Listrik adalah sumber tenaga yang dibutuhkan oleh berbagai peralatan rumah tangga termasuk untuk beroperasinya mesin pendingin seperti kulkas. Oleh karena itu seorang teknisi servis kulkas harus mempunyai ilmu dasar mengenai listrik. Dalam postingan kali ini admin jasaservis akan memuat bahasan mengenai pengetahuan dasar tentang kelistrikan, semoga bermanfaat.
Teori Elektron.
Benda tersusun daripada atom-atom dan atom terbentuk dari proton, neutron dan electron. Proton mengandung muatan positip dan electron mengandung muatan negatip sedang netron tidak mengandung muatan.
Elektron sebagai muatan negatip mempunyai sifat selalu bergerak mengelilingi proton pada orbitnya.
Sebagai contoh atom hydrogen memiliki muatan atom 1 maka pada atom hydrogen selalu ada 1 elektron yang bergerak mengelilingi 1 proton, setiap benda memiliki muatan atom yang berbeda-beda, sebagai contoh tembaga bahan pembuat kabel memiliki atom 29, artinya pada atom tembaga terdapat 29 elektron dan 29 proton. Berdasarkan teori valensi atom, tembaga mempunyai satu electron pada orbit terluar yang sangat aktip oleh karena itu tembaga mempunyai sifat konduktor yang baik. Ketika ada energy yang mengalir pada atom maka electron pada orbit terluar akan bergerak aktip, pergerakan inilah yang menghasilkan tenaga listrik. Sehingga bisa disimpulkan bahwa atom yang memiliki sedikit elektron pada bagian terluar orbitnya adalah konduktor yang baik seperti perak, kuningan, emas karena mereka memiliki satu electron pada orbit terluarnya. Sementara atom yang memiliki banyak electron pada bagian orbit luarnya adalah konduktor yang tidak baik atau bisa dikategorikan sebagai insulator seperti plastik, kaca, karet dan keramik.
Sumber listrik.
Tenaga listrik dapat dihasilkan dari beberapa sumber diantaranya bahan kimia, tekanan, cahaya, gelombang suara dan magnet. Salah satu contoh sumber listrik yang memanfaatkan teori kemagnetan adalah generator, generator mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik dengan efek kemagnetan.
Teori kemagnetan tersebut seperti diuraikan dibawah ini:
Sebuah magnet mempunyai dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan, kedua kutub tersebut memiliki medan magnet, jika kutub yang sejenis didekatkan maka medan magnet akan menyebabkan gaya tarik menarik, sebaliknya jika dua kutub yang berlainan didekatkan akan menghasilkan gaya tolak menolak. Ketika sebuah konduktor ditempatkan memotong dua kutub magnet maka gaya elektromotif akan mengalir pada konduktor tersebut, gaya elekromotif inilah yang dikatakan tenaga listrik. Generator memiliki medan magnet yang sangat besar, serta memiliki kumparan besar yang memotong medan mgnet, sehingga gaya elekromagnet yang dihasilkan juga besar, sebagai akibatnya tenaga listrik yang dihasilkan generator juga sangat besar.
Arus searah (DC) dan arus bolak balik (AC)
Arus searah ( DC ) adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap. Sumber arus DC memiliki terminal yang tetap polaritasnya, kita bisa lihat pada sumber arus DC seperti batu batere, accu, dynamo ada terminal yang ditandai sebagai kutub positip dan kutub negatip.
Arus bolak – balik ( AC ) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah – ubah. Masing – masing terminal memilik polaritas yang selalu bergantian. Contoh sumber arus AC adalah turbin generator dan PLN.
Satuan pengukuran listrik
Voltage atau gaya electromotive yaitu besaran yang diperlukan untuk mendorong electron pada sebuah rangkaian agar bergerak, besarannya dinyatakan dengan V (Voltage), Amphere atau arus adalah besarnya aliran elektron-elektron, dinyatakan dengan satuan Amphere ( A). Sedang gaya yang menahan lajunya elektron pada suatu rangkaian disebut tahanan, dinyatakan dengan satuan Resistance (Ohm).
