Apa Itu Listrik dan Besaran-Besarannya

Apa itu Listrik

Listrik adalah fenomena fisik yang terjadi akibat adanya muatan listrik yang bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. Listrik dapat terjadi pada berbagai macam media, seperti udara, logam, dan cairan. 

Listrik dapat dihasilkan dengan berbagai cara, seperti pengubahan energi mekanik menjadi energi listrik, pengubahan energi kimia menjadi energi listrik, dan pengubahan energi panas menjadi energi listrik. Listrik sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari, termasuk dalam menyalakan lampu, mengoperasikan televisi, dan mengoperasikan peralatan elektronik lainnya.

Ada beberapa penemuan yang mengubah peradaban manusia. Penemuan pertama adalah roda, penemuan kedua adalah listrik, penemuan ketiga adalah telekomunikasi, dan penemuan keempat adalah komputer. Kita akan membahas pengenalan dasar kelistrikan. Setiap zat dialam semesta ini terbuat dari banyak atom dan setiap atom memiliki jumlah elektron negatif dan proton positif yang sama.

Akibatnya, kita dapat mengatakan bahwa setiap zat netral memiliki jumlah elektron dan proton yang sama di dalamnya. Proton tidak dapat digerakkan dan terikat kuat pada inti atom. Elektron juga terikat pada atom dan mengorbit di sekitar nukleus pada tingkat yang berbeda. Tetapi beberapa elektron dapat bergerak bebas atau dapat keluar dari orbitnya karena pengaruh luar. Elektron yang bebas dan juga terikat secara longgar ini menyebabkan listrik .

Dalam keadaan netral, jumlah elektron dan proton sama pada setiap bagian zat. Tetapi jika entah bagaimana jumlah elektron dalam suatu zat menjadi lebih dari jumlah proton, zat tersebut menjadi bermuatan negatif karena muatan bersih setiap elektron adalah negatif. Jika jumlah elektron dalam suatu zat menjadi kurang dari jumlah proton, zat tersebut menjadi bermuatan positif.

Konsentrasi elektron bebas selalu berusaha seragam. Ini adalah satu-satunya alasan untuk listrik. Mari kita jelaskan secara rinci. Jika dua benda konduktif bermuatan berbeda bersentuhan, elektron dari badan dengan konsentrasi elektron lebih tinggi akan pindah ke badan dengan konsentrasi elektron lebih rendah untuk menyeimbangkan konsentrasi elektron kedua benda. Pergerakan muatan ini (karena elektron adalah partikel bermuatan) adalah listrik.

Bagaimana Listrik Dihasilkan

Ada tiga cara dasar yang biasanya kita gunakan untuk menghasilkan listrik .

1. Proses Elektromekanis: Ketika konduktor bergerak dalam medan magnet dan konduktor memotong garis fluks medan, listrik dihasilkan di konduktor. Tergantung pada prinsip ini semua generator listrik bekerja seperti generator DC , alternator , dan semua jenis dinamo.
2. Proses Elektrokimia: Di semua jenis baterai, listrik dihasilkan karena reaksi kimia. Di sini energi kimia diubah menjadi energi listrik .
3. Pembangkit Listrik Solid State: Ini adalah proses pembangkitan listrik paling modern . Di sini, elektron dan lubang bebas dihasilkan di persimpangan PN dan distribusi pembawa muatan menjadi tidak seimbang di persimpangan PN ketika persimpangan terkena cahaya. Elektron dan lubang bebas ini dan distribusinya yang tidak seimbang melintasi persimpangan menyebabkan listrik di sirkuit eksternal. Pada prinsip ini, sel surya PV bekerja.

Besaran-besaran Listrik

Dalam praktiknya, energi listrik dinyatakan dengan menggunakan besaran-besaran listrik tertentu seperti beberapa diantaranya seperti berikut ini :

1. Tegangan Listrik

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik yang terjadi pada 2 titik yang ada dalam satu rangkaian listrik. Tegangan listrik dinyatakan dengan satuan volt kemudian dihitung atau pun diukur dengan menggunakan voltmeter.

2. Hambatan Listrik

Hambatan listrik adalah perbandingan tegangan suatu alat elektronik listrik dengan arus listrik yang melaluinya. Hambatan listrik dinyatakan dalam satuan ohm kemudian diukur dengan menggunakan ohmmeter.

3. Arus Listrik

Arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang muncul karena pergerakan elektron-elektron dalam satu rangkaian listrik yang diukur dalam satu satuan waktu tertentu. Besaran arus listrik  dinyatakan dengan menggunakan satuan amphere dan kemudian diukur dengan menggunakan ampheremeter. 

Ketika muatan mengalir dari satu titik ke titik lain untuk membuat distribusi muatan seragam maka laju di mana muatan tersebut mengalir disebut arus listrik . Laju ini terutama tergantung pada perbedaan antara kondisi bermuatan dua titik dan kondisi jalur di mana muatan mengalir. Satuan arus listrik adalah Ampere dan tidak lain adalah coulomb per detik.

Baca juga: Hubungan Antara Arus Listrik, Tegangan, dan Hambatan

4. Gaya Gerak Listrik

Gaya Gerak Listrik adalah besarnya energi listrik yang bisa diubah menjadi bukan listrik atau pun besaran energi lainnya yang bisa diubah menjadi energi listrik. Besarnya gaya gerak listrik dinyatakan dalam satuan volt dan kemudian diukur dengan menggunakan voltmeter.

5. Kapasitansi

Kapasitansi adalah takaran jumlah muatan listrik yang bisa dicadangkan sebagai potensial listrik yang jumlahnya sudah ditentukan sebelumnya.

6. Muatan Listrik

Muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki oleh sebuah benda mengandung listrik yang bisa membuatnya mengalami gaya tertentu terhadap benda listrik yang ada disekitarnya. Satuan muatan listrik dinyatakan menggunakan satuan colomb. Seperti yang telah kita katakan sebelumnya bahwa jumlah elektron dan jumlah proton sama dalam benda netral. 

Jumlah muatan negatif dan perubahan positif juga sama dalam benda netral karena muatan listrik elektron dan proton secara numerik sama tetapi polaritasnya berlawanan. Tetapi karena alasan apa pun, keseimbangan jumlah elektron dan proton dalam suatu benda terdistribusi, tubuh menjadi bermuatan listrik. Jika jumlah elektron lebih dari jumlah proton tubuh menjadi bermuatan negatif dan jumlah muatan tergantung pada jumlah kelebihan elektron dalam tubuh. 

Dengan cara yang sama, kita dapat menjelaskan perubahan positif suatu benda. Di sini jumlah elektron menjadi lebih sedikit daripada jumlah proton. Kepositifan tubuh tergantung pada perbedaan antara proton dan elektron dalam tubuh.

7. Induktansi

Induktansi adalah sifat rangkaian elektronika yang bisa membuat timbulnya potensial listrik secara proporsional kepada arus listrik yang ada dalam rangkaian listrik tersebut. Adapun besaran induktansi dinyatakan dengan menggunakan satuan internasional weber per ampere atau satuan henry.