Materi Prinsip Kelistrikan dan Sistem Instalasi Listrik Prakarya Kelas 9
- Share on Facebook
- Share on Twitter
- Google+
- Tumblr
Prinsip kelistrikan dan sistem instalasi listrik tentunya sangat penting untuk kita ketahui, entah yang bersifat spontanitas maupun ilmiah. Kita dari semenjak Tk telah diajarkan bagaimana agar kita selalu memiliki sikap kreatif dan rajin.
Wawasan Kelistrikan
Listrik adalah salah satu teknologi paling mutakhir yang telah ditemukan oleh manusia. Pengguna listrik menjangkau hampir seluruh lapisan masyarakat, baik di kota maupun di desa. Namun sayangnya di Indonesia sendiri aliran listrik belum menjangkau sepenuhnya hingga ke pedalaman. Hal tersebut disebabkan oleh minimnya infrastruktur atau pilihan dari masyarakatnya sendiri seperti pada suku Baduy dalam.
Meskipun kita telah menggunakan dan merasakan manfaatnya setiap hari, namun sebetulnya kita tidak begitu benar-benar tahu apa itu sebenarnya listrik bukan? Bagaimana cara membuatnya? Seperti apa sebetulnya cara kerja dari listrik ini? Berikut adalah pemaparannya.
Pengertian Kelistrikan
Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik [Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 50]. Ada dua jenis muatan listrik, yakni muatan listrik negatif dan positif. Suatu benda akan bermuatan listrik negatif jika kelebihan elektron. Sebaliknya, suatu benda akan bermuatan listrik positif jika kekurangan elektron. Secara alami, muatan listrik positif selalu mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik yang berpotensial rendah.
Aliran seperti itu disebut sebagai arah arus listrik konvensional. Namun sebetulnya muatan listrik yang bergerak di dalam konduktor bukanlah muatan listrik positif, melainkan muatan listrik negatif [elektron] dan arah aliran elektron berlawanan dengan arah aliran muatan positif.
Lalu apa itu elektron? Elektron adalah salah satu partikel subatom yang membentuk atom. Atom sendiri merupakan penyusun segala benda dan makhluk hidup. Untuk lebih jelasnya, simak pembahasan lengkap mengenai elektron pada artikel di bawah ini.
Baca juga:Partikel Penyusun Atom, Benda dan Makhluk Hidup
Jenis Listrik
Pada dasarnya, arus listrik adalah peristiwa mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Ya, sebetulnya elektron ada di seluruh semesta termasuk pada diri kita sendiri [manusia], namun hanya elektron yang mengalirlah yang dapat menghasilkan listrik. Bahkan, tepatnya listrik adalah aliran atau arus yang dihasilkan oleh pergerakan elektron, bukan elektronnya sendiri.
Arus listrik dibagi menjadi dua [2] jenis, yaitu:
- Listrik Arus Searah atau DC [Direct Current] adalah arus listrik yang arahnya tetap.
- Listrik Arus Bolak-balik atau AC [Alternating Current] adalah arus yang besar dan arahnya selalu berubah-ubah.
Satuan SI untuk arus listrik adalah Ampere [A]. Secara formal satuan Ampere didefi nisikan sebagai arus konstan yang bila dipertahankan akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10-7 newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.
Dalam listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika sebagai berikut:
- Muatan listrik: sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetik. Substansi yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik.
- Medan listrik [lihat elektrostatis]: tipe medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam [maka tidak ada arus listrik]. Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya.
- Potensial listrik: kapasitas medan listrik untuk melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt.
- Arus listrik: perpindahan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere.
- Elektromagnet: Muatan berpindah menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik.
Manfaat Listrik
Tentunya salah satu manfaat listrik yang paling jelas terasa dalam kehidupan listrik adalah adanya penerangan. Penerangan seperti lampu memanfaatkan sumber arus listrik sehingga dapat menyala. Dengan adanya lampu yang menyala, kita dapat melakukan berbagai aktivitas kehidupan sehari-hari dan manfaatnya dapat menjadi opsi penerangan saat matahari sedang tenggelam.
Selain berfungsi sebagai penerangan, fungsi lain dari arus listrik adalah sumber energi. Alat bantu berupa rangkaian elektronik membutuhkan energi listrik agar dapat bekerja. Berbagai peralatan elektronik itu penting bagi kehidupan sehari-hari apalagi untuk menunjang aktivitas pekerjaan manusia dalam mencari nafkah.
