A. PERKEMBANGAN LISTRIK MAGNET
1. Perkembangan listrik magnet periode I (SM - 1500)
Perkembangan listrik magnet periode
III( 1700-1830 M)
Perkembangan listrik magnet periode
IV ( 1887 - 1925 M)
B. PERKEMBANGAN LISTRIK SURYA
1. Perkembangan listrik magnet periode I (SM - 1500)
Pada 600 SM, seorang ahli filsafat
yunani yang bernama Thales dari militus menjelaskan bahwa batu amber tersebut
mempunyai kekuatan. Sementara itu, ahli filsafat lainnya, Theophratus
mengemukakan bahwa ada benda lain yang juga mempunyai kekuatan seperti batu
amber.
Sampai akhirnya pada 1600 M, seorang
dokter dari inggris, Willian gilbert dalam bukunya mengemukakan bahwa selain
batu amber masih banyak lagi benda-benda yang dapat di beri muatan dengan cara
di gosok. Oleh Gilbert benda-benda tersebut di beri nama “ electrica” . Kata
electrica ini diambil dari bahasa yunani “electron” yang artinya amber. Setelah
itu, baru pada 1646, seorang penulis dan dokter dari inggris, Thomas Brown
menggunakan istilah electricity yang di terjemahkan listrik dalam bahasa
Indonesia. Setelah era Thomas Brown, dunia kelistrikan berkembang pesat. Berbagai
penemuan penting mulai bermunculan.
2. Perkembangan listrik magnet periode
II (1550-1800 M)
Sekitar tahun 1672 ,Ahli fisika jerman
yang Bernama Otto Von Guericke menemukan Bahwa listrik dapat mengalir melalui
suatu zat. Saat itu ,zat yang Ia gunakan adalah sejenis benang linen, selain
itu ,Guericke juga menemukan mesin pertama yang dapat menghasilkan
muatan-muatan listrik
Pada awal tahun 1700-an,peristiwa
hantaran listrik juga di temukan oleh Stephen Gray dan Ia juga berhasil
mencatat beberapa benda yang bertindak sebagai konduktor dan insolator listrik.
Sementar Charles Dufay secara terpisah mengamati bahwa muatan listrik terdiri
dari dua jenis. Ia juga menemukan fakta bahwa muatan listrik yang sejenis akan
tolak menolak, sedangkan muatan listrik yang berbeda jenis akan tarik menarik.
Pada tahun 1752-an ilmuan amerika,
Benjamin Franklin merumuskan teori bahwa listrik merupakan sejenis fluida (zat
alir) yang dapat mengalir dari satu benda ke benda lain. Franklin juga
menjelaskan bahwa kilat merupakan salah satu gejala kelistrikan
Pada tahun 1766 ahli kimia inggris,
Joseph Priestley membuktikan secara eksperimen bahwa gaya di antara muatan-
muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara muatan-muatan
tersebut. Selain itu ahli fisika perancis, Charles Augustin de Coloumb berhasil
menemukan alat untuk menentukan gaya yang berinteraksi muatan-muatan listrik.
Alat ini di namakan neraca torsi.
Percobaan awal Coulomb meliputi
tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773) dan ini adalah awal ilmu modern
tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan magnet yang
membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara
tahun 1785 dan 1789. Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung
melihat bahwa gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas
dengan jarum tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya
puntiran pada benang haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari
medan magnetik bumi. Ini mengawali penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang
benda-benda yang sangat ringan. Timbangan puntir tadi membawa Coulomb ke
penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan dua bulatan bermuatan
listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa kekuatan di antara
kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.
Ia mempelajari akibat gesekan pada
mesin-mesin dan menampilkan teori tentang pelumasan. Semua ini, bersama
pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang Mesin Sederhana pada
tahun 1779. Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai departemen
pemerintah, ia terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah
hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang
bermuatan listrik adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari
jaraknya.Rumus ini sangat mirip dengan hukum gravitasi Newton.
Di Blois, Coulomb meneliti sifat
muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa muatan tersebut hanya ada
pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga mengikuti hukum
kuadrat terbalik seperti daya listrik statis.
Pada tahun 1791, ahli biologi Italia, Luigi Galvani mengumumkan
hasil percobaannya yaitu otot pada kaki katak akan berkontraksi ketika di beri
arus listrik. Dia memulai berbagai percobaan untuk menguji apa pengaruh listrik
terhadap otot. Pada masa itu baterei belum di kenal. Karena itu galvani
menggunakan mesin untuk menghasilkan listrik. Dia mengalirkan listrik melalui
kaki katak dan melihat bahwa kaki katak itu bergerak. Dia menyentuh kaki katak
dengan pengait tembaga yang digantungkan pada rel besi dan kaki itu mengendut.
