Arus listrik dihasilkan dari perbedaan potensial yang digerakkan sumber arus listrik seperti baterai dan aki melalui reaksi kimia. Sumber ini memiliki Gaya Gerak Listrik (GGL)—tegangan maksimum saat tidak ada arus mengalir—yang berkurang menjadi tegangan jepit akibat hambatan dalam saat digunakan. Sumber GGL dapat menghasilkan arus searah/DC (baterai, aki) maupun arus bolak-balik/AC (listrik PLN, 50 Hz).
Elemen-Elemen Sumber Arus Listrik
Elemen Volta
Elemen Volta, ditemukan Alessandro Volta, terdiri dari tembaga dan seng dicelupkan ke larutan asam sulfat encer, menghasilkan arus listrik dari reaksi kimia antara logam dan elektrolit, namun cepat habis karena elektrolitnya mudah menguap dan menimbulkan gelembung gas pengganggu.
Elemen Daniel
Elemen Daniel mengembangkan elemen Volta agar lebih stabil, menggunakan elektroda seng dalam larutan seng sulfat (anoda) dan tembaga dalam larutan tembaga sulfat (katoda) yang dipisahkan pembatas berpori; tembaga sulfat berperan sebagai depolarisator yang mencegah penumpukan gas hidrogen penyebab polarisasi.
Elemen Kering
Elemen kering (baterai seng-karbon) menggunakan pasta elektrolit alih-alih cairan sehingga praktis dan tidak tumpah, bersifat primer (tidak dapat diisi ulang) dengan tegangan standar sekitar 1,5 volt, banyak dipakai pada senter atau jam dinding.
Aki (Accumulator)
Aki adalah sumber arus listrik yang dapat diisi ulang, menggunakan elektrolit asam sulfat dan elektroda timbal serta timbal dioksida, dengan beberapa jenis: aki basah (perlu perawatan rutin), aki kering/gel (bebas perawatan, tahan panas dan getaran), dan aki lithium-ion (ringan, kapasitas besar, dipakai kendaraan listrik).
GGL dan Tegangan Jepit
Tegangan listrik berbeda-beda menurut sumbernya: baterai kecil 1,5 volt, aki kendaraan 12 volt, listrik rumah tangga 220 volt. Tegangan jepit (V) selalu lebih kecil dari GGL (E) karena hambatan dalam (r) sumber listrik: V = E − I·r.
Soal. Sebuah aki memiliki GGL E = 12 V dan hambatan dalam r = 0,5 Ω. Jika arus yang mengalir 2 A, berapa tegangan jepit aki tersebut?
Pembahasan. V = E − I·r = 12 − (2×0,5) = 12 − 1 = 11 volt.
Saat HP dipakai main game berat, arus besar membuat tegangan jepit turun lebih cepat—itulah sebabnya HP bisa tiba-tiba mati meski indikator baterai masih menunjukkan 10–15%.
Sumber Energi Listrik Alternatif
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
PLTS mengubah energi matahari menjadi listrik melalui efek fotovoltaik pada sel silikon, cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia, dengan komponen utama panel surya, inverter (DC ke AC), dan baterai penyimpan.
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB)
PLTPB memanfaatkan panas magma untuk menghasilkan uap penggerak turbin dan generator, cocok untuk wilayah dengan aktivitas geotermal/vulkanik tinggi dan berkelanjutan karena panas bumi hampir tidak habis.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Turbin angin mengubah energi kinetik angin menjadi listrik melalui putaran baling-baling yang menggerakkan generator, efektif di daerah berangin kencang dan konsisten seperti pesisir pantai.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
PLTA mengalirkan air dari bendungan bertekanan tinggi untuk memutar turbin penggerak generator, cocok untuk wilayah bersungai atau pegunungan, sekaligus berfungsi sebagai pengelola air irigasi.
Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
Pembangkit ini memanfaatkan perbedaan ketinggian air laut saat pasang-surut, mengubah energi potensial gravitasi menjadi energi kinetik lalu listrik, berpotensi dikembangkan di wilayah pesisir.
Bioenergi
Bioenergi diperoleh dari bahan organik (limbah pertanian, kotoran hewan) melalui pembakaran atau fermentasi menghasilkan biogas metana atau panas untuk listrik, mengurangi limbah dengan dampak lingkungan lebih kecil dari bahan bakar fosil.
Penghematan Energi Listrik
Penghematan energi penting untuk menjaga ketersediaan energi generasi mendatang dan mengurangi dampak lingkungan, dilakukan dengan mematikan perangkat saat tidak digunakan, memakai perangkat hemat energi seperti lampu LED, mengoptimalkan cahaya alami, menggunakan peralatan berteknologi inverter, serta meningkatkan edukasi hemat energi. Urgensinya meliputi mengurangi emisi karbon, menjaga ketersediaan energi fosil yang terbatas, efisiensi ekonomi rumah tangga, mendukung target keberlanjutan global (SDGs), dan mengurangi ketergantungan impor energi. Inovasi pendukungnya meliputi panel surya efisiensi tinggi, smart grid, peralatan berbasis IoT, bangunan hemat energi, serta mobil listrik dan infrastruktur pengisian dayanya.
Gratis — tolong sebarkan
Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.
Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp