55
Gambar 1.21  Pemberian Tanda Polaritas Sumber Tegangan
2.2. Pembangkitan Tegangan Listrik
Seperti telah kalian ketahui, bahwa perpindahan  elektron secara dinamis  dapat terjadi  dalam  dua  cara,  yaitu  kimiawi  dan  induksi  magnet.  Cara  kimiawi
menghasilkan listrik pada batereakumulator, dan cara induksi magnet menghasilkan listrik  pada  sebuah  generator.  Listrik  yang  dibangkitkan  melalui  proses  kimiawi
seperti pada batere kering dry cell memiliki tegangan 1,5 volt dengan arus searah direct  current.  Dalam  batere  kering,  zat  kimia  bereaksi  untuk  membangkitkan
listrik. Jika zat kimia habis maka batere juga “mati” dan dibuang.
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi  mekanik,  biasanya  dengan  menggunakan  induksi  elektromagnetik.  Jika
konduktor  atau  penghantar  digerakkan  memotong  medan  magnetik,  maka  akan dibangkitkan potensial listrik atau electromtive force imf pada konduktor tersebut,
seperti diperlihatan dalam Gambar 1.22.
Di unduh dari : Bukupaket.com
56
Gambar 1.22 Prinsip Pembangkitan Potensial Listrik  emf Pada Gambar 1.22A, penghantar tidak memotong medan magnet tetapi  sejajar
dengan  medan  magnet.  Pada  posisi  seperti  itu,  tidak  dibangkitkan  emf  di konduktornya.  Tetapi  pada  posisi  konduktor  seperti  diperlihatkan  dalam  Gambar
1.22B, terlihat kedua sisi konduktor memotong medan magnet. Pada posisi tersebut, emf akan dibangkitkan di kedua sisi konduktor.
Jika  kedua  ujung  konduktor  dihubungkan  ke  rangkaian  listrik,  tidak  ada  arus
yang mengalir pada saat posisi konduktor dalam interval vertikal. Karena konduktor melakukan  gerakan  putar,  akan  memotong  medan  magnet.  Maka  arus  akan  mulai
mengalir.  Jika  konduktor  telah  berputar  mencapai  posisi  90
o
dari  posisi horisontalnya, maka arus mencapai harga maksimum. Begitu mencapai titik tersebut,
arus  akan  mengecil  kembali.  Setelah  gerakan  konduktor  mencapai  posisi  90
o
berikutnya,  tidak  ada  arus  yang  dibangkitkan.  Jika  konduktor  terus  berputar,  maka konduktor akan memotong medan magnet pada kutub magnet yang berlawanan. Hal
Di unduh dari : Bukupaket.com
57
ini akan berakibat arus yang dibangkitkan pada konduktor akan mengalir pada arah yang berlawanan. Kalian akan mengkaji masalah pembangkitan potensial listrik pada
Dasar dan Pengukuran Listrik 2.
Gambar 1.23 Arus dan tegangan emf berubah dalam satu putaran Jangkar Proses  ini  dikenal  sebagai  pembangkitan  tenaga  listrik.  Generator  mendorong
muatan  listrik  untuk  bergerak  melalui  sebuah  sirkit  listrik  eksternal,  tapi  generator tidak  menciptakan  listrik  yang  sudah  ada  di  dalam  kabel  lilitannya.  Hal  ini  bisa
dianalogikan  dengan  sebuah  pompa  air,  yang  menciptakan  aliran  air  tapi  tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber energi mekanik bisa berupa resiprokat maupun
turbin  mesin  uap,  air  yang  jatuh  melalui  sebuah  turbin  maupun  kincir  air,  mesin pembakaran  dalam,  turbin  angin,  engkol  tangan,  energi  surya  atau  matahari,  udara
yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lain.
Arus listrik dapat dihasilkan melalui pergerakan electron karena proses kimiawi.