Dia berpikir bahwa dia menemukan “listrik hewan” padahal sesungguhnya dia
menemukan titik awal penemuan baterei sederhana. Namun, demikian dia benar
ketika mengatakan bahwa otot kita bekerja dengan menggunakan listrik.
Pada tahun 1800, ilmuan Italia, Alessandro Volta menciptakan
baterai pertama. Volta bersahabat dengan ilmuwan terkemuka Luigi Galvani.
Galvani menceritakan kepada Volta mengenai eksperimen membingungkan yang telah
dia lakukan. Akhirnya pada tahun 1800, Alessandro Volta membuat penemuan besar.
Volta membuktikan bahwa persentuhan antara kuningan dan besi menghasilkan
tenaga listrik dan menyebabkan otot itu bergerak. Volta melakukan banyak sekali
percobaan dengan berbagai jenis logam. Dia membuat tumpukan koin dari dua jenis
metal yang berbeda, memisahkan koin dengan kartu yang telah direndam dalam
larutan garam dan menghasilkan arus listrik. Inilah baterai yang pertama atau
yang disebut elemen volta.Sebagai penghargaan atas jasa-jasanya dalam bidang
kelistrikan, Napoleon memberinya gelar bangsawan pada 1801. Satuan tegangan listrik
disebut “volt” sebagai penghormatan atas jasa-jasanya.
Seorang ilmuwan Inggris, Michael Faraday, adalah orang
pertama yang menyadari bahwa arus listrik dapat dihasilkan dengan melewatkan
magnet melalui kawat tembaga. Itu adalah penemuan yang menakjubkan. Hampir
semua listrik kita gunakan saat ini dibuat dengan magnet dan kumparan dari
kawat tembaga di raksasa pembangkit listrik. Kedua generator listrik dan motor
listrik didasarkan pada prinsip ini. Sebuah generator mengubah energi gerak
menjadi listrik.Sebuah motor mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
Pada tahun 1819, ilmuan Denmark, Hans Christian Oersted
mendemonstrasikan bahwa arus listrik dikelilingi oleh medan magnet. Pada tahun
1819 Oersted mengamati bahwa magnet jarum yang diletakkan dibawah penghantar
yang dialiri arus listrik ternyata menyimpang secara tegak lurus. Penemuan
inilah yang mengawali penelitian tentang hubungan listrik dan magnet
(elektromagnetika). Selain sumbangannya memelopori bidang tersebut, Oersted
juga merupakan orang pertama yang menemukan cara untuk memurnikan aluminium
dari bijih bauksit.
Tidak lama kemudian Andre Marie Ampere mengemukakan hukum
yang menjelaskan arah medan magnet yang di hasilkan oleh arus listrik. Ampere
adalah orang pertama yang mengembangkan alat untuk mengukur besaran-besaran
listrik. Selain itu, ia juga orang pertama yang mengamati bahwa dua batang
konduktor yang diletakkan berdampingan dan keduanya mengalir arus listrik
searah akan saling tarik menarik sedangkan jika berlawanan arah akan saling tolak.
Pada tahun 1827, Ilmuan jerman, George Simon Ohm menjelaskan
kemampuan beberapa zat dalam menghantarkan arus listrik dan mengemukakan hukum
Ohm tentang hantaran listrik. Pada tahun 1817 dia mengajar matematika dan
fisika di sebuah sekolah Jesuit di Cologne, Jerman, dia melakukan beberapa
riset orisinal mengenai listrik. Barulah tahun1827 dia menerbitkan Sirkuit
Galvani Secara Matematis (The galvanic
Circuit Treated Mathematically). Buku ini membuat penjelasan tentang
penemuan hukumnya yang sangat terkenal yang memperlihatkan bahwa arus yang
mengalir dalam sirkuit listrik sebanding dengan voltase. Hukum inilah yang
dikenal dengan nama Hukum Ohm.
Tahanan listrik dalam sirkuit listrik dihitung dengan satuan yang disebut “
Ohm” yang diambil dari namanya. Hukum ohm membuat kaitan antara voltase dan
arus sangat mudah dimengerti, tapi mulanya ilmuwan di Jerman tidak menganggap
serius pendapat ini. Akhirnya pada tahun 1841, Royal Society di London
menghargai pentingnya karya Ohm dengan menganugrahinya medali Copley yang
prestisius.
Pada tahun 1830 ahli fisika amerika, Joseph Henry menemukan
bahwa medan magnet yang bergerak akan menimbulkan arus listrik induksi. Gejala
yang sama juga di temukan oleh Michael Faraday satu tahun kemudian. Faraday
juga menggunakan konsep garis gaya listrik untuk menjelaskan gejala tersebut.
a.
