Ayo Kita Mengenal Listrik

Ayo Kita Mengenal Listrik

Kita sering mendengar kata “LISTRIK” dalam kehidupan sehari-hari, selain itu artikel-artikel di web ini beberapa membahas tentang Listrik. Sebelum kita lebih jauh berbicara tentang Listrik, ayo kita kenali dulu Apa sih Listrik itu ?, Benda seperti apakah listrik sehingga bisa se-tenar itu?

Dalam artikel ini saya coba menjelaskan listrik secara sederhana, dengan harapan dapat dipahami oleh para pembaca yang awam sama sekali terhadap ilmu listrik, saya tidak akan membahas tentang rumus, atau hal yang lebih kompleks tentang listrik, karena hal itu akan membutuhkan waktu yang lama, bahkan mungkin bisa sampai satu semeter untuk membahas itu, lagipula jika anda ingin mengetahui lebih banyak tentang ilmu kelistrikan, sudah banyak artikel-artikel di Internet yang berbicara tentang kelistrikan. Jadi dalam artikel ini akan dibahas secara dasar tentang listrik agar pembaca dapat memahami artikel-artikel yang akan saya tulis berkaitan dengan listrik.

Apa sih Listrik itu ?

Listrik ini sama dengan air ataupun api, sangat bermanfaat tapi jika salah menggunakannya dapat membahayakan. Listrik adalah energi yang sangat dibutuhkan oleh kita, bahkan sepertinya peralatan disekitar kita kebanyakan menggunakan energi listrik, bayangkan jika listrik padam selama berhari-hari ? ga tahan deh kayanya orang jaman sekarang hehee. Saya kutip dari Wikipedia pengertian listrik sebagai berikut :

Listrik adalah rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik. Listrik menimbulkan berbagai macam efek yang telah umum diketahui, seperti petir, listrik statis, induksi elektromagnetik dan arus listrik. Adanya listrik juga bisa menimbulkan dan menerima radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio.

Bingung kan memahami nya ? Sama saya juga bingung hehe.. tapi tidak apa apa pengertian tadi sebagai referensi saja. Secara sederhana Listrik itu adalah muatan elektron yang bergerak. ~Masih ingat kan pelajaran tentang atom di SMA ada proton, neutron dan elektron~. Nah karena listrik itu atomik maka bisa dikatakan listrik adalah sesuatu yang tidak terlihat dengan mata telanjang, namun beberapa fenomena listrik ada yang bisa dilihat oleh mata telanjang, yang paling umum terjadi adalah petir (yang merupakan loncatan elektron dari partikel listrik). Masih belum ngerti ? Ya udah ga apa apa, secara lebih sederhana Listrik adalah energi yang bisa menyalakan peralatan elektronik di rumah kita, wis mudah kan ? Nah karena Listrik adalah sebuah bentuk energi jadi listrik bisa dirubah atau dikonversikan menjadi energi lain seperti energi gerak yang bisa menggerakan kipas angin di rumah kita, energi cahaya yang bisa membuat lampu kita menyala sehingga terang benderang, energi suara sehingga kita bisa mendengar radio, dan lain-lain.

Analogi Listrik dengan Air

Karena listrik tidak terlihat sulit kita membayangkan bagaimana sih listrik itu bisa mengalir dan ada apa sajakah dalam listrik itu, fenomena apa saja yang terjadi. Untuk memudahkan itu mari kita analogikan antara listrik dengan air. Aliran air yang mengalir dalam pipa analoginya seperti aliran elektron dalam listrik atau arus listrik. Tekanan yang dapat menyebabkan air mengalir analoginya dengan tegangan listrik. dan besarnya daya dorong air yang keluar dari pipa sama analoginya dengan daya listrik atau power.
Ukuran pipa sama dengan ukuran penghantar listrik (konduktor listrik). Dan keran air yang mengatur besarnya aliran air analoginya dengan pengatur hambatan (variable resistance) dalam rangkaian listrik. Air mengalir dari tekanan yang lebih tinggi menuju tekanan yang lebih rendah. Dan analoginya untuk listrik, arus listrik yang merupakan perpindahan elektron bergerak dari tegangan yang lebih tinggi menuju tegangan lebih rendah.
Listrik hanya mengalir melewati medium penghantar yang disebut konduktor. Suatu Material disebut konduktor bila mengandung unsur yang dapat dialiri elektron seperti besi, tembaga bahkan air. Material yang berlawanan dengan konduktor disebut dengan isolator, yaitu unsur yang bisa menahan aliran arus listrik, isolator mengandung unsur-unsur seperti karet, plastik, kertas, kain, dan lain sebagainya.

