Listrik

Ada dua jenis muatan listrik yang saling mendorong dan menarik satu sama lain: muatan positif dan muatan negatif. Muatan listrik saling mendorong atau menarik satu sama lain jika mereka tidak bersentuhan. Hal ini dimungkinkan karena setiap muatan membuat medan listrik di sekelilingnya. Medan listrik adalah area yang mengelilingi muatan. Pada setiap titik di dekat muatan, medan listrik menunjuk ke arah tertentu. Jika muatan positif diletakkan pada titik itu, ia akan didorong ke arah itu. Jika muatan negatif diletakkan pada titik itu, ia akan didorong ke arah yang berlawanan.

Ia bekerja seperti magnet, dan faktanya, listrik menciptakan medan magnet, di mana muatan yang serupa saling tolak-menolak dan muatan yang berlawanan saling tarik-menarik. Ini berarti bahwa jika Anda meletakkan dua muatan negatif berdekatan dan membiarkannya pergi, mereka akan bergerak terpisah. Hal yang sama berlaku untuk dua muatan positif. Tetapi jika Anda meletakkan muatan positif dan muatan negatif berdekatan, mereka akan saling tarik-menarik. Cara singkat untuk mengingat ini adalah frasa yang berlawanan menarik suka menolak.

Semua materi di alam semesta terbuat dari partikel-partikel kecil dengan muatan positif, negatif atau netral. Muatan positif disebut proton, dan muatan negatif disebut elektron. Proton jauh lebih berat daripada elektron, tetapi keduanya memiliki jumlah muatan listrik yang sama, kecuali bahwa proton positif dan elektron negatif. Karena "berlawanan menarik," proton dan elektron saling menempel. Beberapa proton dan elektron dapat membentuk partikel yang lebih besar yang disebut atom dan molekul. Atom dan molekul masih sangat kecil. Mereka terlalu kecil untuk dilihat. Setiap objek besar, seperti jari Anda, memiliki lebih banyak atom dan molekul di dalamnya daripada yang bisa dihitung oleh siapa pun. Kita hanya bisa memperkirakan berapa banyak jumlahnya.

Karena elektron negatif dan proton positif saling menempel untuk membuat benda besar, semua benda besar yang dapat kita lihat dan rasakan adalah netral secara elektrik. Elektrik adalah kata yang berarti "menggambarkan listrik", dan netral adalah kata yang berarti "seimbang". Itulah sebabnya kita tidak merasakan benda-benda mendorong dan menarik kita dari kejauhan, seperti yang akan terjadi jika semuanya bermuatan listrik. Semua benda besar netral secara elektrik karena ada jumlah muatan positif dan negatif yang sama di dunia. Kita bisa mengatakan bahwa dunia ini benar-benar seimbang, atau netral. Para ilmuwan masih belum tahu mengapa demikian.

Elektron dapat bergerak di sekeliling materi. Proton tidak pernah bergerak di sekitar benda padat karena mereka sangat berat, setidaknya dibandingkan dengan elektron. Bahan yang memungkinkan elektron bergerak disebut konduktor. Bahan yang menjaga setiap elektron tetap di tempatnya disebut isolator. Contoh konduktor adalah tembaga, aluminium, perak, dan emas. Contoh isolator adalah karet, plastik, dan kayu. Tembaga sangat sering digunakan sebagai konduktor karena tembaga merupakan konduktor yang sangat baik dan jumlahnya sangat banyak di dunia. Tembaga ditemukan dalam kabel listrik. Tetapi kadang-kadang, bahan lain digunakan.

Di dalam konduktor, elektron-elektron memantul-mantul, tetapi mereka tidak terus bergerak ke satu arah dalam waktu yang lama. Jika medan listrik diatur di dalam konduktor, elektron-elektron akan mulai bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah medan listrik (karena elektron bermuatan negatif). Baterai dapat membuat medan listrik di dalam konduktor. Jika kedua ujung sepotong kawat dihubungkan ke dua ujung baterai (disebut elektroda), lingkaran yang dibuat disebut sirkuit listrik. Elektron-elektron akan mengalir di sekeliling dan di sekeliling sirkuit selama baterai membuat medan listrik di dalam kawat. Aliran elektron di sekitar sirkuit ini disebut arus listrik.

