Perpindahan Energi

PelajaranSD.org - Amatilah peralatan listrik yang ada di rumahmu, misalnya setrika. Tahukah kamu, mengapa setrika dapat menghasilkan panas? Benarkah energi listrik dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain? Tahukah kamu, energi apa saja yang dapat dihasilkan oleh peralatan listrik? Untuk mengetahui jawabannya, mari kita pelajari bersama disini.

A. Energi Listrik

1. Listrik Statis

Dapatkah kamu membayangkan yang akan terjadi jika tidak ada listrik? Dengan adanya listrik, kamu dapat belajar pada malam hari, menggunakan komputer, dan menonton televisi. Listrik telah memberikan kemudahan dalam kehidupan manusia. Amatilah benda-benda di sekitarmu. Menurutmu apakah setiap benda bermuatan listrik? Bagaimana cara mengetahuinya?

Perhatikanlah Gambar berikut!

Kertas dapat tertarik oleh penggaris karena adanya gejala listrik statis

Penggaris yang digosokkan beberapa kali ke rambut menyebabkan penggaris bermuatan listrik. Adanya muatan listrik inilah yang mengakibatkan kertas-kertas kecil tertarik. Gejala kelistrikan tersebut dinamakan gejala listrik statis.

Setiap benda memiliki muatan listrik. Muatan listrik ada yang positif dan negatif. Kedua muatan listrik pada benda sama banyak. Keadaan yang demikian disebut netral. Penggaris dan kertas pada mulanya dalam keadaan netral. Saat penggaris digosokkan ke rambut, akan bermuatan listrik negatif. Sementara itu, potongan kertas tetap netral. Kemudian penggaris didekatkan ke potongan kertas. Potongan kertas akan tertarik. Hal ini karena adanya gaya tarik-menarik. Akibatnya, muatan positif kertas tertarik oleh muatan negatif penggaris. Gaya tersebut dinamakan gaya listrik.

Setelah beberapa saat, potongan kertas tersebut akan jatuh kembali. Hal itu menunjukkan bahwa listrik statis hanya bersifat sementara. Dapatkah kamu menunjukkan contoh-contoh gejala listrik statis dalam kehidupan sehari-hari?

2. Sumber-Sumber Listrik

Benda yang dapat menimbulkan arus listrik dinamakan sumber listrik. Listrik dapat dihasilkan oleh sumber-sumber listrik, seperti pada Gambar berikut!

Beberapa contoh sumber energi listrik

Tahukah kamu, dari manakah sumber energi listrik di rumahmu? Sebagian besar sumber listrik untuk rumah tangga berasal dari pembangkit listrik, seperti pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dan pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). PLTA dan PLTU dibangkitkan oleh generator. Sumber-sumber listrik dapat dikelompokkan menjadi sumber listrik arus searah dan sumber listrik arus bolak-balik. Baterai dan akumulator termasuk ke dalam sumber arus searah, sedangkan dinamo dan generator termasuk ke dalam sumber arus bolak-balik.

3. Rangkaian Listrik

Pernahkah kamu memikirkan, mengapa peralatan listrik dapat berfungsi? Misalnya, televisi menyala, radio berbunyi, dan lampu menyala. Tahukah kamu, apakah yang harus dilakukan agar peralatan listrik dapat berfungsi?

Perhatikanlah dua buah baterai yang dihubungkan ke lampu dengan menggunakan klip kertas pada Gambar berikut ini!

Ketika sakelar dihubungkan ke paku, lampu menyala

Ketika klip kertas logam belum dihubungkan ke paku, lampu tidak menyala. Namun, ketika klip kertas logam dihubungkan ke paku, lampu menyala. Apakah fungsi klip kertas logam? Klip kertas logam berfungsi sebagai sakelar. Sakelar adalah alat untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik.

Apa yang terjadi pada lampu ketika klip kertas logam diganti dengan kawat, karet, dan sedotan plastik? Jika klip kertas logam diganti dengan karet dan sedotan plastik, lampu tidak menyala. Hal ini menunjukkan bahwa karet dan sedotan plastik tidak dapat menghantarkan listrik. Bahan-bahan yang demikian disebut isolator listrik. Jika klip kertas logam diganti dengan kawat logam, lampu akan menyala. Hal ini menunjukkan bahwa kawat logam dapat menghantarkan listrik. Bahan-bahan yang demikian disebut konduktor listrik. Jadi, konduktor listrik adalah bahan-bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Isolator listrik adalah bahan-bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik.

