ENERGI LISTRIK DAN PENGHEMATANYA

Mungkin kalian pernah melihat gambar trafo yang ada pada bagian awal bab ini. Trafo berfungsi menurunkan tegangan listrik yang berasal dari pusat listrik, misalnya dari PLTA (pembangkit listrik tenaga air). Karena tegangan yang masih sangat tinggi yaitu sekitar 10.000 – 20.000 volt), maka perlu diturunkan dengan trafo atau transformator kemudian baru disalurkan ke rumah-rumah yang hanya memerlukan tegangan sekitar 110 V – 220 V. Pada bab ini kita akan belajar lebih banyak lagi tentang listrik yang sudah sangat kita kenal dan sangat membantu kehidupan kita sehari-hari.

A. Arus Listrik

Perhatikan gambar di samping! Kita dapat memanfaatkan peralatan tersebut jika ada arus listrik yang mengalir. Bagaimana arus listrik dapat terjadi? Dalam setiap sumber listrik terdapat kutub positif dan kutub negatif. Jika kedua kutub dihubungkan dengan kabel, maka akan menghasilkan arus listrik. Arus listrik adalah aliran muatan listrik pada rangkaian tertutup yang mengalir dari tempat yang berpotensial tinggi ke tempat yang berpotensial rendah. Tempat yang berpotensial tinggi disebut kutub positif dan tempat berpotensial rendah disebut kutub negatif.

Perbedaan potensial antara kutub negatif dan kutub positif disebut tegangan listrik atau potensial listrik. Satuan tegangan listrik adalah volt yang diukur menggunakan alat voltmeter. Alat pengukur yang merupakan penggabungan dari amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter disebut avometer atau multimeter. Perhatikan satuan listrik lain di bawah ini!

B. Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah suatu hubungan sumber listrik dengan alat-alat listrik lainnya yang mempunyai fungsi-fungsi tertentu. Contoh alat-alat listrik yang sering digunakan dalam rangkaian listrik sederhana adalah sakelar dan lampu. Sakelar adalah alat listrik yang berfungsi menghubungkan dan memutuskan arus listrik. Berdasarkan susunan hubungan alat-alat listrik maka rangkaian listrik tersusun dengan tiga cara, yaitu rangkaian seri, rangkaian paralel, dan rangkaian campuran.

1. Rangkaian Seri

Rangkaian seri adalah rangkaian alat-alat listrik yang disusun berurutan tanpa cabang. Perhatikan gambar rangkaian seri di samping! Berdasarkan contoh rangkaian seri di atas, maka ciri-ciri rangkaian seri adalah sebagai berikut. a. Arus listrik mengalir tanpa melalui cabang. Arus listrik yang mengalir melalui lampu 1 melalui lampu 2, demikian pula yang melalui baterai 1 dan baterai 2. b. Jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak maka arus listrik akan putus.

2. Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel adalah rangkaian alat-alat listrik yang dihubungkan secara berjajar dengan satu atau beberapa cabang. Alat listrik yang dapat dirangkai secara paralel adalah lampu dan baterainya. Perhatikan gambar rangkaian paralel di bawah ini! a Lampu disusun paralel

b Baterai disusun paralel

Berdasarkan contoh di atas maka ciri-ciri rangkaian paralel sebagai berikut. a. Arus mengalir melalui satu cabang atau lebih. Arus listrik yang melalui lampu 1 atau baterai 1 tidak melalui lampu 2 atau baterai 2. b. Jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak arus listrtik akan tetap mengalir melalui cabang yang lain. Rangkaian listrik di rumah kita dipasang secara paralel, sehingga jika salah satu lampu dipadamkan lampu yang lainnya tetap menyala.

3. Rangkaian Campuran

Rangkaian campuran adalah rangkaian perpaduan antara rangkaian seri dan parallel. Perhatikan contoh rangkaian campuran berikut!

C. Konduktor dan Isolator

Pada rangkaian tertutup bola lampu dapat menyala jika dihubungkan dengan kutub-kutub sumber listrik oleh kawat/benda penghantar listrik yang baik .Bendabenda yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik disebut konduktor, umumnya terbuat dari logam seperti tembaga, besi, alumunium, seng dan sebagainya. Sedangkan benda-benda penghantar arus listrik yang buruk disebut isolator, umumnya terbuat dari bahan bukan logam seperti plastik, kayu, udara, kertas, air dan sebagainya.

