Alat-alat elektronik membutuhkan sumber tegangan listrik agar bisa menyala dan beroperasi sebagaimana fungsinya. Biasanya rumah-rumah dan bangunan lainnya mendapatkan sumber listrik dari PLN yang dialirkan melalui kabel.
Selain listrik yang disediakan oleh PLN, sebenarnya masih ada sumber listrik lain yang sering digunakan. Listrik kini menjadi kebutuhan pokok bagi manusia dan berperan sangat penting untuk kehidupan.
Berbagai keperluan rumah tangga seperti memasak, mencuci hingga kegiatan di industri juga membutuhkan listrik untuk menjalankannya. Bahkan industri berpotensi terhenti jika ada pemadaman listrik berkepanjangan.
Mengingat pentingnya listrik dalam kehidupan sehari-hari, tidak heran jika listrik dijadikan sebagai materi pembelajaran siswa. Pelajaran mengenai listrik juga sudah dipelajari sejak siswa berada di tingkat sekolah dasar. Pengetahuan listrik menjadi semakin kompleks seiring bertambahnya jenjang pendidikan yang ditempuh.
Daftar isi
Pengertian Tegangan Listrik
Beda potensial atau lebih sering disebut dengan tegangan listrik merupakan tegangan yang bekerja dari satu terminal ke yang lainnya. Tegangan listrik juga merupakan fenomena fisika yang melibatkan aliran muatan listrik. Satuan yang biasa digunakan dalam tegangan listrik sendiri adalah volt.
Tegangan listrik sendiri mengakibatkan efek seperti listrik statis, elektromagnetik hingga seperti petir. Selain itu, tegangan listrik juga bisa disimpan dan diberikan sebagai arus listrik. Komponen elektronik yang terhubung dengan sumber tegangan listrik yang akan memanfaatkan arus listrik tersebut.
Aliran arus listrik tersebut dimulai dari kutub bermuatan positif menuju kutub bermuatan negatif. Sedangkan arus listrik hanya bisa mengalir jika terdapat perbedaan potensial dari kawat penghantarnya. Beda potensial sendiri bisa dihasilkan dari sumber tegangan yang bisa mengeluarkan energi listrik.
Sumber tegangan merupakan komponen elektronika yang bisa menghasilkan serta menyimpan arus listrik. Selain itu, sumber tegangan juga bisa menghasilkan beda potensial yang menyebabkan mengalirnya arus listrik. Banyak sekali alat-alat elektronik yang memanfaatkan sumber tegangan sebagai sumber listriknya.
Sumber Tegangan Listrik
Selama ini, sumber listrik di Indonesia berasal dari PLN yang memanfaatkan listrik dari pembangkitnya. Namun sebenarnya ada sumber listrik lain yang skalanya lebih kecil dibandingkan yang disediakan oleh PLN. Berikut sumber tegangan listrik selain PLN yang harus diketahui.
1. Elemen Volta
Alessandro Volta adalah ilmuwan pertama yang menemukan sumber tegangan listrik tepatnya pada tahun 1800 an. Dalam penemuan tersebut, ditemukan jika dua buah logam berbeda bisa menimbulkan beda potensial jika diletakkan dalam larutan elektrolit.
Logam yang dimaksud adalah tembaga dan seng yang direndam dalam larutan asam sulfat. Rangkaian penghasil listrik yang ditemukan oleh Alessandro Volta tersebut kemudian disebut dengan elemen volta.
Tiga bagian utama dari elemen volta meliputi tembaga yang menjadi kutub positif dan seng sebagai kutub negatif. Sedangkan yang berperan sebagai elektrolit adalah asam sulfat.
Reaksi kimia yang terjadi antara ketiga bahan tersebut menyebabkan munculnya arus listrik akibat adanya aliran elektron. Arus listrik tersebut kemudian bisa dijadikan sebagai sumber energi listrik.
Selain itu, reaksi kimia di dalam elemen volta juga menyebabkan adanya gas hidrogen yang muncul menutupi lapisan tembaga. Gas hidrogen yang muncul membuat aliran listrik serta elektron terhambat sehingga harus dibersihkan terus menerus.
Karena hal itulah elemen volta sangat kurang efektif jika diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Terlebih adanya larutan membuat peralatan menjadi basah.
2. Baterai
Salah satu sumber arus listrik dalam skala kecil adalah baterai atau yang sering disebut dengan elemen kering. Baterai biasa digunakan sebagai sumber listrik untuk Hp, remot, jam dinding dan peralatan listrik lainnya.