Pengaruh Michael Faraday
Joseph Henry (17 Desember 1797 - 13
Mei 1878) adalah seorang Amerika Serikat ilmuwan yang menemukan elektromagnetik
fenomena diri induktansi . Dia juga menemukan induktansi mutual independen dari
Michael Faraday , meskipun Faraday adalah orang pertama yang mempublikasikan
hasil nya. Henry's bekerja di relay elektromagnetik adalah dasar telegraf
listrik , diciptakan oleh Samuel Morse dan Charles Wheatstone secara terpisah.
b.
Biografi
1.
Joseph Henry
Henry lahir di Albany, New York dari Skotlandia
imigran Ann Alexander Henry dan William Henry. Minatnya dalam sains dipicu pada
usia enam belas oleh buku kuliah tentang topik ilmiah berjudul Populer Kuliah
tentang Filsafat Eksperimental. Pada tahun 1819 ia masuk Akademi Albany. Dia
dimaksudkan untuk masuk ke bidang kedokteran, tetapi pada tahun 1824 ia
diangkat sebagai seorang insinyur asisten untuk survei jalan Negara sedang
dibangun antara Sungai Hudson dan Danau Erie . Sejak saat itu, ia terinspirasi
untuk karir di baik sipil atau teknik mesin.
Henry unggul di studinya (begitu
banyak sehingga, bahwa ia sering akan membantu guru-gurunya mengajar ilmu) dan
pada tahun 1826 ia diangkat sebagai Profesor Matematika dan Filsafat Alam di
Akademi Albany oleh Principal T. Romeyn Beck . Romeyn Beck .Beberapa penelitian
yang paling penting dilakukan dalam posisi baru. Rasa ingin tahunya tentang
magnet darat membawanya untuk bereksperimen dengan magnetisme pada umumnya. Dia
adalah yang pertama untuk diisolasi kawat kumparan erat di inti besi untuk
membuat lebih kuat elektromagnet , peningkatan pada William Sturgeon
elektromagnet yang digunakan secara longgar digulung kawat uninsulated. Dengan
menggunakan teknik ini, ia membangun elektromagnet kuat pada waktu untuk Yale.
Ia juga menunjukkan bahwa, ketika membuat elektromagnet yang menggunakan hanya
dua elektroda melekat pada baterai, yang terbaik adalah angin beberapa gulungan
kawat secara paralel, tetapi ketika menggunakan set-up dengan beberapa baterai,
harus ada hanya satu kumparan panjang tunggal. Yang terakhir ini membuat
telegraf layak.
Henry pada tahun 1831 menciptakan
salah satu mesin pertama yang menggunakan elektromagnetisme untuk gerakan. Ini
tidak menggunakan gerakan berputar, tapi hanya dari elektromagnet bertengger di
tiang, goyang kembali dan sebagainya. Gerakan goyang disebabkan oleh salah satu
dari dua mengarah pada kedua ujung magnet rocker menyentuh salah satu dari dua
sel baterai, menyebabkan perubahan polaritas, dan goyang arah yang berlawanan
sampai dua lainnya memimpin memukul baterai lainnya. Alat ini memungkinkan
Henry untuk mengenali milik induktansi diri . Ilmuwan Inggris Michael Faraday
juga mengakui properti ini sekitar waktu yang sama; sejak Faraday
mempublikasikan hasil pertamanya, ia menjadi penemu diakui secara resmi dari fenomena
tersebut. Pada tahun 1848 Henry bekerja dalam kaitannya dengan Profesor Stephen
Alexander untuk menentukan suhu relatif untuk bagian yang berbeda dari disk
surya. Mereka menggunakan thermopile untuk menentukan bahwa bintik matahari
yang lebih dingin dari pada daerah sekitarnya. Karya ini ditampilkan pada
astronom Angelo Secchi yang diperpanjang, tetapi dengan beberapa pertanyaan
mengenai apakah Henry diberikan tepat penghargaan bagi karya sebelumnya.
2.
Michael Faraday.
Michael Faraday adalah salah satu ilmuwan Kristen yang
terkenal dan mau konsisten menerapkan Firman Allah dalam kehidupan
keilmuwannya. Faraday dilahirkan pada tahun 1791 di sebuah keluarga miskn di
London, Inggris. Pada umur 13 tahun, dia bekerja part-time di sebuah toko
penjilidan di London. Dia membaca semua buku yang dia jilid, dan berangan-angan
untuk menulis buku atas namanya sendiri. Lambat laun dia tertarik dengan konsep
energi, khususnya tentang “gaya”.Dari kecintaannya pada banyak bacaan dan
percobaan-percobaan yang dia lakukan tentang “gaya”, dia sampai pada
penemuannya di bidang kelistrikan. Dan dari sejarah kita tahu bahwa salah satu
penemuannya yang terbesar adalah induksi elektromagnet, yang menjadi cikal
bakal teknologi elektromagnet modern. Pada tahun 1832, dia membuktikan bahwa
listrik yang diinduksi oleh magnet, listrik yang dihasilkan oleh baterai maupun
listrik statis adalah sama.