D. Sumber-Sumber Listrik

Sumber listrik adalah alat listrik yang dapat menghasilkan arus listrik atau energi listrik. Beberapa sumber listrik yang sering digunakan di antaranya batu baterai, accumulator, dinamo dan generator.

1. Batu baterai

Batu baterai atau baterai kering terdiri atas wadah seng yang berisi campuran selmiak, serbuk arang, batu kiwi serta batang karbon. Zat -zat kimia tersebut bereaksi sehingga wadah seng menjadi kutub negatif dan batang karbon menjadi kutub positif. Perbedaan tegangan antara kutub positif dan kutub negatif sebanyak 1,5 volt. Jika baterai kering dipakai, kekuatan listriknya akan semakin melemah yang akhirnya akan habis. Baterai ini tidak dapat digunakan lagi. Pada saat baterai kering digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

2. Accumulator

Accumulator (aki) atau baterai basah terdiri atas lempengan logam timbal dan timbal peroksida yang dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat. Di dalam accumulator, logam timbal dan timbal peroksida bereaksi dengan asam sulfat, sehingga hasil dari reaksi kimia itu lempengan logam timbal menjadi kutub negatif dan lempengan logam peroksida menjadi kutub positif. Perbedaan potensial antara kutub positif dan kutub negatif accu, di antaranya 2 volt, 4 volt, 6 volt, 8 volt, 10, volt, 12 volt, dan sebagainya.

Setelah accumulator digunakan beberapa lama, kemampuannya menghasilkan energi listrik semakin berkurang dan akhirnya habis. Kemampuannya dapat diperbaharui kembali dengan cara melakukan penyetruman. Caranya, kutub positif accu dihubungkan dengan kutub positif dan kutub negatif accu dihubungkan dengan kutub negatif sumber listrik searah lainnya. Pada saat accu digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik, sedangkan pada saat penyetruman terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia.

3. Dinamo dan generator

Dinamo sepeda terdiri atas kumparan yang ditempatkan di tengah medan magnet U. ketika kepala dinamo berputar, kumparan akan turut berputar. Perputaran kumparan di dalam medan magnet menghasilkan energi listrik. Jadi, dinamo mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Sumber listrik lainnya yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik adalah generator. Untuk menghasilkan energi listrik yang lebih besar digunakan generator yang besar. Generator besar digerakkan oleh kincir besar atau turbin. Turbin diputar dengan memanfaatkan tenaga air dari bendungan/dam. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh PLTA sangat tinggi, yaitu sekitar 10.000 – 20.000 volt. Ketika dialirkan ke rumah-rumah tegangannya diturunkan menggunakan transformator atau trafo menjadi 110 – 220 volt. Tranformator atau trafo adalah alat listrik yang dapat menaikkan dan menurunkan tegangan listrik. Trafo yang dapat menaikkan tegangan listrik disebut trafo step up. Sedangkan trafo yang dapat menurunkan tegangan listrik disebut trafo step down.

E. Manfaat dan Bahaya Energi Listrik

1. Manfaat Energi Listrik

Pada era modern ini, energi listrik merupakan bentuk energi yang paling banyak dimanfaatkan daripada bentuk-bentuk energi lainnya. Hal ini disebabkan dua alasan yaitu:

a Energi listrik mudah diangkut

Energi listrik yang digunakkan di rumah kita berasal dari PLTA, PLTD, atau PLTU. Dari pembangkit listrik, energi diangkut oleh konduktor menempuh jarak berpuluh-puluh, beratus-ratus, bahkan beribu-ribu kilometer hingga mencapai rumah kita. Pengangkutan dengan cara ini mudah, cepat, dan terus-menerus tanpa putus.

