Listrik adalah seperangkat fenomena fisik yang berkaitan dengan keberadaan dan aliran
muatan listrik. Listrik menyebabkan berbagai efek yang terkenal, seperti:
Petir, listrik statis, induksi elektromagnetik, dan arus listrik. Listrik juga ada
menghasilkan dan menerima radiasi elektromagnetik, seperti gelombang radio.
Dalam listrik, muatan menciptakan medan elektromagnetik yang dihantarkan ke muatan lain.
Listrik dibuat karena beberapa jenis fisika:
muatan listrik: sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi
elektromagnetik. Zat bermuatan listrik membuat dan dipengaruhi oleh
medan elektromagnetik
Medan listrik (lihat Elektrostatis): Jenis medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan
oleh muatan listrik yang diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik tercipta
kekuatan pada beban lainnya
potensial listrik: kemampuan medan listrik untuk melakukan kerja pada muatan
Listrik, biasanya diukur dalam volt
arus listrik: gerakan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam
Amper
Elektromagnet: Muatan bergerak menciptakan medan magnet. Arus listrik
menciptakan medan magnet dan medan magnet yang berubah menciptakan arus listrik
Dalam teknik listrik, listrik digunakan untuk:
Listrik digunakan untuk mengoperasikan perangkat
Elektronik untuk sirkuit listrik dengan komponen listrik
seperti tabung vakum, transistor, dioda dan sirkuit terpadu
Fenomena kelistrikan, terlepas dari pemahaman teoretisnya, telah dipelajari sejak jaman dahulu.
dikembangkan secara perlahan hingga abad ke-17 dan ke-18, tetapi aplikasi praktisnya tidak terwujud
sampai para insinyur dapat menggunakannya di industri pada akhir abad ke-19 dan
Lokal. Perkembangan yang sangat pesat dalam teknik elektro telah mengubah industri dan
publik. Kisaran fleksibilitas listrik yang luas membuat penggunaannya hampir tidak praktis.
seperti transportasi, pemanas, penerangan, telekomunikasi dan komputer. Pertunjukan
Listrik saat ini adalah tulang punggung masyarakat industri modern.[1]
Indeks
1 cerita
2 konsep
o 2.1 Muatan listrik
2.2 Listrik
o 2.3 Medan listrik
o 2.4 Potensial listrik
atau 2.5 Elektromagnet
2.6 Elektrokimia
o 2.7 Sirkuit listrik
o 2.8 Energi Listrik
2.9 Elektronik
o 2.10 Gelombang Elektromagnetik
3 Pembuatan dan penggunaan
o 3.1 Pembangkitan dan Transmisi
3.2 Gunakan
4 Berteman dengan listrik
5 satuan SI untuk listrik
6 referensi
6.1 Pelajaran
7 Pranala luar
Sejarah
Thales, ilmuwan pertama yang mempelajari listrik
Jauh sebelum ada listrik, orang takut tersengat listrik ikan.
Listrik. Orang Mesir kuno menyebut ikan ini 2750 SM. "Guntur Sungai Nil",
dan menganggap mereka sebagai "pelindung" dari semua ikan lainnya. jadi ikan listrik
juga melaporkan satu milenium setelah Yunani kuno, Kekaisaran Romawi, dan Pará
Naturalis Arab [2] Beberapa penulis kuno, seperti Pliny the Elder dan Scribonius Largus,
mendemonstrasikan efek kejutan listrik yang mengesankan dari ikan lele dan pari torpedo dan mengalami kejutan ini
Listrik dapat mengalir melalui benda konduktif.[3] penderita gout atau
Sakit kepala juga ditujukan untuk membuat ikan listrik menunggu kejutan.
The Force dapat menyembuhkan mereka.[4] Sedini mungkin dan pendekatan terdekat
Penemuan listrik dari sumber lain adalah tempat berdirinya bangsa Arab sebelumnya
pada abad ke-15 mereka sudah memiliki kata Arab untuk petir (raad) untuk petir listrik.[5]
Beberapa budaya kuno di sekitar Mediterania mengetahui bahwa benda-benda tertentu, seperti tongkat,
Amber, bisa digosok dengan bulu kucing untuk menarik benda ringan seperti bulu. cerita
membuat sekitar 600 SM beberapa pengamatan tentang listrik statis yang dia yakini
Gesekan yang dihasilkan oleh amber magnetik, tidak seperti mineral seperti magnetit, tidak diperlukan.
parut.[6][7] Thales salah maka ketertarikan itu disebabkan oleh efek magnet,
Namun, sains kemudian membuktikan adanya hubungan antara magnetisme dan listrik. Demikian
sebuah teori kontroversial yang mungkin disadari oleh kelahiran
Elektroplating, berdasarkan penemuan baterai Baghdad tahun 1936, yang menyerupai sel
galvani, meskipun apakah artefak itu dialiri arus listrik masih harus dilihat.[8]
Benjamin Franklin melakukan penelitian ekstensif tentang listrik pada abad ke-18,
kekayaan oleh Joseph Priestley (1767) History and Present of Electricity,
dengan siapa Franklin mempertahankan korespondensi yang sedang berlangsung.
Listrik tetap menjadi keingintahuan selama satu milenium sampai tahun 1600,
ketika ilmuwan Inggris William Gilbert melakukan penelitian khusus tentang kelistrikan dan magnetisme,
membedakan efek magnetit dari listrik statis yang dihasilkan oleh gosokan ambar.[6] Dia
menyarankan kata Neo-Latin electricus ("seperti ambar", seperti ἤλεκτρον, elektron, kata Yunani).
Kuno untuk "amber") untuk merujuk pada sifat menarik benda ringan saat digosok bersama.[9] Dunia ini
akhirnya dimasukkan ke dalam bahasa Inggris "listrik" dan "listrik", yang muncul lebih dulu
dicetak dalam Epidemic Pseudodoxy karya Thomas Browne, 1646.[10]
Pekerjaan selanjutnya dilakukan oleh Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray dan C.F.
