Supakorn Kaewinta / EyeEm / Getty Images
Bagi kebanyakan orang, listrik adalah kekuatan misterius yang entah bagaimana muncul secara ajaib ketika kita membalik sakelar lampu atau menancapkan alat. Namun, sementara ilmu di balik aliran listrik sangat kompleks, dasar-dasar aliran listrik, atau arus, mudah dipahami jika Anda mempelajari beberapa istilah dan fungsi utama. Ini juga membantu membandingkan aliran listrik melalui kabel dengan aliran air melalui pipa. Meskipun analoginya tidak sempurna, banyak karakteristik aliran listrik di kabel rangkaian mirip dengan aliran air dalam sistem pipa ledeng.
-
Memindahkan elektron
Gambar Sharif Tarabay / Getty
Apa yang kita sebut arus listrik terjadi pada tingkat partikel di antara atom-atom bahan penghantar — dalam sirkuit rumah tangga, ini kabel tembaga. Di setiap atom ada tiga jenis partikel: neutron, proton (yang membawa muatan elektromagnetik positif) dan elektron (yang membawa muatan negatif). Partikel penting di sini adalah elektron, karena ia memiliki karakteristik unik karena dapat terpisah dari atomnya dan pindah ke atom yang berdekatan. Aliran elektron inilah yang menciptakan arus listrik — lompatan elektron bermuatan negatif dari atom ke atom.
Bagaimana Generator Bekerja
Apa yang mengirim elektron bergerak? Fisika memang rumit, tetapi pada dasarnya, aliran listrik di kabel sirkuit dimungkinkan oleh generator utilitas (turbin yang ditenagai angin, air, reaktor atom, atau pembakaran bahan bakar fosil). Pada tahun 1931, Michael Faraday menemukan bahwa muatan listrik diciptakan ketika bahan yang menghantarkan listrik (kawat logam) dipindahkan dalam medan magnet. Ini adalah prinsip di mana generator modern bekerja: Turbin — apakah ditenagai oleh air yang jatuh atau uap yang diciptakan oleh reaktor nuklir — memutar gulungan besar kawat logam di dalam magnet raksasa, sehingga menyebabkan muatan listrik mengalir.
Dengan medan listrik masif dari muatan positif dan negatif ini, elektron-elektron di kabel-kabel di seluruh jaringan listrik mulai bekerja dan mulai mengalir berirama dengan medan listrik. Ketika Anda membalik sakelar lampu atau mencolokkan lampu atau pemanggang roti, Anda sebenarnya memanfaatkan aliran besar elektron yang ditarik dan didorong oleh generator utilitas yang mungkin ratusan mil jauhnya.
Generator listrik terkadang disamakan dengan pompa air — mereka tidak menciptakan listrik (seperti halnya pompa air tidak menciptakan air), tetapi mereka membuat aliran elektron menjadi mungkin.
-
Arus = Arus Elecricity
Victor De Schwanberg / Perpustakaan Foto Sains / Getty Images
Istilah arus mengacu pada aliran sederhana elektron dalam suatu rangkaian atau sistem kelistrikan. Anda juga dapat menyamakan arus listrik dengan kuantitas, atau volume air yang mengalir melalui pipa air. Arus listrik diukur dalam ampere atau ampli.
AC vs DC Saat Ini
Arus listrik ada dalam dua jenis: arus bolak-balik (AC) dan arus searah (DC). Secara teknis, arus DC mengalir dalam satu arah saja, sedangkan arus AC membalikkan arah. Dalam istilah sehari-hari, AC adalah bentuk listrik yang dibuat oleh generator yang mengoperasikan lampu, peralatan, dan outlet di rumah Anda, sedangkan DC adalah bentuk daya yang disediakan oleh baterai. Misalnya, senter Anda adalah sistem DC, sedangkan outlet rumah Anda menggunakan sistem AC.
Banyak sumber energi terbarukan seperti generator surya dan angin, menghasilkan listrik DC yang dikonversi menjadi AC untuk digunakan di rumah. Baterai mobil adalah sistem DC yang digunakan untuk menghidupkan mesin, tetapi begitu mesin dinyalakan, sistem kelistrikan mobil memiliki alternator yang mulai membuat arus AC untuk menjalankan berbagai sistem.
-
Tegangan = Tekanan
Gambar Marek Jagoda / EyeEm / Getty
Tegangan, juga dikenal sebagai gaya gerak listrik , sering didefinisikan sebagai tekanan elektron dalam suatu sistem. Itu bisa disamakan dengan tekanan air dalam pipa. Sirkuit standar di rumah Anda membawa sekitar 120 volt (tegangan aktual dapat bervariasi antara sekitar 115 hingga 125 volt) atau 240 volt (kisaran aktual: 230 hingga 250 volt). Sebagian besar lampu dan outlet diberi makan oleh sirkuit 120 volt, sedangkan pengering, jangkauan, dan peralatan besar lainnya biasanya menggunakan sirkuit 240 volt.
-
Watt = Laju Aliran
Gambar Tom Chance / Getty
Istilah watt mengacu pada tingkat di mana energi listrik dihamburkan, atau dikonsumsi. Jumlah total daya yang dikonsumsi oleh sistem listrik di rumah Anda dibaca melalui meteran listrik perusahaan utilitas. Itu diukur dalam kilowatt-jam atau 1.000 watt-jam, dan itulah bagaimana Anda akan ditagih.
Setiap perangkat listrik, seperti lampu atau alat, memiliki tingkat penggunaan yang diukur dalam watt. Misalnya, bola lampu 100 watt yang menyala selama 10 jam menggunakan satu kilowatt-jam listrik.
Amp, volt, dan watt ada dalam hubungan matematika satu sama lain, dinyatakan sebagai berikut: Watts = Volts x Amps
Jika sebuah alat diberi nilai 120 volt dan 10 amp, ia akan menggunakan hingga 1.200 watt saat dijalankan: 120 volt x 10 amp = 1.200 watt.
-
Ohms = Perlawanan
Gambar Stanley K Patz / Getty
Ohm adalah pengukuran resistensi terhadap aliran elektron melalui bahan konduktif. Semakin tinggi resistansi, semakin rendah aliran elektron. Resistansi ini menyebabkan sejumlah panas yang akan dihasilkan dalam rangkaian. Alasan mengapa pengering rambut menghembuskan udara panas, misalnya, adalah karena resistensi pada kabel internal, yang menghasilkan panas. Dan itu adalah resistensi di kabel kecil dari bola lampu pijar yang menyebabkannya memanas dan bersinar dengan cahaya. Ini juga merupakan resistensi yang bisa terlalu panas kabel ekstensi jika digunakan pada alat yang menarik arus terlalu banyak.
Dalam kabel sirkuit, terlalu banyak resistansi dapat membebani sirkuit dan menyebabkan kebakaran listrik. Karena sambungan buruk yang disebabkan oleh hal-hal seperti terminal sekrup longgar dan korosi kemungkinan merupakan penyebabnya, sambungan listrik harus diperiksa secara teratur untuk memastikan keamanan dalam sistem kelistrikan.