3.
James
Prescott.
Pada tahun 1840, ilmuan inggris
James Prescott Joule dan ilmuan jerman, Herman Ludwig Ferdinand Von Helmholt
mendemonstrasikan bahwa listrik merupakan salah satu bentuk energi.
James Prescott Joule adalah ahli
fisika inggris.Ia lahir di selford, Inggris, pada tanggal 24 Desember 1818.
James Prescott Joule tidak pernah duduk di bangku sekolah sampai umur 17 tahun
karena sering sakit-sakitan sehingga ia terpaksa belajar dirumah. Ayahnya
membelikan semua buku yang diperlukannya dan menyediakan sebuah laboratorium.
Pada usia 17 tahun,ia baru mengalami
rasanya duduk di bangku sekolah. Selain rajin belajar, Joule rajin juga
mengadakan eksperimen dan menulis buku tentang panas yang dihasilkan oleh
listrik volta. Tiga tahun kemudian ia menerbitkan buku tentang ekuivalen
mekanik panas dan empat tahun
Pada masa ini teori-teori atau
konsep-konsep kelistrikan mengalami penyempurnaan dari sumbangan-sumbangan
pemikiran dari berbagai tokoh fisika seperti: James Clerk Maxwell, Heinrich
Rudaf Hertz, Guglielmo Marconi, dan ilmuan-ilmuan lainnya.
Dua prediksi Maxwell diuji secara
terpisah oleh Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894 ) dan Hendrik Antoon Lorentz (
1853-1928 ). Maxwell meramalkan bahwa gangguan di dalam medan magnetik dan
listrik harus merambat secepat cahaya. Tapi gelombang elektromagnetik seperti
itu belum pernah teramati.
Pada tahun 1887, Heartz menguji
prediksi itu sampai dengan memercikkan bunga api listrik di antara dua kutub.
Ia mengamati bahwa di antara dua kutub di tempat lain di dalam laboratoriumnya
terjadi juga percikan bunga api yang sama. Tak pelak lagi, pengaruh bunga api
yang petama harus dibawa sebagai gelombang melalui udara sehingga menimbulkan
bunga api yang kedua. Ia membuktikan secara experimental bahwa gelombang mirip
seperti gelombang cahaya, karena menunjukkan gejala pemantulan, pembiasan,
difraksi, dan polarisasi. Berkat penemuan ini, Hertz membawa kita menuju jaman
telekomunikasi.
Maxwell, bersama-sama Thompson,
bersikeras menghubungkan medan elektromagnetik dengan getaran dalam fluida yang
bersifat mekanis. Para ilmuan sesudah maxwell telah melepaskan hubungan itu
samasekali. Dalam disertasi 1892, Lorentz membabat tuntas kaitan antara medan
dan fluida dengan merumuskan kembali persamaan maxwell. Lorentz telah sampai
pada pengertian yang melampaui percobaan Michelson-Morley, yang memperlihatkan
bahwa eter mungkin tidak ada.
Sampai sekarang, pengertian medan masih tetap bersifat
elektromagnetik murni, tanpa sisa mekanis yang melekat. Walaupun demikian,
garis gaya temuan Faraday masih tetap menjadi topik pengajaran di sekolah
sampai sekarang untuk memberi pengertian medan di sekolah.
B. PERKEMBANGAN LISTRIK SURYA
Pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan photovoltaic dan secara tidak langsung dengan pemusatan tenaga surya. Photovoltaic mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek photovoltaic. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin
dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari
ke satu titik (wikipidea). Sejarah listrik surya tidak terlepas dari penemuan teknologi sel surya berbasis
silikon pada tahun 1941. Ketika itu Russell Ohl dari Bell Laboratory
mengamati silikon polikristalin akan membentuk buit in junction, karena adanya efek segregasi pengotor yang terdapat pada leburan silikon. Jika berkas foton mengenai salah satu sisi junction, maka akan terbentuk beda potensial di antara junction,
dimana elektron dapat mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk
meningkatkan efisiensi konversi energi foton menjadi energi listrik
semakin intensif dilakukan. Berbagai tipe sel surya dengan beraneka
bahan dan konfigurasi geometri pun berhasil dibuat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar