gaya Elektrostatik


Gaya elektrostatik (juga disebut hukum Coulomb) adalah gaya yang beroperasi di antara muatan.

Hukum Coulomb menyatakan bahwa muatan dari jenis yang sama akan saling tolak-menolak, sementara muatan dari jenis yang berbeda akan saling tarik-menarik.

Gambar-Ilustrasi-Hukum-Coulomb-Listrik

Jumlah gaya yang bekerja pada dua tuduhan muatan tergantung pada seberapa jauh antara satu sama lain, apabila semakin dekat dua muatan maka semakin besar gaya elektrostatik-nya (baik saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak).

Berkat gaya elektrostatik, elektron akan mendorong elektron lain dan tertarik pada proton, gaya ini seperti "lem" yang menyatukan atom, tetapi juga dibutuhkan dalam membuat elektron mengalir.

Bagaimana Aliran Muatan Terbentuk?


Kami sekarang memiliki semua alat untuk membuat aliran biaya. Elektron dalam atom dapat bertindak sebagai pembawa muatan kita, karena setiap elektron membawa muatan negatif.

Jika kita dapat membebaskan elektron dari atom dan memaksanya untuk bergerak, kita dapat menghasilkan listrik.

Sebagai contoh kita pilih atom tembaga, salah satu sumber unsur yang sesuai menggambarkan aliran muatan. Dalam keadaan seimbang, tembaga memiliki 29 proton dalam nukleusnya dan jumlah elektron yang sama mengorbit di sekitarnya, elektron mengorbit pada jarak yang bervariasi dari inti atom.

Elektron yang lebih dekat ke inti akan merasakan tarikan yang jauh lebih kuat ke pusat daripada yang berada dijarak yang jauh. Elektron terluar dari atom disebut elektron valensi, yang mana hanya membutuhkan sedikit usaha atau gaya untuk terlepas dari atom.

Gambar-Elektron-Valensi

Dengan menggunakan gsys coulumb atau gaya elektrostatik yang cukup pada elektron valensi baik dengan mendorongnya dengan muatan negatif lain ataupun menariknya dengan muatan positif  maka kita dapat mengeluarkan/melepaskan elektron dari orbit di sekitar atom sehingga akan terbentuk elektron bebas.

Mari kita ilustrasikan gaya elektrostatik ini pada sebuah kawat tembaga dimana materi diisi dengan atom tembaga yang tak terhitung jumlahnya.

Dimana elektron bebas akan mengambang di ruang antar atom, elektron bebas ini akan ditarik serta didorong oleh muatan sekitar di ruang itu. 

Elektron bebas yang terus mengambang ini akhirnya akan menemukan atom baru untuk diikat dengan cara mengeluarkan elektron valensi lain (muatan negatif) dari atom lalu mengikat elektron bebas tersebut.

Sehingga akan muncul elektron baru melayang melalui ruang bebas untuk diikatt oleh atom lainnya. Efek berantai ini dapat berlanjut terus menerus untuk menciptakan aliran elektron yang disebut arus listrik.

Gambar-Perpindahan-Elektron-Menghasilkan-Listrik

Konduktivitas Suatu Unsur


Beberapa jenis unsur memiliki atom yang mana lebih mudah melepaskan elektron daripada unsur lainnya.

Untuk mendapatkan aliran elektron terbaik, kami menggunakan atom yang tidak memiliki ikatan yang kuat dengan elektron valensinya. Konduktivitas suatu unsur berguna dalam mengukur seberapa kuat ikatan suatu elektron dengan atomnya.

Elemen dengan konduktivitas tinggi yang memiliki elektron yang sangat mobile disebut konduktor.

Konduktor adalah jenis bahan yang ingin kita gunakan untuk membuat kabel dan komponen lain yang membantu dalam mengalirkan elektron, beberapa konduktor yang baik contohnya Logam seperti tembaga, perak, dan emas biasanya merupakan konduktor yang baik.

Elemen dengan konduktivitas yang rendah disebut isolator, tetapi Isolator memiliki tujuan yang tidak kalah penting dimana isolator berguna dalam mencegah aliran elektron. Isolator yang populer termasuk karet, kaca, plastik, dan udara.

Jenis-jenis Listrik


Sebelum kita melangkah lebih jauh, mari kita bahas dua bentuk listrik yaitu listrik statis atau Listrik dinamis.

Ketika bekerja dengan elektronik, maka listrik dinamis akan jauh lebih umum ditemukan penggunaanya, tetapi listrik statis juga penting untuk dipahami.

Listrik Statis


Apa itu listrik statis? - Listrik statis adalah adanya penumpukan muatan berlawanan pada benda yang dipisahkan oleh isolator.

