Category Archives: Listrik

Listrik di Zaman Kuno

Manusia sudah mengenal gejala kelistrikan sejak zaman dulu. Sekitar 5000 tahun yang lalu orang-orang Mesir sudah mengenal adanya ikan listrik, atau belut listrik. Mereka menyebutnya Petir Sungai Nil. Beberapa jenis ikan memang bisa mengeluarkan sengatan listrik, sebuah gejala yang kini dikenal dengan bio-elektrik. Di zaman itu juga sudah diketahui bahwa sengatan listrik itu bisa mengalir melalui bahan tertentu. Sengatan listrik dari ikan-ikan itu biasa dipakai dalam pengobatan, misalnya untuk mengobati encok atau sakit kepala.

Gejala elektrostatis juga sudah lama dikenal. Orang-orang Mediterania sudah tahu bahwa ada sejenis damar yang bisa menarik barang-barang ringan bila digosok dengan sejenis wol, misalnya bulu kucing. Bahkan semacam “penelitian” pernah dilakukan oleh Thales sekitar 600 tahun sebelum masehi, dan menyimpulkan bahwa batu ambar (semacam damar) perlu digosok untuk menarik objek tertentu, sedangkan mineral tertentu (magnetite) tidak memerlukan gosokan.

Ada beberapa spekulasi yang menyebutkan bahwa orang-orang yang hidup ribuan tahun yang lalu sudah mengenal dan memanfaatkan listrik. Spekulasi ini muncul dari pengamatan terhadap beberapa artefak. Salah satunya adalah artefak yang dikenal dengan sebutan Bateri Bagdad. Benda ini ditemukan di tahun 1930-an, berbentuk seperti tempayan kecil, terbuat dari tanah liat. Di bagian tengah atau porosnya terdapat satu batang yang mirip dengan elektroda bateri modern. Dari bentuk ini orang berspekulasi bahwa ini adalah sebuah bateri yang dipakai pada zaman kuno. Spekulasi ini disampaikan oleh seorang pelukis bernama Wilhem Konig.ancient_battery_baghdad

 

 

 

 

 

 

 

Lalu, bahan apa yang dipakai sebagai pengisi bateri ini? Bahan-bahan seperti air lemon, anggur, cuka, dianggap sebagai bahan elektrolit yang bisa menimbulkan potensi listrik.  Setelah Perang Dunia II seseorang bernama Willard Gray membuktikan bahwa rekonstruksi artefak ini yang diisi dengan jus anggus bisa menghasilkan listrik. Selain itu Konig  menemukan beberapa artefak dari perak yang dilapisi dengan emas, dan menduga bahwa pelapisan dilakukan dengan sepuhan elektro-kimia (electroplating). Temuan ini dikaitkan dengan fungsi “bateri” ini.

Spekulasi ini menuai bantahan. Analisa yang lebih detil terhadap strukturnya menunjukkan bahwa apa yang dianggap sebagai elektroda ternyata tersiolir, sehingga tidak mungkin berfungsi sebagai elektroda. Selain itu, kontak antara tembaga dan besi pada struktur yang diduga elektroda akan menimbulkan gelembung gas yang akan menjadi isolator. Jadi semakin digunakan “bateri” ini akan menurun fungsinya. Lagipula, bila pun menghasilkan listrik, tegangan yang dihasilkan akan di bawah 1 volt, nilai yang sangat rendah untuk bisa dideteksi saat itu. Pandangan umum ahli arkeolgis adalah bahwa artefak ini sekedar sebuah tempat penyimpan catatan suci belaka.

ancient-lumb-l

Spekulasi lain adalah soal relief di Kuil Hathor di Dandera. Relief ini menunjukkan gambar sebuah benda berbentuk tabung besar, di salah satu ujungnya terhubung dengan tali. Di sekitarnya tampak orang-orang yang melakukan aktivitas. Benda ini ditafsirkan sebagai sebuah bola lampu yang dipakai untuk menerangi saat orang-orang bekerja di tempat-tempat gelap di salam piramida.

Namun tentu saja ini spekulasi. Sebuah bola lampu adalah gelas hampa udara. Sulit membayangkan pada zaman itu orang sudah punya teknologi untuk menghampakan tabung. Tafsir yang umum diterima adalah bahwa benda ini sebuah pilar Djed dan bunga lotus yang menelurkan ular. Dalam mitologi Mesir Kuno, pilar Djed adalah simbol stabilitas, dan dianggap sebagai penyangga Dewa Osiris.