Peri Anda Pada abad ke-18, Benjamin Franklin melakukan penelitian ekstensif tentang listrik.
Pada bulan Juni 1752, ia berhasil memasang kunci logam di dasar tali layang-layang.
menjadi basah dan membiarkan layang-layang terbang ke langit berbadai.[11] Ada sambaran petir
salah satu kunci di tangan Anda menunjukkan bahwa petir pada dasarnya bersifat listrik.[12]
Penemuan Michael Faradayd menjadi dasar teknologi motor listrik
Pada tahun 1791, Luigi Galvani menerbitkan penemuan biolistriknya dan menunjukkan listrik tersebut
itu adalah media di mana sel-sel saraf mengirim sinyal ke otot. [13] Drum Alessandro Volta
atau kolom volta pada abad ke-19, yang dibentuk oleh lapisan seng dan tembaga
menawarkan para ilmuwan sumber energi listrik yang lebih andal daripada
mesin elektrostatis yang sebelumnya digunakan.[13] Elektromagnetisme yang dikenal, kesatuan
fenomena listrik dan magnet, adalah karya Hans Christian Ørsted dan André-Marie Ampère
1819-1820; Michael Faraday menemukan motor listrik pada tahun 1821 dan Georg Ohm
secara matematis menganalisis sirkuit 1827.[13] Listrik dan Magnet (dan Cahaya)
dilaporkan oleh James Clerk Maxwell, dalam artikelnya On Physical Lines of Force in
1861 e 1862.[14]
Perkembangan pesat dalam ilmu kelistrikan dimulai pada awal abad ke-19. sejumlah
Penemu seperti Alexander Graham Bell, Ottó Bláthy, Thomas Edison, Galileo Ferraris, Oliver
Heaviside, Anyos Jedlik, Lord Kelvin, Sir Charles Parsons, Ernst Werner von Siemens, Joseph
Swan, Nikola Tesla, dan George Westinghouse mengubah listrik dari keingintahuan menjadi sains
alat yang berguna untuk kehidupan modern, menjadi kekuatan pendorong di balik Revolusi Industri Kedua.[15]
Pada tahun 1887, Heinrich Hertz[16]:843–844[17] menemukan bahwa sebuah elektroda juga berpijar
Sinar ultraviolet dapat lebih mudah menimbulkan percikan listrik. 1905 Albert Einstein
menerbitkan makalah yang menjelaskan data eksperimen tentang efek fotolistrik
Energi cahaya, dibawa dalam paket terkuantisasi diskrit, menggerakkan elektron. penemuan
ini memulai revolusi kuantum. Einstein menerima Hadiah Nobel dalam Fisika
1921 untuk "penemuannya dalam hukum efek fotolistrik".[18] efek fotolistrik juga
digunakan dalam fotosel seperti yang ditemukan di panel surya dan dapat digunakan untuk
menghasilkan listrik secara komersial.
Perangkat solid state pertama adalah detektor "kumis kucing", pertama kali digunakan pada tahun 1900
penerima radio. Untaian seperti kumis ditempatkan dalam kontak dengan kristal padat (mis.,
kristal germanium) untuk mendeteksi sinyal radio dengan efek kontak silang.[19] Pada
komponen bentuk padat, arus listrik dibatasi oleh elemen padat dan sambungan teknis tertentu
untuk mendorong dan menguatkan. Aliran arus dapat dipahami dalam 2 cara: sebagai
Elektron bermuatan negatif dan elektron tidak bermuatan positif, yang disebut lubang. Beban
dan lubang ini dapat dipahami dalam fisika kuantum. Bahan bangunan biasanya
Semikonduktor kristal.[20][21]
Kemudian, dengan munculnya transistor pada tahun 1947, perangkat solid state berevolusi.
Beberapa komponen bentuk padat yang umum adalah transistor, chip mikroprosesor, dan RAM.
Flash drive menggunakan jenis RAM khusus yang disebut flash RAM. Selain itu, solid state drive saat ini digunakan untuk menggantikan hard drive yang berputar secara mekanis.
Komponen cetakan padat menjadi populer pada 1950-an dan 1960-an, transisi dari tabung vakum
ke dioda semikonduktor, transistor, sirkuit terpadu (IC) dan dioda pemancar cahaya (LED).
Sketsa
muatan listrik
Artikel utama untuk kategori ini adalah Muatan listrik
Lihat juga: elektron, proton, dan ion
Muatan elektroskop daun emas membuat daun tampak saling tolak
saling
Kehadiran muatan menciptakan gaya elektrostatik: muatan memberikan gaya pada muatan
efek lain yang dikenal sejak jaman dahulu.[16]:457 Sebuah bola cahaya mengambang
string dapat diisi dengan mengetuknya dengan pengaduk kaca yang dipanaskan
dibebankan oleh gesekan pada kain. Jika ada bola yang sama diisi dengan pengocok
cangkir yang sama, sehingga bola pertama ditolak: muatan bekerja pada kedua bola. dua bola
diisi dengan ingot amber tanah juga saling tolak. Namun, jika satu
Bola dibawa dengan pengaduk kaca dan satunya lagi dengan batang amber, kedua bola ini tertarik
Menarik. Fenomena ini dipelajari lebih lanjut oleh Charles-Augustin de pada akhir abad ke-18.
coloumb. Penemuan ini menghasilkan aksioma terkenal: bagaimana muatan menjadi
Dorong-tarik dan muatan dari jenis yang berlawanan tarik-menarik.[16]
Gaya yang bekerja pada partikel memberi muatan pada partikel itu sendiri, karenanya menjadi muatan
akan cenderung menyebarkan kolektor pada permukaan konduktif.