Dibandingkan dengan elemen Volta, baterai mampu menjadi sumber listrik dengan jangka waktu yang lebih lama. Baterai pertama kali ditemukan oleh George Leclanche yang merupakan ilmuwan kimia Perancis tepatnya di tahun 1866.
Jika dibuka, maka akan muncul pasta berwarna hitam yang ditengahnya terdapat batang karbon. Pasta hitam di dalam baterai tersebut sebenarnya adalah campuran dari MnO2 dan NH4Cl.
Selain pasta hitam tersebut, baterai juga terdiri dari seng yang berfungsi sebagai katoda dan batang karbon sebagai anoda. Reaksi kimia akan terjadi jika baterai dihubungkan dengan rangkaian sedemikian rupa.
Terjadinya reaksi kimia antara seng dan pasta tersebut membuat adanya beda potensial yang berfungsi sebagai listrik. Tegangan listrik yang dihasilkan masih bisa ditambah dengan cara menyusun beberapa baterai secara seri.
Penyusunannya secara berurutan antara kutub positif dan negatif secara berselang-seling yang sering terlihat di alat elektronik sederhana. Untuk susunan secara paralel akan mengakibatkan arus listrik yang keluar semakin besar.
Baterai yang terus digunakan akan mengakibatkan habisnya muatan elektron yang terkumpul pada seng. Ketika situasi tersebut terjadi, maka baterai bisa dikatakan habis masa pakainya. Sifat sekali pakai yang ada pada baterai tersebut membuat sumber listrik itu dikatakan sebagai elemen primer.
Kini baterai juga sudah ada yang sifatnya bisa diisi ulang seiring dengan banyaknya alat elektronik portable. Baterai isi ulang tersebut berbahan nikel-kadmium atau yang terbaru menggunakan litium sebagai elektroda. Penggunaan litium menyebabkan masa pakai baterai tersebut menjadi lebih tahan lama.
3. Aki
Sumber lain yang bisa menghasilkan listrik adalah lempeng atau sel basah yang lebih terkenal dengan aki. Biasanya sel basah tersebut tersusun dari dua buah lempeng logam berbeda jenis dan ditaruh kedalam larutan elektrolit berupa asam sulfat. Reaksi antara ketika bahan tersebut yang nantinya akan menjadi sumber listrik.
Seperti contoh penggunaan timbal dan timbal peroksida pada aki mobil sebagai lempengannya. Timbal berfungsi sebagai katoda karena elektron hasil reaksi kimia berkumpul pala logam tersebut. Sedangkan timbal peroksida berfungsi sebagai anoda yang menghantarkan arus listrik.
Umunya aki mobil memiliki 6 sel basah yang setiap selnya mampu menghasilkan listrik sebesar 2 volt. Jika ditotal, beda potensial yang bisa dihasilkan aki mobil besarnya hingga 12 volt. Timbal dan timbal peroksida akan berubah timbal sulfat jika aki terus terpakai dan menyebabkan beda potensial aki menjadi hilang.
Aki yang sudah habis masa pakainya masih bisa digunakan kembali jika diisi ulang dengan cara mengalirkan arus listrik dengan arah terbalik. Listrik tersebut akan merubah kembali timbal sulfat menjadi timbal dan timbal peroksida. Jika sudah berubah, aki bisa dipakai kembali.
4. Sumber Listrik Di rumah
Aki dan baterai memang merupakan salah satu sumber listrik yang sering digunakan dalam skala kecil. Listrik yang dibutuhkan untuk skala rumahan tentu lebih besar lagi dan tidak bisa diatasi oleh kedua sumber listrik tersebut. Karena hal itulah sumber listrik yang digunakan juga harus bisa menghasilkan listrik yang lebih besar.
Kebutuhan listrik rumahan biasanya disedikan oleh PLN yang berasal dari pembangkit listrik dan dihantarkan dengan kabel. Setiap rumah mendapat besaran arus listrik yang berbeda. Pemilik rumah tinggal menghubungkan peralatan elektroniknya pada terminal yang terhubung dengan kabel PLN.
Tegangan listrik menyebabkan adanya aliran listrik yang kemudian bisa memberikan efek tertentu dan menciptakan arus listrik. Sumber tegangan listrik sendiri bermacam-macam tergantung skala pemakaiannya. Karena penggunaannya yang lebih efektif, baterai dan aki menjadi sumber listrik tetap bertahan hingga kini.