Pada teknik elektro, listrik digunakan untuk tenaga listrik yang digunakan untuk menghidupkan peralatan elektronik yang berhubungan dengan sirkuit listrik yang melibatkan komponen listrik aktif seperti tabung vakum, transistor, dioda, dan sirkuit terintegrasi.
Baca juga:Dasar-Dasar Elektronika: Sejarah, Komponen, Konsep & Alat
Fenomena listrik telah dipelajari sejak zaman purba, meskipun pemahaman secara teoritisnya berkembang lamban hingga abad ke17 dan 18. Meski begitu, aplikasi praktisnya saat itu masih sedikit. Baru pada akhir abad ke-19 para insinyur dapat memanfaatkannya pada industri dan rumah tangga.
Perkembangan yang luar biasa cepat pada teknologi listrik mengubah industri dan masyarakat. Fleksibilitas listrik yang amat beragam menjadikan penggunaannya yang hampir tak terbatas seperti transportasi, pemanasan, penerangan, telekomunikasi, dan komputasi. Tenaga listrik saat ini adalah tulang punggung masyarakat industri modern.
Pembangkit Listrik
Berdasarkan pentingnya manfaat listrik bagi kehidupan masyarakat, tentunya manusia harus berusaha untuk mendapatkan listrik yang cukup besar sehingga dapat dialirkan dan dibagikan pada seluruh masyarakat. Pembangkit listrik adalah solusi dari kebutuhan listrik tersebut.
Pembangkit listrik adalah suatu alat yang dapat membangkitkan dan memproduksi tegangan listrik dengan cara mengubah suatu energi tertentu menjadi energi listrik. Beberapa contoh jenis pembangkit tenaga listrik yaitu PLTA, PLTU, PLTG, PLTN, PLTS, dan lainnya.
PLTA [Pembangkit Listrik Tenaga Air]
Pembangkit listrik tenaga air atau disingkat PLTA adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik.
Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak. Hidroelektrisitas adalah sumber energi terbaharui.
Di Indoensia sendiri pembangkit listrik tenaga air telah cukup banyak di implementasikan. Contohnya adalah PLTA Bakaru Sulawesi Selatan, PLTA Sigura-gura Sumatera Utara, PLTA Saguling Jawa Barat, dsb.
PLTU [Pembangkit Listrik Tenaga Uap]
Pada PLTU, uap ditampung dan disalurkan untuk memutarkan turbin uap. Energi mekanis dari putaran turbin diubah menjadi energi listrik oleh generator. Beberapa contoh pembangkit listrik tenaga uap di Indonesia meliputi: PLTU Semarang Jawa Tengah dan PLTU Suralaya Cilegon banten.
PLTN [Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir]
Pembangkit listrik ini menggunakan energi uap yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk memutarkan turbin uap. Dari turbin inilah energi mekanis diubah menjadi energi listrik. Hingga artikel ini terbit, di Indonesia belum ada pembangkit listrik tenaga nuklir yang telah beroperasi. Meskipun begitu, riset mengenai nuklir ini telah dilakukan dari sejak dahulu oleh BATAN atau badan tenaga nuklir nasional yang sudah merencanakan dan mengembangkan PLTN pula. Beberapa contoh PLTN dapat kita lihat di Jepang, Rusia, dan beberapa negara maju lainnya.
PLTB [Pembangkit Listrik Tenaga Batubara]
Pembangkit listrik ini menggunakan bahan bakar fosil berupa batubara yang dibakar untuk mendidikan air agar menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan digunakan untuk menggerakan turbin uap atau turbin gas kemudian diubah menjadi energi listrik. Contohnya ada di PLTB Bukit Asam Sumatera Utara, dan beberapa daerah lainnya di Indonesia.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya [PLTS]
Pembangkit listrik ini menggunakan cahaya matahari sebagai energi utama. Energi dari cahaya matahari dapat langsung diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga surya adalah salah satu opsi terbaik untuk menghasilkan energi yang bersih tanpa meninggalkan residu karbon berlebih yang tidak baik untuk kesehatan manusia dan alam.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Hembusan angin digunakan untuk memutarkan baling-baling kemudian putaran tersebut digunakan untuk memutarkan generator. Dari generator inilah energi mekanik diubah menjadi energi listrik sehingga listrik yang dihasilkan dapat digunakan dan bila perlu disimpan pada baterai. Seperti tenaga surya, pembangkit listrik tenaga angin juga merupakan salah satu opsi terbaik untuk menyokong gerakan Renewable Energy.