Fenomena Kesetrum

Apa sih “kesetrum” itu? kesetrum adalah dimana kita merasakan “jrejet” akibat kita teraliri oleh arus listrik. Tubuh manusia dominannya terdiri dari air yang merupakan penghantar listrik. Jadi saat kita tersentuh kabel listrik yang sedang dialiri arus listrik, dan kaki kita tidak memakai alas karet atau plastik, maka listrik tersebut akan mengalir melewati tubuh kita. Itu jika kaki kita menyentuh tanah (lantai atau alas apapun), tetapi jika kita memakai alas kaki yang mempunyai sifat isolator maka kita tidak akan kesetrum karena tidak menyentuh tanah.

Satuan dalam Listrik

Satuan-satuan listrik yang paling umum kita gunakan sehari-hari adalah :

• Tegangan listrik (voltage)* dalam satuan volt (V)
• Arus listrik (current) dalam satuan ampere (A)
• Frekuensi (frequency) dalam satuan Hertz (Hz)
• Daya listrik (power) dalam satuan watt (W) atau volt-ampere (VA)
• energi listrik dalam satuan watt-hour(wH) atau kilowatt-hour (kwH).

Tegangan dan Arus Listrik

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Suatu instalasi listrik atau peralatan listrik jika sudah dihubungkan dengan sumber listrik (salah satunya di rumah adalah stop kontak atau colokan) tanpa di bebani (ada peralatan listrik yang menyala) maka instalasi atau peralatan tersebut sudah bertegangan, namun tidak ada arus nya, arus muncul jika suatu instalasi tersebut sudah dibebani.
Nah ini untuk permulaan pengenalan listrik jilid pertama, selanjutnya akan dilanjutkan ke jilid kedua di artikel berikutnya. Kita penggal agar pembaca tidak bosan membaca artikel yang penuh tulisan ini. Stay tune di artikel selanjutnya ya kawan-kawan.



Seperti yang saya janjikan, saya akan melanjutkan artikel tentang mengenal listrik, dalam artikel ini kita akan melanjutkan pembahasan kita mengenai listrik.

Jenis Arus Listrik

Arus listrik itu dibagi dua macam dilihat dari gelombang yang terbentuk yaitu :

1. Arus AC (Alternating Current) atau yang kita kenal dengan arus bolak-balik.
2. Arus DC (Direct Current) atau yang dikenal dengan arus searah

Gelombang Listrik Arus AC dan DC

Dilihat dari gambar di atas, perbedaan yang paling mudah antara listrik AC dan DC adalah dalam polaritasnya, yaitu listrik AC mempunyai polaritas yang berubah antara positif dan negatif beberapa kali dalam satu period (bentuk gelombang sinusoidal) dan listrik DC mempunyai polaritas tetap sepanjang waktu. Secara sederhana listrik AC mah bolak balik gelombang nya bisa dilihat di gambar, sedangkan listrik DC lurus-lurus saja.
Arus listrik yang dibangkitkan oleh Pembangkit Listrik di Indonesia adalah arus AC dengan frekuensi 50 Hz, jadi arus yang disalurkan oleh PLN ke rumah kita adalah arus AC. Arus AC dan DC mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Mengapa arus AC yang dipakai dalam penyaluran listrik di Indonesia disebabkan karena beberapa faktor, diantaranya karena sejarah sejak jaman dulu ketika listrik pertama ada di Indonesia dengan adanya pembangkit arus AC 50 Hz, lalu dari aspek ekonomis, arus AC lebih mudah di naik-turunkan tegangannya untuk mengurangi rugi penyaluran listrik dan banyak faktor lainnya yang bisa anda cari di mbah gugel. Intinya arus dari PLN ke rumah kita adalah arus AC.
Tapi beberapa peralatan elektronika di rumah kita membutuhkan arus DC, maka untuk merubah arus AC menjadi DC digunakan rectifier. Anda tidak usah repot-repot mencarinya karena biasanya pabrikan alat elektronik sudah menyiapkan itu, contoh nya charge atau cas-an smartphone atau laptop kita memakai arus DC karena baterai itu arusnya DC, pabrik sudah menyiapkan chargekhusus yang sudah dirancang sedemikian rupa sesuai spesifikasi dan didalamnya ada recifier jadi kita tinggal menggunakannya saja. Dan jika kita menemukan kasus ingin merubah arus DC menjadi AC seperti sekarang banyak mau men-charge Smartphone di mobil, karena mobil memakai Accu atau dibaca nya Aki yang arusnya DC sama seperti baterai, maka digunakanlah alat yang bernama Inverter,