Besarnya gaya elektromagnetik, apakah menarik atau menolak, tertulis
Hukum Coulomb menghubungkan gaya dengan produk muatan dan memiliki hubungan
kebalikan dari kuadrat jarak antara keduanya.[22][23]:35 Gaya elektromagnetik terlalu kuat
di belakang gaya nuklir kuat,[24] tetapi bergerak ke segala arah.[25] Sebagai
Dibandingkan dengan gaya gravitasi yang jauh lebih lemah akan menjadi gaya elektromagnetik
memisahkan dua elektron 1042 kali dari daya tarik timbal balik
tempatkan mereka.[26]
Penelitian telah menunjukkan bahwa sumber muatan adalah jenis partikel subatomik tertentu
memiliki sifat muatan listrik. Muatan listrik menciptakan dan berinteraksi dengan gaya
radiasi elektromagnetik, salah satu dari empat interaksi mendasar di alam. Pengangkut barang paling umum
Listrik adalah elektron dan proton. Penelitian menunjukkan bahwa beban itu abadi
kuantitas, yang berarti bahwa muatan bersih antara sistem terisolasi selalu konstan, terlepas dari
Perhatikan perubahan yang terjadi pada sistem. Dalam sistem, payload
bergerak di antara benda-benda, baik dengan kontak langsung atau dengan melewati bahan konduktif
seperti kawat.[23]:2–5 Istilah listrik statis mengacu pada adanya muatan total pada suatu benda,
biasanya disebabkan oleh dua bahan berbeda yang bergesekan satu sama lain
Memindahkan muatan dari satu objek ke objek lainnya.
Muatan elektron dan proton memiliki tanda yang berbeda, sehingga muatan total dapat dinyatakan
negatif atau positif. Dengan konvensi, muatan yang dibawa oleh elektron ditulis sebagai negatif, dan proton
positif, pengaturan yang berasal dari karya Benjamin Franklin.[28] jumlah beban
biasanya dengan simbol Q dan satuan Coulomb;[29] setiap elektron membawa muatan yang sama
sekitar −1,6022 × 10−19 coulomb. Jika proton memiliki muatan yang sama dan berbeda, maka
muatannya adalah +1,6022×10−19 Coulomb. Muatan tidak hanya milik materi, tetapi juga
Antimateri, setiap antipartikel memiliki rasio muatan yang sama dan berlawanan
partikel lain.[30]
Muatan dapat diukur dengan beberapa cara, salah satu instrumen pertama adalah elektroskop
Lembaran emas, yang masih digunakan sampai sekarang untuk demonstrasi di kelas, digantikan oleh
Elektrometer elektronik.[23]:2–5
Arus listrik
Artikel utama untuk kategori ini adalah Listrik
Transfer muatan listrik disebut arus listrik dan besarnya diukur dalam ampere.
Listrik dapat terdiri dari partikel bermuatan yang bergerak; biasanya elektron
Namun, setiap muatan bergerak menciptakan arus.
Dengan konvensi lama, arus positif didefinisikan sebagai diperbaiki
aliran muatan positif yang dikandungnya, atau aliran dari bagian paling positif dari rangkaian ke
bagian yang paling negatif. Arus ini disebut arus konvensional. pergerakan elektron bermuatan
Negatif di sekitar sirkuit, pergi ke arah "berlawanan" dianggap positif oleh elektron
[31] Namun, tergantung pada kondisinya, arus listrik dapat terdiri dari aliran partikel
dibebankan dari satu arah atau bahkan secara bersamaan dari kedua arah. konvensi positif juga
Negatif sering digunakan untuk menyederhanakan kondisi ini.
Api listrik menunjukkan energi arus listrik
Proses dimana arus listrik mengalir melalui suatu bahan disebut konduksi listrik dan sifatnya beragam.
tergantung pada partikel bermuatan dan bahan yang ditembusnya. Contoh arus listrik misalnya
konduksi logam, di mana elektron mengalir melalui konduktor listrik, seperti logam, dan
Elektrolisis, di mana ion (atom bermuatan) mengalir melalui cairan atau plasma. jika partikel
sendiri dapat bergerak sangat lambat, tetapi medan listrik yang menggerakkannya tidak
mereproduksi di hampir kecepatan cahaya dan memungkinkan sinyal listrik
ke utas dengan cepat.[32]
Arus akan memiliki beberapa efek. Air dapat dipecah oleh arus sel
voltaica, ditemukan oleh Nicholson dan Carlisle pada tahun 1800-an, proses ini sekarang dikenal sebagai
Elektrolisa. Karyanya dikembangkan lebih lanjut oleh Michael Faraday pada tahun 1833. arus
melalui hambatan listrik akan menyebabkan panas, efek yang dipelajari James secara matematis
Prescott Joule pada tahun 1840.[23]:23–24 Salah satu penemuan terpenting dalam ilmu pengetahuan terkini tentang
Hans Christian Ørsted pada tahun 1820 ketika dia menyaksikan arus di kabel mengganggu pekerjaan
jarum kompas magnetik.[33] Ia menemukan elektromagnetisme, interaksi fundamental antara listrik dan
magnet. Energi elektromagnetik yang dihasilkan oleh api listrik cukup tinggi
menghasilkan interferensi elektromagnetik yang dapat mempengaruhi kerja alat.[34]
Dalam aplikasi rumah tangga atau teknik, listrik sering digambarkan dalam bentuk arus searah (DC) atau
Arus Bolak-balik (AC). Istilah ini mengacu pada bagaimana arus berubah dari waktu ke waktu. Saat ini
Arus searah dihasilkan dari baterai, misalnya, dan dibutuhkan oleh hampir semua perangkat.
Elektronik, adalah aliran dari bagian positif rangkaian ke bagian negatif.[35]:11 Aliran ini normal
Dibebani oleh elektron, mereka bergerak ke arah yang berlawanan. arus bolak-balik adalah
arus berulang kali berbalik arah; hampir selalu membentuk gelombang sinus.[35]:206–207
Arus bolak-balik bergetar bolak-balik dalam konduktor tanpa mentransfer muatan di antara mereka.
jarak terhadap waktu. Nilai waktu dari arus bolak-balik rata-rata adalah nol, tetapi energinya akan sama
dikeluarkan dalam satu arah, lalu yang lain. Arus bolak-balik dipengaruhi oleh properti
Listrik tidak terlihat dalam arus searah keadaan tunak, seperti induktansi dan
Kapasitansi.[35]:223–225 Sifat-sifat ini menjadi penting ketika rangkaian mengalami reaksi.
transien, mis. B. pertama kali Anda menyalakannya.