Kawat penghantar yang digunakan untuk membawa arus listrik sering dibungkus dengan isolator seperti karet. Hal ini karena kawat yang membawa arus sangat berbahaya. Jika seseorang atau hewan menyentuh kawat telanjang yang membawa arus, mereka bisa terluka atau bahkan mati tergantung pada seberapa kuat arusnya dan berapa banyak energi listrik yang ditransmisikan arus. Anda harus berhati-hati di sekitar soket listrik dan kabel telanjang yang mungkin membawa arus.

Adalah mungkin untuk menghubungkan perangkat listrik ke sirkuit sehingga arus listrik akan mengalir melalui perangkat. Arus ini akan mengirimkan energi listrik untuk membuat perangkat melakukan sesuatu yang kita inginkan. Perangkat listrik bisa sangat sederhana. Misalnya, dalam bola lampu, arus membawa energi melalui kawat khusus yang disebut filamen, yang membuatnya bersinar. Perangkat listrik juga bisa sangat rumit. Energi listrik dapat digunakan untuk menggerakkan motor listrik di dalam alat seperti bor atau rautan pensil. Energi listrik juga digunakan untuk menyalakan perangkat elektronik modern, termasuk telepon, komputer, dan televisi.

Beberapa istilah yang berkaitan dengan listrik

Berikut adalah beberapa istilah yang dapat ditemukan seseorang ketika mempelajari cara kerja listrik. Studi tentang listrik dan bagaimana hal itu membuat sirkuit listrik menjadi mungkin disebut elektronika. Ada bidang teknik yang disebut teknik elektro, di mana orang menemukan hal-hal baru dengan menggunakan listrik. Semua istilah ini penting untuk mereka ketahui.

• Arus adalah jumlah muatan listrik yang mengalir. Ketika 1 coulomb listrik bergerak melewati suatu tempat dalam 1 detik, arusnya adalah 1 ampere. Untuk mengukur arus pada satu titik, kita menggunakan amperemeter.

• Tegangan, juga disebut "beda potensial", adalah "dorongan" di balik arus. Ini adalah jumlah kerja per muatan listrik yang dapat dilakukan oleh sumber listrik. Ketika 1 coulomb listrik memiliki 1 joule energi, maka akan memiliki 1 volt potensial listrik. Untuk mengukur tegangan antara dua titik, kita menggunakan voltmeter.

• Resistensi adalah kemampuan suatu zat untuk "memperlambat" aliran arus, yaitu, untuk mengurangi laju di mana muatan mengalir melalui zat tersebut. Jika tegangan listrik 1 volt mempertahankan arus 1 ampere melalui kawat, resistansi kawat adalah 1 ohm - ini disebut hukum Ohm. Ketika aliran arus ditentang, energi akan "habis" yang berarti energi tersebut diubah ke bentuk lain (seperti cahaya, panas, suara atau gerakan)

• Energi listrik adalah kemampuan untuk melakukan kerja melalui perangkat listrik. Energi listrik adalah properti yang "dilestarikan", yang berarti bahwa energi listrik berperilaku seperti zat dan dapat dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain (misalnya, di sepanjang media transmisi atau dalam baterai). Energi listrik diukur dalam joule atau kilowatt-jam (kWh).

• Daya listrik adalah tingkat di mana energi listrik digunakan, disimpan, atau ditransfer. Aliran energi listrik di sepanjang saluran listrik diukur dalam watt. Jika energi listrik diubah menjadi bentuk energi lain, maka diukur dalam watt. Jika sebagian dikonversi dan sebagian disimpan, diukur dalam volt-ampere, atau jika disimpan (seperti dalam medan listrik atau magnet), diukur dalam volt-ampere reaktif.

Energi listrik sebagian besar dihasilkan di tempat-tempat yang disebut pembangkit listrik. Sebagian besar pembangkit listrik menggunakan panas untuk mendidihkan air menjadi uap yang memutar mesin uap. Turbin mesin uap memutar mesin yang disebut 'generator'. Kabel melingkar di dalam generator dibuat berputar dalam medan magnet. Hal ini menyebabkan listrik mengalir melalui kabel-kabel, membawa energi listrik. Proses ini disebut induksi elektromagnetik. Michael Faraday menemukan cara melakukan hal ini.

Ada banyak sumber panas yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Sumber panas dapat diklasifikasikan ke dalam dua jenis: sumber daya energi terbarukan di mana pasokan energi panas tidak pernah habis dan sumber daya energi tak terbarukan di mana pasokan pada akhirnya akan habis.

Kadang-kadang aliran alami, seperti tenaga angin atau tenaga air, dapat digunakan secara langsung untuk memutar generator sehingga tidak diperlukan panas.