Gejala kelistrikan hanya dikenal sebagai gejala, dan tidak pernah diteliti secara serius selama ribuan tahun. Baru pada abad ke XVII orang mulai serius mempelajari, melakukan eksperimen, tentang berbagai gejala kelistrikan. Salah satu puncak pencapaian pada masa ini adalah penemuan Michael Faraday yang kemudian dirumuskan secara matematis dengan indah oleh James Clark Maxwell, yang menjadi fondasi bagi teknologi kelistrikan yang kita nikmati saat ini.

Listrik, Penghubung Berbagai Energi

energi

Ini mungkin pengalaman yang sering Anda alami. Listrik mati, AC tidak menyala. Kita merasa gerah, refleks tangan kita meraih tombol kipas angin, berharap kipas angin akan sedikit meredakan kegerahan kita. Lalu kita sadar, kipas angin pun tak menyala kalau listrik mati. Merasa bosan, kita duduk di depan TV, meraih kendali jauhnya. Lalu kita tersadar lagi bahwa TV pun tidak menyala tanpa listrik. Kita jarang menyadari betapa pentingnya listrik bagi kita, seperti kita jarang menyadari bahwa matahari itu terbit setiap pagi.

Bisakah kita hidup tanpa listrik? Bisa, tapi bukan hidup dengan cara moderen seperti yang kita jalani sekarang. Hampir semua aspek hidup kita ditopang oleh listrik sebagai penopangnya. Listrik tidak sekedar menyediakan tenaga untuk lampu-lampu penerang, tapi juga bagi mesin-mesin penggerak, pemanas-pendingin, alat-alat transportasi, mesin hitung, juga alat-alat komunikasi.

Mengapa listrik menjadi demikian penting? Seperti digambarkan dalam diagram sederhana di atas, listrik adalah penghubung berbagai jenis energi. Berbagai jenis energi diubah menjadi energi listrik, sebelum diubah menjadi energi jenis lain. Tak jarang suatu jenis energi, diubah menjadi energi listrik, kemudian diubah lagi menjadi bentuk energi semula. Misalnya energi gerak dari kincir angin, diubah menjadi energi listrik, kemudian diubah kembali menjadi energi gerak, untuk menggerakkan kipas angin di rumah kita.

Salah satu hukum fisika yang paling dasar adalah hukum kekekalan energi. Kita tidak bisa menciptakan energi, juga tidak bisa memusnahkannya. Kita hanya bisa mengubah bentuk energi. Bumi kita ini dipenuhi oleh berbagai sumber energi.

Salah satu yang terbesar dan terutama adalah matahari. Ya, lagi-lagi kita sering lupa bahwa matahari adalah sumber energi utama bagi bumi. Berlimpahan sering membuat kita lalai. Kita yang berada di daerah tropis sering lalai menyadari matahari sebagai sumber energi. Di negeri 4 musim, saat intensitas sinar matahari berkurang sedikit saja di musim dingin, orang memerlukan energi dalam jumlah besar, sekedar untuk menghangatkan diri agar tetap hidup. Tidak hanya manusia, hewan dan tumbuhan sangat tergantung pada matahari sebagai sumber tenaga untuk hidup.

Selain matahari, ada begitu banyak lagi wujud energi di muka bumi ini, dan sebagian besar belum kita manfaatkan. Angin yang muncul akibat perbedaan tekanan, adalah energi gerak. Angin menimbulkan gelombang di permukaan air laut. Arus air laut juga energi, demikian pula arus air sungai. Batubara, minyak dan gas bumi, gas metan yang dihasilkan dari berbagai proses pembusukan, semua mengandung energi kimia, yang bisa diubah menjadi energi panas bila dibakar. Lalu masih ada panas bumi, dari kobaran magma di perut bumi, juga sambaran petir di angkasa.