Medan listrik
Artikel utama untuk kategori ini adalah Medan listrik
Lihat juga: elektrostatis
Konsep medan listrik pertama kali diperkenalkan oleh Michael Faraday. Medan listrik tercipta
dari objek bermuatan di ruang sekitarnya dan menghasilkan gaya yang diterapkan
pada setiap muatan dalam jangkauan bidang ini. Medan listrik bekerja di antara
2 muatan dengan perilaku yang mirip dengan medan gravitasi yang bekerja di antara 2 massa, dan
akan berbanding terbalik dengan jarak.[25] Namun, ada perbedaan antara keduanya.
Gravitasi selalu bertindak seperti tarik tambang, menarik dua massa bersamaan dengan medan listrik
itu dapat menciptakan daya tarik atau tolakan. Umumnya tidak untuk benda besar seperti planet
membawa muatan bersih, medan listrik adalah nol pada jarak tertentu. karenanya gravitasi
menjadi dominan di alam semesta, meskipun mereka jauh lebih lemah.[26]
Garis-garis gaya muncul dari muatan positif di atas bidang konduktor.
Medan listrik umumnya bervariasi dalam ruang [36] dan kuat pada suatu titik
didefinisikan sebagai gaya (per unit muatan) yang bekerja pada muatan stasioner imajiner ketika
ditempatkan pada titik tersebut.[16]:469–470 Konsep ini, disebut "beban uji", harus sangat kecil
untuk mencegah medan listriknya sendiri mengganggu medan utama, dan juga harus diam
Hindari efek medan magnet. Karena medan listrik didefinisikan dalam istilah gaya, dan gaya adalah
vektor, maka medan listrik juga vektor, memiliki besar dan arah. Lebih tepatnya, medan listrik
adalah medan vektor.[16]:469–470
Studi tentang medan listrik yang diciptakan oleh muatan stasioner disebut elektrostatika. medan
dapat divisualisasikan dengan rangkaian garis imajiner yang arahnya sama di semua titik
dengan bidang ini. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh Faraday,[37] dimana kata "garis"
style' terkadang masih digunakan. Garis medan adalah jalur titik di mana ada muatan positif.
tampak terpaksa pindah di dalam gedung; tapi itu hanya sebuah konsep
imajiner tanpa keberadaan nyata. Bidang menembus semua ruang di antara garis-garis.[37] Garis gaya yang dipancarkan oleh muatan stasioner memiliki beberapa sifat: Pertama
Mereka mulai dengan muatan positif dan diakhiri dengan muatan negatif. Kedua, mereka harus
pada konduktor mana pun dengan sudut siku-siku, ketiga, mereka tidak dapat memotong atau
bersama-sama.[16]:479
Benda konduktif berongga membawa semua muatannya di permukaan. Kemudian bersihkan area tersebut
dalam objek adalah nol.[23]:88 Ini adalah prinsip pengoperasian sangkar Faraday, sebuah kerangka logam
Konduksi termal yang melindunginya dari pengaruh listrik eksternal.
Prinsip elektrostatik sangat penting dalam perancangan peralatan tegangan tinggi. ada batasnya
medan listrik spesifik yang dapat ditahan oleh media apa pun. Di luar titik itu akan terjadi
Kegagalan daya dan percikan api dan flashover terjadi di antara bagian yang diisi daya. Udara,
Misalnya, percikan api cenderung muncul di atas celah kecil medan listrik di atasnya
30 kV per sentimeter. Jika celah dinaikkan, kekuatan dielektrik juga melemah, kira-kira.
1 kV per sentimeter.[38] Hal yang paling mudah dilihat dalam kilat terjadi saat beban turun
di awan dipisahkan oleh kolom udara yang naik dan meningkatkan medan listrik di udara lebih dari
lebih besar dari yang dapat dikandungnya. Tegangan awan petir besar bisa mencapai 100 KV dan bisa
menyediakan hingga 250 kWh energi.[39]
Kekuatan medan sangat dipengaruhi oleh objek konduktif di dekatnya, terutama jika berukuran besar
ketika dipaksa untuk melengkung di sekitar titik objek. Prinsip ini kemudian diperiksa dalam konduktor
Petir yang ujungnya tajam menyebabkan baut mengarah ke arah itu daripada bangunan itu
dilindungi.[40]:155
potensial listrik
Artikel utama untuk kategori ini yaitu Potensial listrik
Lihat juga: Line dan Tegangan Baterai (Listrik)
Sepasang baterai AA. Tanda + menunjukkan polaritas beda potensial antara kutub
Baterai.
Konsep potensial listrik berkaitan erat dengan medan listrik. muatan
Ditempatkan di medan listrik, ia mengalami gaya dan menghasilkan gaya.
Muatan melawan gaya yang membutuhkan usaha. Potensial listrik pada setiap titik
didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk membawa muatan dalam jarak tak terhingga
terbatas pada titik ini. Diukur dalam satuan volt, artinya volt adalah potensial lintas
dimana 1 joule kerja diperlukan untuk mengangkut 1 coulomb muatan sejauh
tak terhingga.[16]:494–498 Definisi potensi ini memiliki lebih sedikit penerapan dan lebih banyak konsep.