Listrik statis (ini seperti fase istirahat elektron dalam begerak) terdiri dari dua kelompok muatan berlawanan yang saling terpisah dan membentuk jalur antara satu sama lain untuk menyeimbangkan sistem.

Gambar-Keadaan-Elektron-Pada-Listrik-Statis

Ketika dua kelompok muatan memiliki kedudukan seimbang maka akan terjadi pelepasan muatan statis.

Daya tarik muatan akan menjadi sangat besar sehingga dapat mengalir bahkan melalui isolator paling bagus sekalipun (udara, kaca, plastik, karet, dll.). Pelepasan statis dapat berbahaya tergantung pada media yang dilaluinya dan permukaan pada muatan yang diisi.

Penyamaan muatan melalui celah udara dapat menghasilkan guncangan yang terlihat saat elektron yang berpindah bertabrakan dengan elektron di udara, yang akan melepaskan energi dalam bentuk cahaya.

Gambar-Perpindahan-Elektron-Pada-Listrik-Statis


Listrik Dinamis


Listrik dinamis adalah bentuk listrik yang digunakan saat ini yang mana memungkinkan semua alat elektronik dapat bekerja.

Berbeda dengan listrik statis di mana muatan berkumpul dan tetap diam, jenis listrik dinamis akan terbentuk ketika muatan tersebut mengalir.

Di sisa artikel ini, kita akan terus membahas listrik dinamis.

Untuk selanjutnya listrik dinamis akan kita sebut listrik saja

Listrik Dinamis Membutuhkan Rangkaian

Agar dapat mengalir, listrik membutuhkan rangkaian loop tertutup. Sebuah rangkaian sederhana dapat terdiri dari kabel konduktif yang terhubung ujung-ke-ujung, tetapi rangkaian yang berguna biasanya berisi campuran kawat dan komponen lain yang berguna dalam mengontrol aliran listrik.

Satu-satunya aturan ketika membuat rangkaian adalah tidak boleh ada celah udara / isolasi di dalam rangkaian tersebut.

Jika kamu memiliki kawat tembaga dan ingin menginduksi aliran elektron menggunakan kawat tersebut, maka semua elektron bebas membutuhkan tempat untuk mengalir ke arah yang sama.

Tembaga adalah konduktor yang baik, sempurna dalam mengalirkan muatan, jika rangkaian kawat tembaga rusak, muatan tidak dapat mengalir melalui udara, sehingga akan mencegah muatan untuk terlepas.

Di sisi lain, jika kawat dihubungkan ujung-ke-ujung, maka semua elektron memiliki atom tetangga sehingga dapat mengalir ke arah yang sama.

Kita sekarang mengerti bagaimana elektron dapat mengalir, tetapi bagaimana kita membuatnya mengalir? Kemudian begitu elektron mengalir, bagaimana elektron mampu menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk menerangi bola lampu atau untuk membuat motor listrik bergerak?

Untuk itu, kita perlu memahami medan listrik.

Medan Listrik


Sekarang kita telah mengerti bagaimana elektron dapat mengalir melalui konduktor untuk menghasilkan listrik, nah masalahnya kita membutuhkan sumber untuk menginduksi aliran elektron.

Secara umum, sumber pada aliran elektron berasal dari medan listrik.

Apa Itu Medan ?


Medan adalah alat yang digunakan untuk memodelkan interaksi fisik yang tidak melibatkan kontak yang dapat diamati. Medan tidak dapat dilihat karena tidak memiliki penampilan fisik, tetapi efek yang dimiliki sangat nyata.

Kamu tentunya sudah bisa merasakan salah satu jenis medan yaitu medan gravitasi bumi, efek dari sebuah benda masif yang menarik benda lain.

Medan gravitasi bumi dapat dimodelkan dengan satu set vektor yang semuanya menunjuk ke pusat bumi terlepas dari di mana kamu berada di permukaan bumi, kamu akan tetap merasakan kekuatan yang mendorong ke arah pusat bumi.


Gambar-Medan-Gravitasi-bumi


Kekuatan atau intensitas medan tidak sama di semua titik.

Artinya semakin jauh kamu dari sumber medan maka semakin sedikit pula efek medan tersebut. Besarnya medan gravitasi bumi berkurang saat kamu semakin jauh dari pusat bumi.

Jika membandingkan medan listrik dengan bagaimana medan gravitasi bumi bekerja, kedua medan ini memiliki banyak kesamaan.

Medan gravitasi memberikan gaya pada benda-benda bermassa, dan medan listrik mengerahkan gaya pada benda yang bermuatan.


      edit