Sebuah  batere  atau  akumulator  menghasilkan  aliran  electron  secara  terus  menerus melalui  reaksi  kimia  antara  dua  elektroda  yang  berbeda  jenisnya.  Elektroda
merupakan sebuah konduktor padat di mana arus listrik dapat mengalir melaluinya. Salah satu elektroda mengumpulkan electron dan satu elektroda lainnya memberikan
Di unduh dari : Bukupaket.com
58
elektronnya.  Batere  kering  menggunakan  dua  elektroda  dari  bahan  metal  yang berbeda  yang  dimasukkan  ke  dalam  bahan  pasta  elektrolit.  Arus  listrik  diproduksi
ketika terjadi reaksi kimiawi di dalam pasta elektrolit antara dua elektrodanya, yang menyebabkan  terjadinya  aliran  electron.  Konstruksi  batere  kering  diperlihatkan
dalam Gambar 1.24
Kontainer  batere  kering  terbuat  dari  plat  seng,  sebagai  elektroda  negatif,  yang berfungsi  memberikan  elektron.  Batang  arang  yang  diletakkan  ditengah,  sebagai
elektroda  positif  yang  berfungsi  mengumpulkan  electron.  Ruang  antara  kedua elektroda diisi oleh elektrolit lazimnya terbuat dari mangandioksida berbentuk pasta.
Pasta  asam  mangan  dioksida  ini  menyebabkan  terjadinya  reaksi  kimia  antara elektroda arang dan seng. Reaksi kimiawi ini memindahkan elektron seng, sehingga
menimbulkan aliran electron. Bagian atas batere ditutup rapat agar pasta elektrolitnya tidak kering. Batere kering akan kehilangan energinya setelah dipakai. Energi yang
telah dipakai tidak dapat digantikan lagi.
Gambar 1.24 Konstruksi Betere Kering
.
Berbeda  dengan  akumulator  yang  dapat  di  re-charge  setelah  dipakai. Akumulator  terdiri  dari  elektroda  positif  ,  elektroda  negative,  dan  liquid  elektrolit.
Elektrolitnya  terbuat  dari  bahan  bahan  asam  sulfat  encer.  Elektroda  positif  dilapisi
Di unduh dari : Bukupaket.com
59
dengan  timbal  diokasida  lead  dioxide  dan  elektroda  negative  terbuat  dari  timbal murni  sponge  lead.  Reaksi  kimiawi  antara  dua  elektroda  dengan  cairan
elektrolitnya menyebabkan perpindahan electron dan menghasilkan tegangan antara elektrodanya. Akumulator dapat di re-charge dengan cara membalik arah arus yang
mengalir akumulator.
Gambar 1.25 Akumulator
Di unduh dari : Bukupaket.com
60
B.  Kegiatan Belajar 2 Memeriksa Bahan-bahanListrik
Kalian  telah  mempelajari  pergerakan  elektron  bebas.  Oleh  karena  elektron- elektron  yang  tidak  terikat  bebas  bergerak  meninggalkan  atom  dan  mengambang
dalam  ruang  antar  atom  yang  berdekatan,  sehingga  elektron-elektron  ini  disebut elektron bebas Pada beberapa jenis bahan, seperti logam, elektron terluar dari atom
mudah terlepas dari ikatan sehingga dapat bergerak secara  acak dalam ruang  antar atom  dari  bahan  tersebut  akibat  pengaruh  energi  panas  dari  suhu  ruangan.  Setiap
elektron  bergerak  merata  melalui  konduktor,  masing-masing  elektron  saling mendorong dari pangkal ke ujung, sehingga seluruh elektron bergerak bersama-sama
sebagai  suatu  kelompok.  Elektron  dari  berbagai  tipe  atom  yang  berbeda  memiliki derajat kebebasan yang berbeda dalam bergerak mengelilingi inti.
Lembar Kerja Pengamatam 1 LKP 1 : Kalian amati benda-benda berikut ini, dan kelompokkan berdasarkan sifat elektronnya. Dan presentasikan hasil kerja kalian
Gambar 2.1 Benda-benda di sekitar kita Kemampuan  suatu  benda  baik  padat,  cair  atau  gas  untuk  menghantarkan  arus
listrik  atau  elektron  berbeda-beda.    Dilihat  dari  kemampuan  suatu  benda  untuk
Di unduh dari : Bukupaket.com