Aplikasi Listrik AC dan DC

Listrik AC adalah listrik yang digunakan sehari-hari di sistem instalasi listrik rumah kita yang disuplai oleh PLN. Sedangkan listrik DC biasa digunakan pada baterai, accu atau sel surya. Dan karena sifat yang bolak-balik itulah maka hal yang membedakan lainnya adalah bila kita memasukkan colokan listrik ke stop kontak di rumah, maka tidak masalah bila di-colok terbalik-balik. Sedangkan untuk listrik DC harus secara jelas mencantumkan yang mana terminal positif (+) dan negatif (-) dan tidak boleh terbalik.

Fasa, Netral dan Ground

Dalam arus DC kita mengenal kutub positif dan negatif yang tidak boleh terbolak-balik, nah pada arus AC sebenarnya ada dua juga yaitu bagian fasa dan netral, makannya colokan di rumah kita ada dua lubangnya, bahkan ada satu lagi sebenernya yaitu ground (colokan di luar negeri ada 3 lubang). Fasa adalah bagian yang berlistrik atau dialiri listrik, sedangkan bagian Netral adalah bagian yang tidak teraliri arus listrik. Listrik bisa mengalir apabila beban dihubungkan oleh kedua bagian ini sehingga menjadikannya sistem rangkain tertutup. Nah maka dari itu jika kita hanya memegang bagian fasa saja (tanpa menyentuh netral dan TANAH, lantai atau alas apapun) maka kita tidak akan kesetrum atau teraliri listrik, apalagi hanya memegang netral, mau nyentuh tanah juga tidak apa-apa soalnya tidak teraliri arus listrik di bagian netral itu.
Sedangkan Ground adalah bagian untuk mengamankan peralatan listrik dimana bagian ini dihubungkan langsung ke tanah. Bagian ground ini sangat penting, namun di beberapa instalasi rumah ground tidak dipasang, hanya dipasang di kWh meter yang ada di depan rumah saja.

