Perpindahan dan Perubahan Energi Listrik

 

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. 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 akumulator (accu)atau aki. Aki dibuat dari lempeng timbal yang dimasukkan dalam larutan asam sulfat encer. 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.

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? Untuk memahami hal tersebut, lakukan kegiatan berikut ini. 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.

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. Coba kamu perhatikan rangkaian listrik 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. Pada rangkaian ini, apabila salah satu lampu padam, apa yang terjadi?

b. Rangkaian Paralel
Alat-alat listrik dapat pula dihubungkan secara paralel atau sejajar. Pada rangkaian paralel, lampu atau baterai dipasang sejajar. Pada rangkaian paralel lampu, lampu dipasang sejajar. Jika salah satu bola lampu padam, apa yang terjadi?