Arus listrik dibutuhkan dalam kehidupan manusia. Pada awalnya, listrik dikenal dengan istilah elektron yang mempunyai muatan. Muatan menjadi karakteristik penyusun zat. Di dalam sebuah zat tersusun atas proton, elektron dan neutron. Besarnya muatan listrik menunjukan jumlah muatan negatif dan muatan positif di dalamnya.
Arus listrik mempunyai beberapa jenis, salah satunya listrik arus searah atau yang dikenal dengan istilah arus DC. Arus listrik tersebut mempunyai kegunaan dalam menunjang fungsi sebuah benda atau alat. Dalam kehidupan ini, arus searah banyak dimanfaatkan loh, simak penjelasannya berikut.
Pengertian Listrik Arus Searah
Listrik arus searah adalah arus listrik mengalir dari titik yang mempunyai energi potensial tinggi ke titik yang mempunyai energi potensial rendah. Arus listrik searah dikenal dengan istilah arus DC atau Direct Current. Arus DC dianggap sebagai arus dengan muatan positif yang mengalir ke arus negatif dalam suatu sumber listrik.
Dalam penelitian terbaru, ditemukan bahwa arus DC menjadi arus bermuatan negatif yang mengalir dari ujung negatif ke ujung positif. Sehingga menimbulkan adanya lubang yang bermuatan positif yang terlihat seperti mengalir dari ujung positif ke ujung negatif.
Arus listrik searah pertama kali digunakan untuk generator komersil yang dibuat oleh Thomas Alfa Edison. Generator komersial tersebut merupakan benda pertama yang menggunakan penyaluran tenaga listrik dengan arus searah atau DC.
Selain arus listrik searah, terdapat pula arus listrik bolak-balik. Arus listrik bolak-balik memang lebih mudah digunakan untuk penyaluran tenaga listrik. Namun, dengan perkembangan teknologi elektronika, arus bolak-balik dapat menjadi arus searah dengan menggunakan alat tertentu. Sehingga listrik arus searah dapat digunakan dengan mudah saat ini.
Alat yang digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah tersebut dikenal dengan power supply atau adaptor. Power supply merupakan komponen yang digunakan untuk menyearahkan arus listrik dari AC ke arus DC.
Sumber Arus Listrik Searah
Sumber listrik arus DC tersebut terbagi menjadi empat jenis, yaitu sebagai berikut.
1. Elemen Elektrokimia
Elemen elektrokimia merupakan perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Elemen ini diperoleh dari proses kimiawi dan dibedakan berdasarkan jangka pemakaiannya, yaitu:
a. Elemen Primer
Elemen primer merupakan elemen elektrokimia yang harus diganti setelah digunakan. Elemen primer mempunyai beberapa jenis, yaitu:
• Elemen Volta
Elemen volta merupakan baterai kuno yang masih digunakan saat ini. Baterai ini sudah dimodifikasi menjadi beberapa bentuk yang lebih efisien. Elemen volta mempunyai 2 elektroda yang dicelupkan pada larutan garam dan cairan asam.
• Elemen Daniel
Selain itu ada elemen daniel, merupakan elemen yang mempunyai depolarisator yaitu zat yang dapat menghambat polarisasi gas hidrogen. Dalam elemen tersebut yang menjadi depolarisator adalah larutan tembaga.
• Elemen Leclanche
Elemen ini mempunyai dua jenis yaitu elemen basah dan kering. Serta mempunyai dua bejana kaca yang didalamnya terdapat komponen batang seng. Seng itu berperan sebagai katoda atau kutub negatif. Batang karbon sebagai anoda atau kutub positif dan mempunyai larutan amonium klorida yang berperan sebagai elektrolit serta batu kawi sebagai depolarisator.
• Elemen Kering
Elemen kering merupakan arus listrik yang berasal dari bahan sekali pakai dan bersifat kering atau tidak dapat diisi kembali. Benda yang termasuk dalam elemen kering yaitu baterai untuk jam tangan yang mempunyai perak oksida dan batu baterai biasa. Komponen didalamnya terdapat batang karbon sebagai anoda dan batang seng sebagai katoda.
b. Elemen Sekunder
Elemen sekunder merupakan arus listrik yang tidak membutuhkan bahan pengganti atau pereaksi setelah habis digunakan. Sehingga untuk mengisi sumber arus listrik saat habis dilakukan dengan cara disetrum atau diisi ulang. Penggunaan elemen sekunder yaitu aki.
