Listrik Dinamis dan Konsep Dasar Lengkap
1. Pendahuluan
Kehidupan modern tidak dapat dipisahkan dari penggunaan energi. Berbagai peralatan yang sifatnya untuk memudahkan pekerjaan manusia terus dikembangkan. Oleh karena itu, upaya pencarian berbagai energi alternatif terus dikembangkan. Kenyataan yang ada sekarang ini manusia masih lebih banyak mengandalkan pada energi minyak bumi dan energi listrik dalam memenuhi kebutuhan energinya. Energi listrik banyak digunakan oleh manusia untuk berbagai keperluan, karena energi listrik dinilai lebih praktis dan mudah dalam penggunaannya. Energi listrik digunakan untuk berbagai keperluan baik di lingkungan kantor maupun di rumah tangga; misalnya digunakan pada : computer, Mesin ATM, pesawat televisi, radio, kulkas, mesin cuci, rice cooker, hingga berbagai mesin di pabrik-pabrik industri.
Dari tahun ke tahun konsumsi energi listrik untuk setiap Negara cenderung terus meningkat. Saat ini banyaknya konsumsi energy listrik dapat dijadikan sebagai salah satu indikasi untuk menilai kemajuan suatu Negara. Semakin besar penggunaan energi listrik disuatu Negara mengindikasikan semakin majulah pulalah Negara tersebut.
2. Pengertian Listrik Dinamis
Listrik Dinamis, terdiri dari dua kata, yaitu listrik dan dinamis. Listrik kita mempelajari menegnai muatan listrik dan dinamis berarti berpindah-pindah atau bergerak, jadi listrik dinamis adalah suatu ilmu fisika yang mempelajari aliran listrik yang bergerak atau muatan listrik yang bergerak. Mempelajari listrik dinamis seringkali kita ibaratkan dengan aliran air, ketika ada beda ketinggian maka air akan mengalir dari titik tertinggi ketitik terendah. Begitupula dengan listrik, ketika ada beda potensial maka akan timbul arus listrik atau arus listrik akan mengalis dari potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-).
Berikut ini kita akan mempelajari besaran apa saja yang terdapat pada listrik dinamis. Untuk mempelajari listrik dinamis maka kita haru mengetahui bersara-bersaran berikut : Arus Listrik (I), Hambatan (R), Potensial (V), Daya (P), Usaha (W) dll.
Baik langsung saja kita mulai
A. Arus Listrik
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik (Q) yangmengalir melelui suatu permukaan persatuan waktu.
Berdasarkan arah alirannya, arus listrik dibedakan menjadi dua jenis yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Arus searah sering disebut dengan DC yang merupakan singkatan dari Direct Current. Sedangkan arus bolak-balik sering disebut dengan AC singkatan dari Alternating Current.
Arus searah mengalir secara searah dari titik yang memiliki potensial tinggi ke titik yang memiliki potensial lebih rendah. Meskipun sebenarnya yang mengalir adalah elektron (muatan negatif) namun disepakati bahwa yang mengalir adalah arus positif, dari kutub positif ke kutub negatif. Jika dilihat bentuk gelombangnya dengan oscilloscope, arus searah terlihat sebagai garis lurus.
Arus Bolak-balik (AC)
Sedangkan arus bolak-balik memiliki aliran arus yang berubah-ubah arahnya. Perubahan arah arus bolak-balik ini mengikuti garis waktu sehingga jika dilihat dengan oscilloscope, arus bolak-balik membentuk sebuah gelombang dengan frekuensi tertentu. Bentuk gelombang arus bolak-balik ada yang beraturan dan tidak beraturan. Contoh bentuk gelombang arus bolak-balik yang beraturan adalah sinus, kotak dan gigi gergaji.
B. Hambatan (Resistansi)
Dalam suatu rangkaian listrik tentu terdapat hambatan. Hambatan/resistansi merupakan karakteristik umum dari suatu rangkaian. Berikut akan dijelaskan secara lebih detail karakteristik hambatan komponen-komponen dalam rangkaian listrik.
Hambatan listrik (electric resistance) merupakan sifat suatu benda atau bahan untuk menahan atau menentang aliran arus listrik. Hambatan listrik (R) sangat menentukan besar kecilnya kuat arus listrik. Semakin besar hambatan listrik, semakin kecil kuat arus listriknya.
Dalam rangkaian listrik atau elektronika, nilai arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian dapat diatur dengan menggunakan suatu komponen yang disebut resistor. Resistor merupakan suatu komponen yang terbuat dari bahan konduktor dan memiliki nilai hambatan tertentu. Hambatan listrik pada kawat penghantar dipengaruhi oleh panjang kawat, hambatan jenis kawat, dan luas penampang kawat. Secara matematis, nilai hambatan suatu penghantar dirumuskan sebagai berikut:
C. Rangkaian Seri dan Paralel
1. Rangkaian Seri
Rangkaian Seri adalah rangkaian listrik yang komponen-komponennya disusun secara sejajar. Dengan kata lain semua komponen yang ada di rangkaian seri ini terpasang secara berurutan. Untuk lebih jelasnya mengenai rangkaian listrik seri, bisa anda lihat pada gambar di bawah ini. Ada beberapa kelebihan rangkaian seri diantaranya adalah memiliki kestabilan yang tinggi dalam menghantarkan listrik, lebih praktis dalam pembuatannya karena tidak membutuhkan banyak komponen (kabel), serta lebih mudah dianalisa apabila terjadi kerusakan atau masalah terhadap rangkaian. Selain memiliki beberapa kelebihan, rangkaian seri juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya adalah sumber tegangan yang digunakan oleh rangkaian seri harus selalu dalam keadaan prima untuk menanggulangi terjadinya masalah tegangan, dan jika terjadi masalah pada satu komponen maka seluruh rangkaian akan kena imbasnya alias mati. Aplikasi rangkaian seri ini dapat dilihat dari pemasangan lampu-lampu jalan dan baterai senter. Rumus dari rangkaian seri adalah dengan melakukan penjumlahan seluruh komponen yang ada dalam rangkaian. Untuk lebih jelasnya bisa anda lihat pada gambar yang ada di bawah ini.
Rangkaian paralel adalah jenis rangkaian listrik yang disusun dengan cara tidak sebaris alias bercabang. Sehingga input dari rangkaian ini diambil dari sumber yang sama. Tak heran jika komponen (kabel) yang diperlukan untuk memberikan rangkaian paralel lebih banyak dibanding dengan rangkaian seri. Rangkaian paralel memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah jika ada salah satu komponen yang rusak atau dilepas, maka komponen yang lainnya masih bisa berjalan dengan normal, karena aliran listrik mengalir ke tiap-tiap komponen yang ada. Berbeda dengan rangkaian seri yang hanya menggunakan satu jalur. Selain memiliki kelebihan, rangkaian paralel juga memiliki kekurangan yakni biaya yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian ini jauh lebih mahal dibanding dengan rangkaian seri. Karena rangkaian paralel memerlukan banyak komponen (kabel) untuk menghubungkan masing-masing beban dengan sumber tegangan. Aplikasi rangkaian paralel ini dapat dilihat dari pemasangan lampu lalu lintas. Rumus dari rangkaian paralel adalah dengan melakukan penjumlahan kebalikan seluruh komponen yang ada dalam rangkaian. Untuk lebih jelasnya bisa anda lihat pada gambar yang ada di bawah ini.
Sumber : Gammafis