Perbedaan potensial listrik sering digunakan, yaitu energi yang dibutuhkan untuk ini
Transfer beban antara 2 titik tetap. Medan listrik memiliki sifat
khususnya, yaitu, secara konservatif, di mana jalur yang diambil muatannya independen: semua jalur
mengeluarkan energi yang sama antara 2 titik tertentu, maka nilai beda potensial bisa jadi
ditentukan.[16]:494-498
Dalam praktiknya, adalah umum untuk menentukan titik referensi di mana potensi dapat dinyatakan sebagai dan
dibandingkan dengan. Seperti yang perlu ditentukan, referensi yang paling umum digunakan adalah Bumi
sendiri, yang seharusnya memiliki potensi yang sama di mana-mana. Titik referensi ini biasanya
diambil dari bumi. Bumi diyakini memiliki jumlah muatan negatif dan positif yang sama
banyak dan tidak terbatas, sehingga tidak dapat dialiri listrik.[41]
Potensial listrik adalah besaran skalar, yang artinya hanya memiliki nilai dan tidak memiliki arah.
Ini bisa dianalogikan dengan ketinggian: ketika benda yang terlontar jatuh di atasnya
ketinggian yang berbeda karena medan gravitasi, sehingga muatan “turun” karena tegangan yang berbeda
disebabkan oleh medan listrik.[42] Garis kontur ditampilkan pada peta tonjolan yang menandai titik-titik tersebut
Pada ketinggian yang sama, sekelompok garis menandai titik-titik dengan potensi yang sama
(atau ekuipotensial) dapat ditarik di sekitar objek bermuatan elektrostatis. ekipotensial
memotong semua garis gaya pada sudut siku-siku. Ekipotensial juga harus paralel.
dengan permukaan [[konduktor listrik|konduktor], jika tidak maka akan menghasilkan gaya yang
dapat membawa muatan hingga potensial permukaan.
Namun, medan listrik secara formal didefinisikan sebagai gaya yang diberikan per satuan muatan.
Gagasan potensi memberikan definisi yang lebih baik: medan listrik adalah gradien lokal
dari potensial listrik. Diukur dalam volt per meter, arah vektor medan listrik adalah garis
kemiringan paling curam dari potensial di mana ekipotensial paling dekat.[23]:60
Elektromagnet
Item utama untuk kategori ini adalah Elektromagnet
Medan magnet mengelilingi arus
Penemuan Ørsted pada tahun 1821 bahwa ada medan magnet di semua sisi kawat
Membawa arus listrik berarti ada hubungan langsung antara listrik dan magnet.
Selanjutnya, interaksi antara dua gaya gravitasi dan elektrostatik tampak berbeda.
Gaya pada jarum kompas tidak menunjuk ke arah yang sama atau berlawanan arah, tetapi berlawanan arah.
tegak lurus terhadap aliran.[33] Gaya ini juga bergantung pada arah arus ketika arah aliran dibalik,
jadi gayanya juga terbalik.[43]
Ørsted tidak sepenuhnya memahami temuannya, tetapi ia menemukan bahwa implikasi ini ada.
Di sisi lain, arus menciptakan gaya pada magnet dan medan magnet menciptakan gaya
dalam listrik. Fenomena ini kemudian dipelajari oleh Ampère, yang menemukannya
bahwa 2 kabel pembawa arus paralel mengerahkan gaya satu sama lain: kedua kabel menghantarkan
Arus dalam arah yang sama menarik satu sama lain, sedangkan kabel dengan arus berlawanan arah menarik satu sama lain.
akan tolak menolak.[44] Interaksi dimediasi oleh medan magnet yang dihasilkan oleh setiap arus.
dan membentuk dasar untuk definisi internasional ampere.[44]
Motor listrik menggunakan prinsip elektromagnet: arus dilewatkan melalui medan magnet
Paksa pada sudut kanan ke medan dan arus
Hubungan antara medan magnet dan arus sangat penting, rujukan dibuat untuk penemuan ini
Motor listrik Michael Faraday pada tahun 1821. Motor homopolar Faraday terdiri dari magnet
permanen di kolam merkuri. Listrik dilewatkan melalui kabel yang digantung padanya.
Sumbu di atas magnet dan direndam dalam merkuri. Magnet memberikan gaya tangensial
di kawat, menyebabkan kawat melilit magnet saat arus mengalir.[45]
Eksperimen Faraday pada tahun 1831 membuktikan bahwa sebuah kawat bergerak secara vertikal
Medan magnet menciptakan perbedaan potensial antara ujung-ujungnya. Mempelajari
Selanjutnya, proses ini, yang disebut induksi elektromagnetik, memunculkan hukum
Induksi Faraday, yang menyatakan bahwa perbedaan potensial diinduksi dalam suatu rangkaian
tertutup berbanding lurus dengan perubahan kecepatan fluks magnet melalui rangkaian.
Eksplorasi lebih lanjut dari penemuan ini membuatnya menemukan generator listrik pertama.
1831, di mana dia mengubah energi mekanik dari piringan tembaga yang berputar menjadi
tenaga listrik.[45] Disk Faraday tidak efisien dan tidak digunakan sebagai generator
sebenarnya, tapi dia menunjukkan kemungkinan menghasilkan energi listrik
dengan magnet.
elektrokimia
Fisikawan Italia Alessandro Volta menunjukkan kepada kaisar Prancis Napoleon "baterainya".
Bonaparte pada awal abad ke-19.
Artikel utama untuk kategori ini adalah Elektrokimia
Kemampuan reaksi kimia untuk menghasilkan listrik serta kemampuan listrik untuk menghasilkan listrik
Melakukan reaksi kimia memiliki banyak keuntungan.
Elektrokimia adalah bagian penting dari listrik. Sejak penemuan tumpukan volta, sel
Elektrokimia telah berkembang menjadi berbagai baterai, elektroplating dan sel.
Elektrolisa. Aluminium sekarang diproduksi dalam jumlah besar dan banyak perangkat diberi daya
dengan baterai isi ulang.
sirkuit
Item utama untuk kategori ini adalah Sirkuit
Rangkaian listrik sederhana. Sumber tegangan V di sebelah kiri menghasilkan arus listrik I
mengelilingi rangkaian dan memasok energi listrik ke resistor R. Arus mengalir balik dari resistor
sumber daya sampai menjadi jaringan.