2. Generator Arus Searah atau DC
Untuk mengubah energi mekanis atau gerak menjadi energi listrik dengan arus DC membutuhkan alat yang disebut dengan generator arus searah. Generator ini mempunyai beberapa jenis yang dibedakan sesuai dengan rangkaian penguat eksitasinya terhadap anker atau jangkar.
Generator arus searah mempunyai dua bagian yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian mesin yang diam atau tidak bisa bergerak. Dalam bagian tersebut terdapat belitan stator, rangka motor, bearing, terminal box, dan sikar arang.
Sedangkan untuk bagian mesin yang berputar disebut dengan rotor. Di dalam bagian rotor terdapat belitan rotor, komutator, kipas rotor dan juga poros rotor.
Generator DC mempunyai prinsip kerja dengan perubahan medan magnet pada kumparan kawat dan menjadi arus listrik. Untuk dapat membangkitkan tegangan pada generator arus searah dilakukan dengan menggunakan cincin seret untuk menghasilkan arus bolak-balik. Atau menggunakan komutator untuk menghasilkan tegangan atau arus searah.
3. Termoelemen
Termoelemen merupakan sumber arus DC yang diperoleh dari perbedaan suhu. Sumber yang didapatkan dengan cara mengubah energi panas menjadi energi listrik. Semakin besar perbedaan suhu suatu benda, maka arus yang mengalir semakin besar. Namun, arus tersebut masih kecil sehingga belum dapat digunakan oleh alat.
4. Sel Surya
Sel surya merupakan cahaya matahari yang dapat menciptakan energi listrik. Alat ini termasuk alat semikonduktor yang mempunyai dioda P-N junction. Perubahan energi tersebut disebut dengan efek photovoltaic sehingga masuk menjadi nama bidang penelitian dan riset sel surya yaitu photovoltaics.
Contoh Benda yang Menggunakan Arus Listrik Searah
1. Batu Baterai
Batu baterai merupakan benda yang memanfaatkan sumber arus DC dari elemen elektrokimia kering. Dalam baterai terdapat beberapa komponen yaitu batang katoda yang berperan sebagai anoda atau kutub bermuatan positif dan batang seng yang berperan sebagai katoda yaitu kutub negatif.
Batu baterai dapat digunakan untuk menghidupkan alat elektronik. Di antaranya jam, remote control, handphone, senter listrik, laptop, lampu, dan peralatan elektronik lain yang membutuhkan energi listrik dari batu baterai.
2. Kalkulator
Alat penghitung ini dapat menggunakan batu baterai dan sel surya. Biasanya pada bagian atasnya terdapat bagian yang digunakan untuk mengisi arus listrik dari cahaya matahari. Sehingga saat batu baterai kalkulator habis dapat menggantinya dengan menggunakan sel surya.
3. Pompa air
Pompa air dapat digunakan dengan memanfaatkan sel surya. Sel surya dapat dipasang di atas gedung dan dihubungkan dengan inverter grid listrik. Sel surya tersebut dapat berbentuk pelat foil aluminium. Saat pelat tersebut terkena sinar matahari, pelat akan panas dan panas diteruskan ke silikon lalu dihubungkan dengan rangkaian luar.
4. Akumulator atau Aki
Aki merupakan alat yang memanfaatkan sumber listrik arus searah dari elemen sekunder. Aki mempunyai prinsip kerja yang sederhana, yaitu saat aki digunakan untuk lampu atau penerangan, terjadi pelepasan energi dari aki ke lampu. Saat pengisian, aki dapat disetrum dengan arus yang berlawanan yaitu dari kutub negatif ke kutub positif.
5. Mobil Listrik
Saat ini muncul inovasi untuk menciptakan mobil, sepeda, dan motor listrik. Semua benda tersebut memanfaatkan sumber arus listrik searah dari sel surya atau elemen elektrokimia. Arus listrik yang ada dalam mobil listrik tersebut berasal dari energi panas atau batu baterai yang dialiri dengan listrik. Penggunaan mobil listrik ini memang lebih ramah lingkungan karena tidak menimbulkan kebisingan dan tidak mengeluarkan polusi udara.
