A. Pengertian Energi Listrik
Listrik adalah aliran elektron-elektron dari atom ke atom pada sebuah penghantar. Semua atom memiliki partikel yang disebut elektron terletak pada orbitnya mengelilingi proton. Atom yang paling sederhana adalah atom Hydrogen (Atom Air), yaitu hanya mempunyai satu elektron yang mengelilingi satu proton.
Pengertian energi listrik sering didefinisikan sebagai perkalian antara daya dengan waktu. Daya adalah perkalian antara tegangan dengan arus listrik sehingga di dalam mencari rumusan energi, besaran-besaran yang dilibatkan adalah tegangan, arus listrik, dan waktu. Apakah ini mencocoki definisi konsep energi konvensional (kemampuan melakukan usaha).
Ternyata tidak. Akan tetapi, jika dilihat dari sudut pandang partikel (elektron yang diberi energi), elektron-elektron tersebut bergerak (melakukan perpindahan) selama selang waktu tertentu. Jadi, bisa saja rumusan konvensional tersebut berlaku untuk kasus ini dengan syarat jika dilihat dalam level partikel.
Yang akan dibahas kali ini adalah pengertian energi listrik beserta sumber yang membuat energi tersebut dapat berubah bentuk dari satu energi ke energi lain.
B. Sumber Arus Listrik
Setiap benda pada dasarnya terdiri dari dua jenis partikel, yaitu proton dan elektron. Partikel-partikel itu mengandung muatan listrik. Proton bermuatan positif, sedangkan elektron bermuatan negatif.
Bila sebuah benda kekurangan elektron, maka dikatakan benda tersebut bermuatan positif. Sebaliknya, jika benda tersebut kelebihan elektron, benda tersebut dapat dikatakan sebagai benda bermuatan negatif. Sementara itu, jika muatan keduanya sama, maka benda tersebut dikatakan sebagai benda netral.
Untuk memahami pengertian energi listrik, terlebih dahulu harus mengenal sumber arus listrik yang di dalamnya terdapat muatan proton dan elektron tersebut. Dalam sebuah atom, proton merupakan inti atom (nukleus) dan elektron mengorbit di sekelilingnya. Karena itu, elektron mudah bergerak dan proton yang merupakan inti sulit bergerak.
Elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi. Hal itulah yang menyebabkan munculnya energi listrik yang kemudian dapat diubah menjadi energi lain.
C. Arus dan Muatan Listrik
Secara umum pengertian arus listrik adalah electron yang mengalir pada waktu tertentu. Arus listrik memiliki satuan Ampere dan diberi symbol “I”.
Arus listrik akan mengalir jika ada beban listrik, misalnya lampu atau pemanas yang tertutup dengan sumber listriknya. Rangkaian tertutup berarti rangkaian yang seluruh bagiannya (beban, penghantar, sakelar) terhubung dengan sumber listriknya.
Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Hal ini berlawanan dengan arah aliran elektron.
Dalam sumber arus, elektron bergerak dari kutub yang memilik muatan, yakni dari kutub positif ke kutub negatif. Sementara itu, dalam rangkaian tertutup, elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif melalui bebannya. Aliran arus listrik merupakan lawan dari aliran elektron.
Alat-alat tertentu (baterai dan akumulator) mampu menyimpan muatan listrik dan mengalirkannya. Jumlah muatan listrik yang bersimbol Q mengandung pengertian kemampuan alat listrik untuk menyimpan atau membuang arus listrik (I) selama waktu tertentu (t). secara matematis hal itu bisa ditulis :
Q=I.t
Dimana:
Q = Muatan listrik dalam satuan coulomb (C)
I = Arus listrik dalam satuan ampere (A)
t = waktu dalam satuan sekon (S)
D. Tegangan, Usaha, Energi dan Daya
Tegangan listrk adalah besarnya beda potensial antara kedua kutub sumber. Tegangan listrik memiliki satuan volt dan diberi symbol “V”. Sumber tegangan listrik antara lain baterai, generator, aki dan lain-lain.