Rangkaian adalah interkoneksi beberapa komponen listrik sehingga tercipta muatan listrik.
bergerak di sepanjang jalur tertutup (loop) yang biasanya digunakan untuk mencapai tujuan
Tentu.
Komponen rangkaian dapat terdiri dari beberapa elemen, seperti resistor,
Kapasitor, sakelar, transformator, dan elektronik. Rangkaian terdiri dari komponen aktif,
umumnya semikonduktor dan umumnya non-linier, yang membutuhkan analisis kompleks.
Komponen listrik yang paling sederhana adalah komponen linier pasif: jika mereka
Menyimpan energi untuk sementara, tidak memiliki sumber dan akan ditampilkan
respons linier ketika stimulus diberikan.[46]:15–16
Resistor adalah elemen sirkuit pasif: menghentikan arus yang mengalir melaluinya.
dan melepaskan energinya dalam bentuk panas. Perlawanan muncul dari pergerakan muatan
oleh konduktor: dalam logam, misalnya, resistansi disebabkan oleh tumbukan antar elektron
dan ion. Hukum Ohm adalah hukum dasar dari teori rangkaian yang menyatakan
Beralih melintasi resistor berbanding lurus dengan beda potensial. rintangan
relatif konstan di sebagian besar material pada rentang suhu dan aliran yang luas. ohm, satuannya
Perlawanan, dinamai fisikawan Georg Ohm, dilambangkan dengan huruf Yunani Ω. adalah 1Ω
Perlawanan yang menciptakan beda potensial 1 volt ketika arus 1 ampere diterapkan.
[46]:30–35
Sebuah evolusi dari kapal Leyden, kapasitor adalah perangkat yang dapat menyimpan muatan
dimana energi listrik disimpan di medan yang dihasilkan. Kapasitor terdiri dari 2 plat
Sel konduktor dipisahkan oleh lapisan dielektrik isolasi. sebenarnya lembaran logam
digulung tipis, menyebabkan luas permukaan per satuan volume bertambah dan bertambah
Kapasitas. Unit kapasitansi adalah farad, dinamai fisikawan Michael Faraday, dan
dengan lambang F : Satu farad adalah kapasitansi yang memberikan beda potensial sebesar 1 volt
jika Anda menyimpan muatan 1 Coulomb. Kapasitor pertama kali terhubung ke catu daya
akan menghasilkan arus listrik dan mengumpulkan muatan; Arus ini terputus ketika
kapasitor terisi penuh. Sehingga kapasitor tidak bekerja pada arus konstan (terus menerus
kondisi), tetapi memblokirnya.[46]:216–220
Induktor, biasanya berupa gulungan kawat, menyimpan energi dalam medan magnet sebagai a
Tanggapan terhadap arus yang mengalir melaluinya. Ketika arus berubah, medan magnet berubah
mengubah dan menginduksi tegangan antara ujung konduktor. tegangan induksi vs.
langsung dengan perubahan arus dari waktu ke waktu. Perbandingan ini disebut induktansi.
Satuan induktansi adalah Henry, dinamai dari fisikawan Joseph Henry. seorang Henry
Induktansi yang menginduksi beda potensial 1 volt ketika arus mengalir
berubah dengan kecepatan 1 ampere per detik. Perilaku induser sedikit terbalik
Kapasitor: bekerja pada arus konstan, tetapi tidak bekerja dengan baik ketika arus berubah sangat cepat.[46]:226–229
Listrik
Artikel utama untuk kategori ini adalah Listrik
Daya listrik adalah kecepatan di mana energi listrik bergerak melalui sirkuit. Satuan SI dari
Daya adalah watt, satu joule per detik.
Energi listrik seperti energi mekanik, seberapa cepat ia dapat bekerja diukur secara mendalam
Watt dan dilambangkan dengan huruf P. Energi listrik dihasilkan dari arus listrik, dari mana ego dibuat.
Muatan Q coulomb per t detik melewati beda potensial listrik (tegangan) V
Wo
Ditanya: muatan listrik dalam coloumb
t : waktu dalam detik
I : arus listrik dalam ampere
V : potensial listrik atau voltase dalam volt
Pembangkit listrik biasanya menggunakan generator listrik, tetapi bisa juga dari satu sumber.
Bahan kimia seperti baterai listrik atau sumber lainnya. Rumah tangga biasanya disuplai dengan listrik
dan usaha di bidang ketenagalistrikan. Listrik biasanya dijual dalam kilowatt jam (3,6 MJ).
Ini adalah hasil daya dalam kilowatt dikali waktu dalam jam. pemasok listrik
Ukur daya dengan meteran listrik yang menyimpan semua energi listrik secara terus menerus
digunakan oleh pelanggan.
Elektronik
Item utama untuk kategori ini adalah Elektronik
Komponen elektronik bermuatan permukaan
Elektronik berurusan dengan sirkuit listrik yang mengandung komponen aktif seperti tabung
vakum, transistor, dioda dan sirkuit terpadu. Sifat non-linear dari komponen aktif dan
Kemampuannya untuk mengontrol aliran elektron memberikan penguatan sinyal yang lemah
mungkin dan elektronik banyak digunakan dalam pemrosesan informasi, telekomunikasi dan
pemrosesan sinyal. Kemampuan perangkat elektronik untuk menjadi sakelar memungkinkan
pemrosesan informasi digital. Lebih banyak teknologi papan sirkuit, kemasan elektronik dan
berbagai bentuk rantai infrastruktur komunikasi, transformasi setiap komponen
menjadi sistem serikat pekerja.