Perhatikan kembali alat dan bahan yang digunakan pada gambar diatas. Kamu telah mengetahui fungsi klip kertas logam sebagai sakelar. Tahukah kamu, apakah fungsi dari alat dan bahan lainnya, seperti baterai, lampu, dan kabel? Baterai berfungsi sebagai sumber listrik. Lampu berfungsi sebagai alat listrik. Adapun kabel merupakan penghubung antara sumber dan alat listrik. Oleh karena itu, kabel terbuat dari tembaga, suatu bahan yang bersifat konduktor listrik. Rangkaian antara baterai, kabel, lampu, dan klip logam (sakelar) disebut rangkaian listrik. Ada dua jenis rangkaian listrik, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Menurutmu, manakah yang nyala lampunya lebih terang, rangkaian seri atau paralel?

Perhatikanlah gambar rangkaian seri berikut ini!

Rangkaian seri

Pada rangkaian seri dihasilkan nyala lampu lebih redup. Hal ini karena tegangan listrik dari terbagi. Perhatikanlah gambar rangkaian paralel berikut ini!

Rangkaian paralel

Pada rangkaian paralel dihasilkan nyala lampu terang. Hal ini karena tegangan listrik terbagi atau sama dengan sumbernya. Pada rangkaian seri, jika salah satu lampu rusak maka lampu yang lainnya tidak menyala. Sedangkan pada rangkaian paralel, jika salah satu lampu rusak maka lampu lainnya tetap menyala.

4. Perubahan Energi Listrik

Tahukah kamu, mengapa setrika dapat menghasilkan panas? Benarkah energi listrik dapat berubah menjadi bentuk energi yang lain? 

Pada lampu, energi listrik diubah menjadi energi cahaya. Adapun pada motor listrik, energi listrik diubah menjadi energi gerak. Perubahan energi listrik menjadi bentuk energi lainnya sesuai dengan Hukum Kekekalan Energi. Bunyinya, yaitu "energi tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat berubah ke bentuk energi yang lain". Dalam kehidupan sehari-hari, banyak ditemukan alat-alat yang dapat mengubah energi listrik. Dapatkah kamu menyebutkannya?

Pada pembahasan sebelumnya, kamu telah mempelajari perpindahan energi. Energi dapat diubah menjadi bentuk energi lainnya. Energi listrik dapat diubah menjadi energi cahaya, panas, dan bunyi. Alat-alat listrik apa saja yang dapat mengubah energi listrik? Perhatikan tabel berikut.

Perubahan Energi Listrik

Tahukah kamu, bahwa energi listrik tidak hanya dapat diubah menjadi energi cahaya, panas, dan bunyi? Selain diubah menjadi energi cahaya, panas, dan bunyi, energi listrik dapat juga diubah menjadi energi kimia. Misalnya, dalam industri penyepuhan emas, energi listrik diubah menjadi energi kimia. Selain memiliki banyak kegunaan, energi listrik juga dapat mem bahaya kan kehidupan manusia. Untuk itu, perhatikanlah hal-hal berikut.

1. Selalu menggunakan alas kaki yang kering dan terbuat dari bahan isolator.
2. Periksa kabel penghubung, pastikan tidak ada yang terlepas saat digunakan.
3. Jangan pernah memasukkan jari tangan atau benda lain ke dalam stop kontak.
4. Pastikan alat listrik yang digunakan dalam kondisi yang baik.
5. Jangan mengoperasikan alat listrik saat tubuhmu basah.
6. Gunakan tespen untuk memastikan adanya arus listrik pada kabel-kabel yang terkelupas.
7. Gunakan sekering untuk menghindari kebakaran.

Tahukah kamu, apakah yang terjadi jika tubuh terkena aliran listrik (kesetrum)? Aliran listrik memiliki energi yang besar. Jika melewati tubuh manusia dapat merusakkan selsel darah. Akibatnya, tubuh merasakan sakit yang luar biasa, bahkan dapat mengakibatkan meninggal dunia.

5. Cara Menghemat Listrik

Pernahkah kamu melihat di televisi, mendengar di radio, atau membaca di surat kabar mengenai himbauan untuk menghemat listrik? Menurut pendapatmu, mengapa listrik harus dihemat? Listrik yang digunakan sehari-hari diproduksi oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN). Setiap penggunaan energi dalam satuan tertentu (1KWH) akan dikenakan biaya. Semakin lama dan semakin banyak penggunaan listrik, semakin besar pula biaya yang dikeluarkan. Oleh sebab itu, penggunaan listrik harus dihemat. Bagaimana caranya? Praktikkanlah hal-hal berikut.