Arus (Amphere)
Listrik adalah aliran elektron bebas dalam konduktor dari satu atom ke atom berikutnya dalam arah yang sama. Aliran elektron disebut sebagai arus dan ditunjukan dengan simbol “I”. Banyaknya elektron yang bergerak melalui konduktor sebanding dengan besarnya arus yang mengalir. Semakin besar arus berarti semakin banyak jumlah elektron yang melewati penampang konduktor dalam satu detik. Atom sendiri ukurannya sangat kecil, untuk mengisi satu sentimeter kubik tembaga dibutuhkan 1.000.000.000.000.000.000.000.000 atom, jumlah ini dapat disederhanakan dengan menggunakan eksponen matematika jadi cukup ditulis 10 pangkat 24, mengingat besarnya angka yang sangat besar jika satuan arus ingin ditunjukkan sebagai banyaknya electron yang mengalir maka di buatlah kesepakatan kalau besaran arus di tunjukkan dalam satuan amphere disingkat Amp, symbol untuk ampere adalah “A”, yang mana satu amphere itu setara dengan pergerakan electron pada penampang konduktor sebanyak 6.24 x 1018 dalam satu detik. Ulasan angka-angka ini dimaksudkan agar lebih mudah dalam memahami konsep arus listrik dalam kaitannya dengan pergerakan electron. Dibawah ini adalah unit yang dipakai untuk mengukur besaran arus listrik di tulis mulai dari unit terbesar hingga unit terkecil;
Tegangan (Voltage)
Listrik dapat diumpamakan sebagaimana air yang mengalir melalui pipa. Agar air bisa mengalir dibutuhkan adanya gaya dorong, gaya dorong itu misalnya pompa atau beda ketinggian (gravitasi). Dalam arus listrik gaya dorong yang dimaksud adalah tegangan atau voltage, adanya tegangan ini karena adanya perbedaan potensial atau gaya gerak listrik (GGL), yaitu perbedaan jumlah electron, bagian yang memiliki kelebihan electron akan bermuatan negatip, sedang bagian yang kekurangan electron akan bermuatan positip, muatan negatip akan bergerak ke bagian bermuatan positip, pergerakan inilah yang dimaksud aliran arus listrik. Jadi disimpulkan tegangan adalah gaya yang menyebabkan arus listrik. Tegangan ditunjukan dengan symbol “E” adapun unit untuk tegangan adalah V singkatan dari Voltage.
Tahanan (Ohm)
Faktor ketiga yang berperan penting dalam sebuah rangkaian listrik adalah Tahanan (Resistance). Semua benda memiliki unsur tahanan yaitu kemampuan menghambat aliran arus listrik sampai batas tertentu. Besarnya tahanan tergantung pada jenis bahan, ukuran panjang, serta ukuran diameter benda tersebut. Semakin panjang benda yang dialiri arus listrik akan semakin besar tahanannya demikian pula semakin kecil diameter benda akan semakin besar tahanannya. Tahanan ditunjukkan dengan simbolol “R” adapun unit untuk tahanan adalah Ohm (W
Hukum Ohm
Ahli ilmu pasti dari Jerman George S Ohm membuat sebuah penyataan adanya hubungan antara faktor-faktor besaran listrik pada suatu rangkaian, hubungan tersebut lalu dikenal dengan sebutan Hukum Ohm, adapun pernyataan hokum Ohm tersebut adalah sebagai berikut:
Tegangan (V) sama dengan Arus (I) dikali Tahanan (R)
V=I X R
Arus (I) sama dengan Tegangan (V) dibagi Tahanan (R)
I=V / R
Tahanan (R) sama dengan Tegangan (V) dibagi Arus (I)
R=V / I
Konduktor, Insulator dan Semikonduktor
Konduktor
Arus listrik dihasilkan ketika elektron bebas bergerak dari satu atom ke atom yang berikutnya. Bahan yang memungkinkan banyak elektron bergerak bebas disebut konduktor. Tembaga, perak, aluminium, seng, kuningan, dan besi termasuk konduktor yang baik. Tembaga adalah bahan yang paling banyak digunakan sebagai bahan dasar konduktor karena kualitasnya serta harganya yang murah.
Insulator
Bahan yang memiliki hanya sedikit elektron bebas disebut insulator. Bahan seperti plastik, karet, kaca, mika, dan keramik merupakan insulator yang baik.
Kabel listrik merupakan perumpamaan yang tepat sebagai contoh konduktor, Kulit luar kabel sebagai insulator atau isolator dan kawat tembaga didalamnya sebagai konduktor.
Semikonduktor
Semikonduktor, adalah material yang dapat berfungsi sebagai konduktor dan juga sebagai isolator contohnya silicon. Ketika power di salurkan dari satu arah sebuah semikonduktor akan bersifat sebagai konduktor, sebaliknya ketika power di alirkan dari arah yang berlawanan maka perangkat tersebut akan berubah fungsinya menjadi isolator, prinsip kerja perangkat seperti ini yang diterapkan pada komponen yang disebut transistor, diode dan solid state sejenis.
HUKUM KIRCHOFF
Hukum Kirchoff ditemukan oleh fisikawan termuka asal Jerman bernama Gustav Robert Kirchoff. Imuwan kelahiran tahun 1824 ini berhasil menemukan konsep dalam teori rangkaian listrik yang kemudian disebut Hukum Kirchoff.
Hukum Kirchoff I
Hukum ini memberikan penjelasan tentang hubungan arus listrik yang masuk dan arus listrik yang keluar pada suatu percabangan rangkaian. Hukum kirchoff I berbunyi
Jumlah arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.
Hukum Kirchoff II
Hukum ini membahas hubungan tegangan dalam sebuah rangkaian tertutup, pernyataan hukum kirchoff II adalah sebagai berikut:
Di dalam suatu rangkaian tertutup (loop) jumlah aljabar dari gaya gerak listrik dengan besarnya penurunan tegangan adalah sama dengan nol.
Simak artikel terkait “Teori dasar listrik-2”