Saat ini, sebagian besar perangkat elektronik menggunakan komponen semikonduktor untuk
mengontrol elektron. Studi tentang perangkat semikonduktor dan teknologinya adalah cabang
fisika fase padat, di mana Anda mempelajari desain dan konstruksi sirkuit elektronik
memecahkan masalah elektronik.
gelombang elektromagnetik
Artikel utama untuk kategori ini adalah Gelombang elektromagnetik
Faraday dan Ampère menunjukkan bahwa medan magnet yang bervariasi waktu berperan
sebagai sumber medan listrik dan medan listrik yang juga berubah terhadap waktu
sumber medan magnet. Oleh karena itu, jika salah satu bidang berubah dari waktu ke waktu, itu adalah bidangnya
yang lainnya juga terinduksi.[16]:696–700 Fenomena ini adalah sifat gelombang dan dinotasikan sebagai
gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik pertama kali dipelajari oleh James Clerk
Maxwell pada tahun 1864. Maxwell mengembangkan beberapa persamaan yang menjelaskan hal ini
hubungan antara medan listrik, medan magnet, muatan listrik dan arus listrik. dia juga bisa
membuktikan bahwa gelombang dapat merambat dengan kecepatan cahaya, jadi itu adalah cahaya
itu sendiri adalah bentuk radiasi elektromagnetik. Penggabungan hukum Maxwell
Cahaya, Medan, dan Muatan adalah salah satu pencapaian terpenting dalam bidang fisika teoretis.
[16]:696–700
Karya para peneliti ini menunjukkan bahwa perangkat elektronik dapat mengubah sinyal menjadi arus
getaran frekuensi tinggi dan arus dapat dikirim dan diterima melalui konduktor
Sinyal ini merambat jarak jauh dengan gelombang radio.
pembuatan dan penggunaan
generasi dan transmisi
Item utama untuk kategori ini adalah Power Plant
Lihat juga: Transmisi Tenaga Listrik dan Listrik Primer
Alternator awal abad ke-20 dibangun di Budapest, Hongaria di ruang pembangkit listrik
Pembangkit listrik tenaga air (foto oleh Prokudin-Gorsky, 1905–1915).
Pada abad keenam SM. filsuf Yunani Thales bereksperimen dengan tongkat ambar dan
Eksperimen ini adalah upaya pertama untuk menghasilkan listrik. dengan metode ini
Arus ini disebut efek triboelektrik, dapat mengangkat benda ringan dan menimbulkan percikan api,
namun, ini sangat tidak efisien.[47] Namun tidak ada perkembangan yang signifikan hingga abad ke-18
Voltapilar ditemukan. Tumpukan volta dan penerus modernnya adalah baterai listrik
menyimpan energi kimia dan menghasilkan listrik.[47] Baterai mudah digunakan dan
adalah sumber daya paling umum, ideal untuk banyak aplikasi, selain memori
Energi itu terbatas, dan ketika habis, itu harus dibuang atau diisi ulang. untuk kebutuhan
Dengan daya listrik yang besar, listrik harus dibangkitkan secara kontinyu melalui saluran transmisi konduktif.
Tenaga listrik biasanya dihasilkan oleh generator mekanis-listrik bertenaga uap.
panas yang dilepaskan dari pembakaran bahan bakar fosil atau dari reaksi nuklir, atau
dari sumber lain, seperti energi kinetik dari angin atau aliran air. turbin uap modern
Ditemukan oleh Sir Charles Parsons pada tahun 1884, saat ini menghasilkan sekitar 80% dari seluruh energi listrik.
Dunia sumber panas yang berbeda. Generator ini benar-benar berbeda dari generator
Disk homopolar Faraday pada tahun 1831, tetapi masih menggunakan prinsip dasarnya
medan elektromagnetik yang sama, i. H. konduktor yang terhubung ke medan magnet yang berubah
akan menyebabkan perbedaan potensial di antara kedua ujungnya.[48] penemuan transformator
Pada akhir abad ke-19, akhirnya dimungkinkan untuk mentransfer energi listrik secara lebih efisien ke voltase.
tinggi tetapi arus rendah. Transmisi daya yang efisien dapat menghasilkan distribusi daya
Pengguna relatif jauh dari stasiun pembangkit.[49][50]
Energi angin semakin penting di banyak negara
Karena energi listrik tidak dapat dengan mudah disimpan dalam jumlah besar untuk memenuhinya
Atas permintaan nasional, Anda harus menghasilkan listrik sebanyak yang Anda butuhkan.[49] Obyek
Ini membutuhkan utilitas untuk memprediksi dan mempertahankan beban listrik dengan benar.
Koordinasi dengan pembangkit listrik. Setiap genset yang beroperasi pasti memiliki
Cadangan untuk melindungi jaringan listrik dari gangguan dan kerugian yang tidak terduga.
Permintaan listrik akan meningkat pesat seiring dengan modernisasi suatu negara dan
pertumbuhan ekonomi. Permintaan listrik AS tumbuh 12% per tahun
dalam 3 dekade pertama abad ke-20[51] pertumbuhan yang dialami India dan
Tiongkok.[52][53] Secara historis, permintaan listrik telah melampaui bentuk energi lainnya.
lainnya.[54]:16
Kekhawatiran lingkungan tentang pembangkit listrik semakin beralih ke fokus pembangkit listrik
energi terbarukan seperti angin dan air.[54]:89
menggunakan
Bola lampu pijar, salah satu penggunaan listrik pertama, bekerja dengan memanaskan joule: bagiannya
arus listrik melalui hambatan listrik menghasilkan panas
Listrik adalah energi yang paling mudah digunakan dan telah digunakan di sebagian besar alat
dan akan terus berkembang.[55] Penemuan bola lampu pijar pada tahun 1870-an
Pencahayaan adalah salah satu penggunaan energi listrik pertama yang tersebar luas. Untuk alasan ini
Listrik menggantikan permulaan kebakaran, yang berarti secara signifikan mengurangi risiko kebakaran
rumah dan pabrik.[56] Layanan publik yang dipasang di banyak kota menyasar permintaan pasar
dikembangkan untuk penerangan listrik.
Efek pemanasan Joule yang terjadi pada bola lampu juga digunakan langsung pada pemanas listrik.
Meski penggunaannya mudah dan terkendali, pemanas listrik dianggap boros.
