Apa itu Listrik dan Bagaimana Listrik Dihasilkan dan Digunakan
Ada beberapa penemuan yang mengubah peradaban manusia. Penemuan pertama adalah roda, penemuan kedua adalah listrik, penemuan ketiga adalah telekomunikasi, dan penemuan keempat adalah komputer. Kami akan membahas pengenalan dasar listrik. Setiap zat di alam semesta ini terdiri dari banyak atom dan setiap atom memiliki jumlah elektron negatif dan proton positif yang sama.
Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa setiap zat netral memiliki jumlah elektron dan proton yang sama. Proton tidak dapat bergerak dan sangat menempel pada inti atom. Elektron juga terikat pada atom dan mengorbit di sekitar inti pada tingkat-tingkat yang berbeda. Namun, beberapa elektron dapat bergerak bebas atau keluar dari orbit mereka karena pengaruh eksternal. Elektron bebas dan juga elektron yang terikat longgar menyebabkan listrik.
Dalam kondisi netral, jumlah elektron dan proton sama dalam setiap potongan zat. Tetapi jika somehow jumlah elektron dalam zat menjadi lebih banyak daripada jumlah proton, zat tersebut menjadi bermuatan negatif karena muatan netto setiap elektron adalah negatif. Jika jumlah elektron dalam zat menjadi kurang dari jumlah proton, zat tersebut menjadi bermuatan positif.
Konsentrasi elektron bebas selalu berusaha untuk menjadi seragam. Inilah satu-satunya alasan bagi listrik. Mari kita jelaskan secara detail. Jika dua tubuh konduktif dengan muatan berbeda bersentuhan, elektron dari tubuh dengan konsentrasi elektron yang lebih tinggi akan bergerak ke tubuh dengan konsentrasi elektron yang lebih rendah untuk menyeimbangkan konsentrasi elektron kedua tubuh. Gerakan muatan (karena elektron adalah partikel bermuatan) inilah yang disebut listrik.
Istilah-istilah terkait dalam listrik
Muatan Listrik: Seperti yang telah kita sampaikan sebelumnya, jumlah elektron dan jumlah proton sama dalam suatu tubuh netral. Jumlah muatan negatif dan positif juga sama dalam tubuh netral karena muatan listrik elektron dan proton secara numerik sama tetapi polaritasnya berlawanan. Tetapi jika keseimbangan jumlah elektron dan proton dalam suatu tubuh terganggu, tubuh tersebut menjadi bermuatan listrik. Jika jumlah elektron lebih banyak daripada proton, tubuh menjadi bermuatan negatif dan jumlah muatan tergantung pada jumlah elektron yang berlebihan. Dengan cara yang sama, kita dapat menjelaskan muatan positif suatu tubuh. Di sini, jumlah elektron menjadi lebih sedikit daripada proton. Kepositifan tubuh tergantung pada perbedaan antara proton dan elektron dalam tubuh.
Arus Listrik: Ketika muatan mengalir dari satu titik ke titik lain untuk membuat distribusi muatan yang seragam, maka laju aliran muatan tersebut disebut arus listrik. Laju ini tergantung pada perbedaan kondisi muatan dari dua titik dan kondisi jalur tempat muatan mengalir. Satuan dari arus listrik adalah Ampere dan merupakan coulomb per detik.
Potensial Listrik: Tingkat kondisi muatan suatu tubuh dikenal sebagai potensial listrik. Ketika suatu tubuh bermuatan, ia mendapatkan kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Potensial listrik adalah pengukuran kemampuan tubuh bermuatan untuk melakukan pekerjaan. Arus yang mengalir melalui konduktor berbanding lurus dengan perbedaan potensial listrik di kedua ujung konduktor. Potensial listrik dapat divisualisasikan sebagai perbedaan level air di dua tangki air yang terhubung dengan pipa. Kecepatan air yang mengalir dari tangki dengan kepala air yang lebih tinggi ke tangki dengan kepala air yang lebih rendah tergantung pada perbedaan level atau perbedaan kepala air di tangki, bukan pada jumlah air yang disimpan di tangki. Dengan cara yang sama, arus listrik antara dua tubuh tergantung pada perbedaan potensial antara dua tubuh, bukan pada jumlah muatan yang disimpan di tubuh.
Medan Listrik: Selalu ada gaya antara dua tubuh bermuatan yang ditempatkan dekat. Gaya tersebut mungkin atraktif atau repulsif, tergantung pada sifat muatan kedua tubuh. Ketika tubuh bermuatan memasuki zona dekat tubuh bermuatan lain, gaya tersebut dapat dirasakan. Ruang di sekitar tubuh bermuatan di mana tubuh bermuatan lain dapat merasakan gaya disebut medan listrik tubuh sebelumnya.
Empat istilah di atas adalah parameter utama dari listrik.
Ada tiga cara dasar yang biasanya kita gunakan untuk menghasilkan listrik.
Proses Elektromekanis: Ketika konduktor bergerak di dalam medan magnet dan konduktor memotong garis fluks medan, listrik dihasilkan dalam konduktor. Berdasarkan prinsip ini, semua generator listrik berfungsi seperti generator DC, alternator, dan semua jenis dinamo.
Proses Elektrokimia: Dalam semua jenis baterai listrik dihasilkan karena reaksi kimia. Di sini, energi kimia diubah menjadi energi listrik.
Pembangkitan Listrik Padat: Ini adalah proses paling modern untuk pembangkitan listrik. Di sini, elektron bebas dan lubang dihasilkan di persimpangan PN dan distribusi pembawa muatan menjadi tidak seimbang di seberang persimpangan PN ketika persimpangan tersebut terpapar cahaya. Elektron bebas dan lubang serta distribusi yang tidak seimbang di seberang persimpangan ini menyebabkan listrik di rangkaian eksternal. Berdasarkan prinsip ini, sel surya PV bekerja.
Jenis-jenis Listrik
Ketika listrik dihasilkan di armatur generator, selalu berupa arus bolak-balik. Artinya, polaritas listrik berubah secara periodik. Dalam generator DC