b. Energi listrik mudah dimanfaatkan

Memanfaatkan energi listrik berarti mengubah energi listrik menjadi bentuk-bentuk energi lainnya. Dengan menggunakan energi listrik, kita banyak mendapatkan kemudahan, misalnya: 1) Energi listrik berubah menjadi energi kalor/panas, contohnya setrika listrik. Setrika listrik lebih mudah dipakai dibandingkan dengan setrika konvensional yang menggunakan arang yang dibakar. 2) Energi listrik berubah menjadi energi cahaya, contohnya bola lampu atau lampu neon. Bandingkan betapa rumitnya jika kita menggunakan lampu petromak atau lampu minyak yang menggunakan bahan bakar minyak tanah. Pada lampu petromak terjadi perubahan energi kimia menjadi energi cahaya. 3) Energi listrik menjadi energi gerak, contohnya kipas angin. Bandingkan jika kita menggunakan kipas, maka tenaga yang dibutuhkan lebih banyak dan terjadi perubahan energi kimia dari makanan menjadi energi gerak.

2. Bahaya Energi Listrik

Selain banyak manfaatnya, energi listrik dapat pula menimbulkan kerugian. Di antara kerugian yang paling besar adalah hubungan singkat atau korsluiting (dibaca: konsleting) yang dapat mengakibatkan kebakaran. Pada saat kortsluiting, arus listrtik tidak mengalir melalui alat-alat listrik sehingga energi listrik diubah menjadi energi panas oleh kawat penghantar. Jika energi panas itu sangat besar maka kabel/kawat akan berpijar yang akhirnya menimbulkan kebakaran. Untuk mencegah bahaya kebakaran atau kerusakan karena korsluiting maka digunakan sekering. Sekering terdiri atas seutas kawat logam timah hitam yang dibungkus dengan porselen atau kaca sebagai isolator. Perhatikan gambar sekering di bawah ini!

F. Penghematan Energi

Energi yang kita pakai setiap hari lama-kelamaan akan habis. Energi listrik dan energi minyak bumi merupakan energi yang dapat cepat habis jika dipergunakan terus-menerus. Penggunaan energi listrtik dan energi minyak bumi haruslah dipergunakan sehemat mungkin, dengan cara memakainya seperlunya sesuai dengan keperluan atau mencari alternatif lain sebagai pengganti energi listrik dan energi minyak bumi. Apa yang harus kita lakukan untuk menghemat energi listrik? Cara untuk menghemat energi listrik di antaranya adalah: 1. Menggunakan listrik seperlunya, misalnya pada saat menghidupkan televisi atau radio, kita tidak membiarkannya tetap hidup sementara kita sudah tidak menonton atau mendengarkan siaran radio. 2. Menggunakan lampu dengan daya yang rendah sesuai dengan kebutuhan. 3. Tidak terlalu sering menghidupkan dan mematikan alat listrik dengan daya tinggi, misalnya setrika. 4. Tidak lupa mematikan lampu pada saat bangun pagi. Cobalah diskusikan dengan teman kalian, hal apalagi yang bisa dilakukan untuk menghemat energi listrik!

G. Membuat Suatu Model Menggunakan Energi Listrik

Alat listrik terdiri dari bebrbagai macam jenis dan kegunaannya. Beberapa alat listrik tersebut dapat kita buat sendiri dengan bahan-bahan sederhana. Berikut ini, kita akan membuat bel listrik. Adapun alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat bel listrik adalah sebagai berikut. 1. Kawat email kecil sebesar rambut (0,01 mili) antara 5 - 10 meter. 2. Bekas gulungan/kelos benang satu buah; 3. Mur baud ukuran 5 - 8 mili atau paku besar satu buah; 4. Sepotong triplek; 5. Dua meter kabel dua warna; 6. Empat buah batu baterai berikut tempatnya; 7. Satu lempeng kecil seng yang agak keras bekas plat atau kaleng makanan/ kue; 8. Sakelar; dan 9. Paku kecil 2 - 4 buah. Untuk membuat bel listrik, perhatikan skema bel listrik di bawah ini!

Langkah yang harus dilakukan adalah mengumpulkan sebuah alat dan bahan yang diperlukan, kemudian susun alat dan bahan tesebut seperti contoh skema tersebut. Tanyakan kepada Bapak dan Ibu Guru tentang hal-hal yang belum dimengerti. Hati-hati menggunakan alat-alat listrik.
 

Sumber : http://www.crayonpedia.org/mw/ENERGI_LISTRIK_DAN_PENGHEMATANYA_6.2_HERI_SULISTYANTO