Energi, karena sebagian besar pembangkit listrik sudah membutuhkan panas pada musimnya
generator.[57] Beberapa negara, seperti B. Denmark, mengeluarkan peraturan yang membatasi
atau melarang penggunaan pemanas listrik di gedung baru.[58] Listrik juga merupakan sumber
Energi utama untuk pendinginan[59] pada AC adalah kebutuhan akan listrik.
yang meningkat.[60]
Listrik digunakan dalam telekomunikasi dan muncul di Cooke e's Electric Telegraph. pada tahun 1837
Batu gandum. Pembangunan sistem telegraf antarbenua dan transatlantik pada tahun 1860-an membuat komunikasi dunia saling terhubung oleh listrik dalam hitungan menit. fiberglass
dan satelit komunikasi juga berperan dalam sistem telekomunikasi, namun listrik masih menjadi komponen utama
Ke bagian utama.
Efek elektromagnetik paling baik terlihat pada motor listrik, yang dapat memberikan tenaga penggerak.
bersih dan efisien. Motor senyap, seperti derek, dapat dikendarai tanpa masalah, tetapi motor
yang bergerak selama penyebarannya, seperti kendaraan listrik, harus membawa sumber listrik
B. baterai atau penerima daya dari kontak geser seperti pantograf.
Perangkat elektronik menggunakan transistor, salah satu penemuan terpenting abad ke-20,[61]
membentuk dasar dari semua sirkuit listrik modern. Sirkuit terintegrasi modern bisa
itu berisi miliaran transistor mini dengan luas hanya beberapa sentimeter persegi.[62]
Listrik juga digunakan untuk menggerakkan angkutan umum seperti kereta listrik dan bus.[63]
Berteman dengan listrik
Arus listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Dengan listrik arus searah saat
Pegang hanya garis positif (tetapi bukan garis negatif), tidak ada arus yang mengalir
ke tubuh kita (kita tidak terpengaruh oleh petikan). Begitu juga jika kita hanya menjaga saluran
Negatif.
Dengan arus bolak-balik, listrik juga bisa mengalir ke bumi (atau ke lantai rumah). Hal ini
disebabkan oleh sistem kelistrikan yang menggunakan bumi sebagai referensi tegangan netral
(Lantai). Referensi ini, yang biasanya dipasang di dua lokasi (satu di tanah di atas tiang dan yang lainnya
yang lain dalam tahanan rumah). Jadi mari kita berpegang pada sumber tenaga dan kaki kita
menginjak lantai atau tangan kita menyentuh dinding, terjadilah perbedaan tegangan antar kabel listrik
Tegangan tangan dengan kaki (pembumian) menyebabkan arus mengalir dari tangan ke kaki sehingga
kita mendapat sengatan listrik ("terkejut").
Energi listrik dapat disimpan dalam baterai atau baterai, misalnya. Aliran kecil, misalnya
disimpan dalam baterai tidak memiliki efek anestesi pada tubuh. Dalam aki mobil itu
besar, biasanya memiliki sedikit efek stun, tetapi tidak terlalu besar dan berbahaya. listrik
mengalir dari kutub positif aki/baterai ke kutub negatif.
Sistem kelistrikan yang masuk ke rumah kita saat ini biasanya menggunakan sistem kelistrikan satu fasa
terdiri dari 3 kabel :
Yang pertama adalah kabel fase (merah/hitam/kuning) yang merupakan sumber listrik
bolak-balik (fase positif dan fase negatif bergantian terus menerus). Kabel ini adalah kabel
membawa tegangan dari pembangkit listrik (misalnya PLN); kabel ini biasanya
Disebut kawat panas (panas), dapat disamakan dengan kutub positif dalam sistem kelistrikan
dalam arah yang sama (meskipun secara fisik tidak akurat).
Yang kedua adalah kabel netral (berwarna biru). Kabel ini pada dasarnya adalah kabel referensi tegangan
Nol, diarde di panel kontrol, di titik-titik tertentu (di
tiang listrik), jaringan listrik dipasang dengan kabel netral ini khusus untuk disambungkan ke bumi
pada trafo step-down dari saluran tegangan tinggi tiga kabel ke saluran tiga fase
ditambah kabel ground (empat kabel) yang disalurkan ke rumah atau orang lain.
Untuk mengatasi kebocoran (induksi) listrik dari peralatan di setiap rumah, dipasang kabel arde atau kabel arde
Bumi (kuning-hijau) terhubung ke logam yang dimasukkan (elektroda).
untuk mencocokkan bumi dengan saluran kabel netral jaringan yang dipasang pada jarak sesingkat mungkin
dengan meteran listrik atau di dekat sekering.
Untuk badai besar di luar angkasa, ada
Hal ini memungkinkan arus mengalir dari satu bentuk dasar ke bentuk latar belakang lainnya yang jauh.
Itu dia. Fenomena alam ini dapat memicu pemadaman besar-besaran.
Yang ketiga adalah kabel ground atau ground (kuning-hijau). Kabel ini adalah referensi nol
Lokasi pengguna terhubung ke bumi (ground) di rumah pengguna, kabel ini benar-benar
berasal dari logam yang ditanam di lantai rumah kita, kabel ini merupakan kabel pengaman
yang terhubung ke bodi (sasis) peralatan rumah tangga untuk memastikan penggunanya
perangkat tidak terkena sengatan listrik.
Kabel ketiga ini jarang dipasang di rumah-rumah, pastikan teknisi (pemasang) adalah tukang listrik
Anda memasang kabel arde (pembumian) di sistem kelistrikan rumah. Pemasang ini penting karena
merupakan persyaratan mutlak untuk keselamatan Anda terhadap risiko sengatan listrik yang diakibatkannya.
fatal dan bahkan beberapa perkakas listrik sensitif tidak akan berfungsi dengan baik jika ini masalahnya.
induksi listrik yang terjadi pada sasis (misalnya akibat pengaruh arus eddy).