Tegangan listrik dapat dimisalkan dengan tekanan air di dalam menara air. Di atas menara yang terdapat bak air, makin tinggi letak air itu maka makin besar pula tekanannya. Jika keran dibuka, air mulai bergerak di dalam pipa dan kecepatan mengalirnya berhubungan erat dengan tekanan air tersebut.
Untuk mengetahui pengertian energi listrik, diperlukan pula pengertian mengenai tegangan karena hal itu sangat berhubungan erat dengan kinerja arus listrik nantinya.
Bila seseorang mengangkat sebuah benda, maka orang tersebut dikatakan melakukan usaha. Untuk melakukan usaha, dibutuhkan energi. Energi yang digunakan tersebut tersimpan pada benda yang telah diangkat sehingga pada benda itu tersimpan energi potensial.
Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa pengertian energi listrik adalah kapasitas untuk melakukan kerja yang berhubungan dengan arus listrik. Ada beberapa macam energi yang berhubungan dengan energi listrik, yaitu energi mekanik, energi panas, dan lain-lain.
Dari bentuk energi tersebut, bisa dibentuk menjadi energi yang lain. Satuan internasional untuk energi adalah joule (J). 1 J adalah energi yang diperoleh suatu benda jika gaya sebesar 1 Newton menggerakkan benda tersebut sejauh 1 meter. Energi tersebut disebut dengan energi mekanik. Hal ini bisa dirumuskan sebagai berikut.
W = F.s Dimana:
W = Usaha (joule)
F = Gaya (newton)
S = jarak (meter)
Sementara itu, untuk energi listrik, rumus yang diperlukan adalah
W = Q.V
Dimana:
W = Usaha (joule)
Q = Coulomb (C)
V = Volt (V)
Berdasarkan paparan di atas, dapat disimpulkan bahwa pengertian energi listrik dapat dipahami apabila kita memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan energi, apa saja macam-macam energi yang ada di dalam kehidupan kita, serta bagaimana energi tersebut bisa berubah bentuk dari satu energi ke energi yang lain. Perubahan energi tersebut sangat membantu manusia dalam melakukan kegiatan sehari-hari.
E. Jenis-jenis listrik
1. Berdasarkan cara mengalirnya
a. Listrik statis
Listrk statis (elektrostatic) adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis (tidak mengalir), namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya sangat singkat. Pemanfaatan listrik statis dalam kehidupan sehari-hari antara lain untuk menangkal Petir dan alat penggumpal asap
b. Listrik dinamis
Listrik dinamis dalah listrik yang dapat bergerak melalui penghantar yang menghubungkan kadua kutub. Aliran listrik yang mengalir terjadi dari potensial tinggi ke potensial rendah. Pemanfaatan listrik dinamis dalam kehidupan sehari-hari antara lain untuk menyalakan peralatan listrik pada umumnya
2. Berdasarkan jenis alirannya
a. Listrik AC
Listrik AC, ini memiliki arus bolak -balik ,bila dilihat dalam osiloskop arus ini memiliki bentuk gelombang seperti,ombak air. Arus ini bisa dikatakan arus kasar karena bentuknya yang bergelombang,arus AC kebanyakan tidak bisa untuk menjalankan alat-alat elektronika,arus AC digunakan untuk, menjalankan motor AC, dan transmisi distribusi listrik dari pembangkit generator ke rumah-rumah, industri dan konsumen lainya.
b. Listrik DC
Listrik DC, memiliki arus yang searah, bila dilihat dalam osiloskop arus ini memiliki bentuk lurus, arus ini termasuk arus halus karena bentuknya yang lurus seperti benang,dan tiadak kasra seperti arus AC yang bergelombang. Kebanyakan listrik DC, karena halus dapat digunakan untuk menghidupkan alat-alat elektronika. Seperti televisi, radio, DVD, komputer, handphone dan motor DC sumber arus DC berasal dari baterai atau power supply.