1. Gunakan listrik sesuai kebutuhan.
2. Periksa lampu atau alat lain setelah selesai digunakan. Pastikan alat-alat tersebut dalam keadaan mati.
3. Gunakan lampu hemat energi.
4. Jangan mencuci menggunakan mesin cuci jika cucian masih sedikit.

B. Membuat Model Alarm dan Detektor Banjir

1. Model Alarm

a. Merancang Model Atom

Pada pembahasan sebelumnya, kamu telah mempelajari alat-alat yang memanfaatkan energi listrik. Salah satu alat yang menggunakan listrik adalah alarm. Alat dan bahan apa saja yang kamu perlukan? Perhatikan tabel berikut. Diskusikan fungsi dari alat-alat tersebut.

Alat dan Bahan yang Digunakan

Setelah mengetahui alat dan bahan yang diperlukan beserta fungsinya, kamu dapat mulai membuat model alarm. Bagaimanakah caranya? Ikuti langkah kerja berikut.

1. Potong karton menjadi ukuran 15 × 2,5 cm, kemudian lengkungkan.
2. Potong aluminium foil menjadi dua buah ukuran sesuai dengan kebutuhan, kemudian pasang aluminium foil pada kedua ujung karton.
3. Sambungkan kedua kabel pada aluminium foil.
4. Hubungkan salah satu kabel pada baterai.
5. Hubungkan kabel lainnya pada lampu.
6. Hubungkan kutub lain dari lampu dengan baterai.
7. Hati-hati pemasangan kabel tertukar.

b. Menguji Hasil Rancangan

Tahukah kamu, bagaimana cara kerja alarm yang telah kamu buat? Untuk mengetahuinya, ujilah hasil karyamu dengan mengikuti langkah-langkah berikut.

1. Letakkan lengkungan di bawah keset, dan biarkan seseorang menginjak keset tersebut.
2. Jika saat menginjak keset lampu menyala, rangkaian berhasil.

Ketika kedua ujung aluminium foil bersentuhan yang disebabkan injakan pada keset, lampu akan menyala. Lampu yang menyala disebabkan karena terdapat arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut. Sumber listrik pada rangkaian tersebut adalah baterai. Sementara itu, aluminium foil merupakan konduktor listrik. Menarik, bukan? Selamat berkarya.

3. Model Detektor Banjir

a. Merancang dan Membuat Model Detektor Banjir

Pada pembahasan sebelumnya, kamu telah mempelajari alat-alat yang memanfaatkan energi listrik. Salah satu alat yang menggunakan listrik adalah detektor banjir. Alat dan bahan apa saja yang kamu perlukan? Perhatikan tabel berikut. Diskusikan fungsi dari alat-alat tersebut.

Alat dan Bahan yang Digunakan

Setelah mengetahui alat dan bahan yang diperlukan beserta fungsinya, kamu dapat mulai membuat model detektor banjir. Bagaimanakah caranya? Ikuti langkah kerja berikut.

1. Potong papan penyangga setinggi 50 cm dan papan lain setinggi 30 cm sebanyak dua buah.

2. Lubangi papan 30 cm pada salah satu ujungnya seukuran bola lampu.

3. Pasang dudukan lampu dan dudukan baterai seperti pada gambar berikut ini!

4. Pasang kabel, paku payung, dan pelat seng seperti pada gambar berikut ini!

5. Pasang alat sesuai rancangan gambar dibawah ini dengan menggunakan paku. Gantungkanlah beban kayu menggunakan benang kasur pada pelat seng seperti ini!

b. Menguji Hasil Rancangan

Tahukah kamu, bagaimana cara kerja detektor listrik yang telah kamu buat? Untuk mengetahuinya, ujilah hasil karyamu dengan mengikuti langkah-langkah berikut.

1. Sediakan arum/ember besar, lalu isi dengan air sampai penuh.
2. Masukkan alat perlahan-lahan ke dalam air. Amati yang terjadi.

Pelat seng pada alat tersebut berfungsi sebagai sakelar. Saat tidak ada air, pelat seng tertarik ke bawah karena adanya beban dari balok kayu. Setelah air mulai meninggi, balok akan mengapung di permukaan air. Pelat seng yang elastis akan kembali ke posisi semula dan menyentuh ujung kabel yang terhubung pada rangkaian listrik. Hal tersebut mengakibatkan adanya aliran listrik pada rangkaian listrik sehingga lampu menyala. Menarik, bukan? Selamat berkarya.

(Ilmu Pengetahuan Alam dan Lingkunganku untuk Kelas VI, Penulis Mulyati Arifin, Mimin Nurjhani K., dan Muslim)

Tweet