Sebagian besar sumber-sumber energi yang disebut di atas tidak bisa kita gunakan secara langsung. Alasan utamanya, karena tidak ringkas (portable). Angin yang berhembus di gunung, misalnya, tidak selalu bisa kita pakai untuk mendinginkan badan kita saat kita kepanasan. Sebabnya, pertama, angin itu tidak bisa kita angkut untuk kita pindahkan. Kedua, kita tidak bisa mengatur ketersediaannya saat kita membutuhkan. Ketiga, takarannya pun tidak bisa kita atur.

Listrik adalah bentuk energi yang bisa dikirim (transmisi), ditakar, disimpan, kemudian diubah menjadi berbagai bentuk energi yang kita butuhkan. Karena itu berbagai jenis energi tadi sebagian besar diubah bentuknya menjadi energi listrik. Dari berbagai tempat di mana energi itu berasal, energi dikirim melalui kabel-kabel transmisi, kemudian disebar ke rumah-rumah serta berbagai tempat aktivitas hidup manusia.

Sekali lagi perlu diingat, bahwa kita tidak membuat energi, melainkan hanya sekedar mengubah bentuknya. Pembangkit tenaga listrik adalah tempat untuk mengubah suatu bentuk energi menjadi energi listrik. Di PLTA, energi gerak air sungai diubah dulu menjadi energi potensial dengan membangun bendungan. Potensi ini kemudian diubah menjadi menjadi energi gerak dengan mengalirkan air secara tertakar, untuk menggerakkan generator.

Generator listrik terdiri dari sebuah gulungan kawat (kumparan)  yang bergerak (berputar) di antara kutub-kutub magnet. Generator jenis ini dibuat berdasarkan prinsip-prinsip elektromagnetik yang dirumuskan oleh ilmuwan Inggris Michael Faraday. Gerakan tadi mengubah “aliran” medan magnet yang melingkupi kumparan, menimbulkan potensial listrik.

Energi gerak adalah jenis energi yang paling banyak dipakai sebagai perantara sebelum diubah menjadi energi listrik. Energi kimia yang terkandung dalam batubara, diubah menjadi energi panas yang dipakai untuk menguapkan air. Tekanan uap air dipakai untuk menggerakkan turbin, yang dihubungkan dengan generator. Demikian pula energi kimia dari minyak dan gas, diubah menjadi energi gerak melalui proses pembakaran dalam mesin (combustion). Energi panas bumi juga demikian. Uap panas dari perut bumi dipakai untuk menggerakkan gereator listrik Faraday tadi. Selebihnya adalah sumber-sumber energi gerak yang langsung digunakan untuk menggerakkan generator, seperti tenaga angin, ombak, dan arus laut.

Dalam hal energi nuklir, tidak sedikit orang mengira reaksi nuklirlah yang menghasilkan listrik. Padahal tidak demikian. Reaksi fisi nuklir hanya menghasilkan panas. Proses selanjutnya adalah proses pengubahan energi dengan alur yang sama seperti pada pembangkit listrik yang memakai energi batubara.

Beberapa metode lain tersedia untuk menghasilkan listrik, seperti sel surya (photovoltaic), sel kimia, atau pembangkit listrik tenaga petir. Tapi pembangkit-pembangkit jenis ini masih tergolong sangat minor, karena efisiensinya masih tergolong rendah.

Setelah urusan pembangkitan, hal penting dalam urusan kelistrikan adalah urusan pengiriman, yaitu transmisi dan distribusi. Mencari (bahal) kabel dan sistem transmisi yang mengurangi kehilangan energi selama proses pengiriman adalah isu pengembangan yang tidak ada akhirnya. Hal berikutnya adalah urusan penyimpanan. Riset-riset untuk pengembangan bateri untuk berbagai keperluan masih terus, dan akan terus berlangsung.

Pertanyaan menariknya adalah, adakah wujud energi lain yang lebih unggul dibanding energi listrik? Saat ini belum ada. Namun tidak mustahil ada. Manusia sudah mengenal listrik sejak lama, sejak ribuan tahun sebelum masehi. Tapi listrik sebagai energi baru dikenal lebih detil selama abad 18-19. Produksi dan pemanfataannya secara luas baru dimulai di abad XX. Dalam hal energi yang lebih baru dan lebih unggul dari listrik, boleh jadi posisi kita sama dengan posisi manusia ribuan tahun yang lalu terhadap energi listrik. Kita melihat kewujudannya, tapi tidak menyadari fungsinya sebagai sumber energi. Bisa jadi, kan?