Dasar Ilmu Listrik

Sekilas Tentang Listrik

Di abad modern ini, listrik sangatlah penting dalam kehidupan sehari-hari. Begitu pentingnya hampir tidak ada teknologi tanpa menggunakan listrik, dengan kata lain listrik sudah menjadi bagian penting dalam kehidupan sehari-hari. Di Pusat Pembangkit Listrik, energi primer (seperti minyak, batubara, gas, panas bumi dan lain-lain) di ubah menjadi energi listrik, alat pengubah energi tersebut adalah generator / alternator, generator mengubah energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik. Adanya perpindahan energi dalam suatu rangkaian akan membangkitkan medan listrik (elektro magnetik) sehingga timbullah apa yang disebut dengan arus listrik. 

Dalam perkembangannya, banyak ilmuwan yang telah menyumbangkan pemikirannya tentang listrik. Namun yang paling dikenal dan paling populer dalam sejarah kelistrikan adalah seorang berkebangsaan Inggris yang bernama Michael Faraday (lahir tahun 1791 M), yang telah banyak menciptakan temuannya serta mengemukakan teori-teori tentang ilmu pengetahuan yang dikenal sampai sekarang. Salah satunya tentang pengaruh elektro magnetik terhadap pembangkitan energi listrik yang disebut dengan Hukum Faraday (ditemukan tahun 1831 M).

 Cukup untuk pengenalan tentang asal muasal LISTRIK.



1. Ampere/Arus Listrik.

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.



Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:   I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
             Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
               t =  waktu, detik

 Arus Listrik di bagi menjadi 2, yaitu Arus Listrik searah (DC) dan Arus Listrik Bolak-Balik.


Arus Listrik Searah (direct current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk aki dan Elemen Volta) dan panel surya. Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara
Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang "tampak" mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.
Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di zaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik.

sedangkan

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).
Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik.



2. Voltage/Tegangan Listrik.


Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt.

rumus tegangan ialah:       V = I x R
dimana: V = Beda potensial pada kedua ujung rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Volt (V).
             I = Kuat arus listrik yang mengalir pada sutu rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Ampere (A).
            R = Besarnya hambatan dalam sebuah rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Ohm (Ω).

3. Resistance/Hambatan Listrik.

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik yang mempunyai satuan Ohm dapat dirumuskan sebagai berikut: 
                                              R = V / I
Dimana: R = Besarnya hambatan dalam sebuah rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Ohm (Ω).
             V = Beda potensial pada kedua ujung rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Volt (V).
              I =  Kuat arus listrik yang mengalir pada sutu rangkaian. Dinyatakan dengan satuan Ampere (A).

 4. Daya Listrik.

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit listrik. Satuan International Daya Listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).
 Dan dirumuskan sebagai berikut:
                                                    P =  V . I
Dimana:   P  = adalah daya (watt atau W)
               I  = adalah arus (ampere atau A)
              V  =  adalah perbedaan potensial (volt atau V).