Sistem Listrik Tiga Fasa dan Satu Fasa

Sistem kelistrikan di Indonesia mengenal 3 fasa dan 1 fasa, kenapa tidak dua fasa, empat fasa, ada jawabannya tapi akan sangat panjang, anda bisa mencari tahu sendiri, karena disini saya hanya menjelaskan listrik dasar secara umum agar mudah dipahami. Listrik arus AC merupakan bentuk gelombang sinusoidal (seperti terlihat pada gambar tadi) yang membentuk satu gelombang penuh 360 derajat. Nah antar fasa-fasa memiliki perbedaan yaitu terletak pada sudutnya yang berbeda 120 derajat antar fasa.
Pembangkitan, Penyaluran (Transmisi) hingga Distribusi listrik di Indonesia menggunakan sistem tiga fasa. Mengapa demikian, Karena pertama, Generator pembangkitan di Indonesia semua memakai generator tiga fasa; kedua, daya yang dihasilkan oleh tiga fasa lebih besar; ketiga, banyak motor listrik industri yang memakai motor tiga fasa yang membutuhkan daya yang besar; keempat Industri atau hotel memerlukan daya listrik yang besar sehingga memerlukan line yang banyak, sehingga diberikan tiga fasa oleh PLN. Tapi pada output terakhir untuk pemakaian hanya memerlukan satu fasa (memilih salah satu dari 3 fasa).
Kode umum yang dipakai untuk fasa-fasa ini adalah R untuk fasa 1, S untuk fasa 2, T untuk fasa 3 dan jika ada netral diberi kode N. Pada mesin mesin listrik seperti trafo, generator, motor listrik kode yang dipakai biasa ya U, V, dan W. Pada penyaluran listrik dari pembangkitan hingga distribusi primer tidak ada netral karena tidak dibutuhkan (netral dibutuhkan jika ada beban langsung). Netral ada di trafo terakhir pada distribusi sekunder sebelum ke rumah kita (dengan trafo hubung delta-bintang– jika tidak mengerti abaikan saja, jika penasaran bisa cari referensi di mbah gugel, yang jelas poinnya disini tentang netralnya saja).
Walaupun listrik yang disalurkan sampai distribusi itu tiga fasa (bisa dilihat di jaringan listrik PLN ada tiga kawat atau ada 4 kabel yang dipilin jika ada netralnya), namun untuk pemakaian rumah tangga dengan daya yang tidak terlalu besar hanya digunakan satu fasa saja, jadi rumah kita itu menggunakan listrik satu fasa. Nah bisa saja rumah kita menggunakan fasa R, sedangkan tetangga kita menggunakan fasa S, dan sebelahnya lagi fasa T. namun pembagian fasa ini harus seimbang (walau kenyataannya tidak akan seimbang sempurna, karena beban tiap rumah berbeda) jadi perbedaan fasa antar rumah-rumah berdekatan ini agar mengatur keseimbangan beban agar tidak terjadi gangguan, diantaranya gangguan arus netral (jadi netral yang harusnya arusnya nol alias tidak nyetrum jadi ada arusnya karena tidak seimbang beban antar fasanya).
Pada pusat bisnis seperti mall, hotel dan industri biasanya mereka di supply listrik oleh PLN dengan listrik tiga fasa pertama untuk industri mungkin punya motor listrik 3 fasa, juga pemakaian daya listrik mereka besar sehingga diberi tiga fasa dan pembagian fasa nya di atur oleh mereka sendiri dan harus seimbang antar fasa nya. Begitupun di mall atau hotek pasti memerlukan daya yang besar.
Nilai tegangan dari PLN (tegangan yang sudah siap pakai) Untuk sistem 3 fasa berbeda jika dihitung antar fasa dan dihitung fasa ke netral, tegangan antar fasa nya adalah 380 V (R-S, R-T, S-T). Sedangkan untuk tegangan fasa ke netral adalah 220 V (R-N, S-N, T-N). Cara sederhana menghitungnya adalah bahwa Tegangan (kita lambangkan V) antar fasa adalah Vnetral dikali √3. Tegangan listrik yang disambungkan ke rumah-rumah adalah 220 V. Karena hanya satu fasa.
Sedangkan tegangan untuk penyaluran di transmisi maupun distribusi primer biasanya dikenal tegangan nominalnya yaitu 150 kV, 70 kV untuk tegangan tinggi, 500 kV tegangan ekstra tinggi, dan 20 kV tegangan menengah. Tegangan itu adalah tegangan antar fasa karena pada penyaluran tidak ada netral nya. Untuk mengetahui tegangan terhadap netral tinggal dibagi √3 saja.

Gangguan Fasa-Fasa

Fasa akan mengalami gangguan jika menyentuh tanah yang disebut Ground Fault atau gangguan tanah, begitu pun jika fasa langsung terhubung dengan netral (tanpa beban) maka akan terjadi gangguan hubung singkat (short circuit) yang mengakibatkan arus berlebih. Dan apabila antar fasa yang berbeda bersentuhan ini akan terjadi gangguan juga karena antar fasa itu beda sudut 120 derajat, gangguan ini dinamakan phase to phase fault atau gangguan fasa ke fasa. Maka dari itu hindari kontak langsung antara fasa tanah, fasa netral tanpa beban dan antar fasa.

Sifat lain Listrik

Hal yang harus diperhatikan dari sifat listrik ini adalah kecenderungannya mengalir dari tegangan yang lebih tinggi menuju tegangan yang lebih rendah atau menuju tanah. Dari sifat ini dapat dijelaskan mengapa orang bisa “kesetrum”, yaitu karena adanya aliran listrik yang mengalir melewati tubuh kita dari suatu sumber listrik menuju tanah atau material penghantar listrik lainnya.
Tubuh kita sebagian besar mengandung air yang merupakan penghantar listrik. Akibatnya bisa fatal, karena dapat merusak organ dalam dari tubuh kita termasuk membuat jantung berhenti berdenyut alias meninggal.
Karena itu sangat penting memastikan bahwa kita tidak tersentuh sumber listrik dari kabel telanjang atau terkelupas, dan juga menggunakan alas karet saat mencabut colokan listrik atau memasang ke stop kontak, dan cepat mematikan sumber listrik bila peralatan yang dipakai tersiram air dan lain-lain.
Nah sudah mengenal listrik itu apa kan, jadi Listrik itu sangat bermanfaat ya, tapi hati-hati menggunakannya karena dapat membahayakan. Semoga artikel ini bermanfaat untuk pembaca secara umum.

Buka juga :

• Electric Power
• Gardu Distribusi Listrik
• Struktur Organisasi PLN