Penjelasan: Apa itu Listrik?

Listrik adalah bentuk energi. Listrik adalah aliran elektron. Semua materi terdiri dari atom, dan atom memiliki pusat, yang disebut nukleus. Nukleus mengandung partikel bermuatan positif yang disebut proton dan partikel tidak bermuatan yang disebut neutron. Inti atom dikelilingi oleh partikel bermuatan negatif yang disebut elektron. Muatan negatif sebuah elektron sama dengan muatan positif proton, dan jumlah elektron dalam atom biasanya sama dengan jumlah proton. Ketika gaya penyeimbang antara proton dan elektron terganggu oleh gaya luar, atom dapat memperoleh atau kehilangan elektron. Ketika elektron "hilang" dari sebuah atom, gerakan bebas elektron-elektron ini membentuk arus listrik.

Listrik adalah bagian dasar dari alam dan merupakan salah satu bentuk energi kita yang paling banyak digunakan. Kami mendapatkan listrik, yang merupakan sumber energi sekunder, dari konversi sumber lain energi, seperti batu bara, gas alam, minyak, tenaga nuklir dan sumber alam lainnya, yang disebut primer sumber. Banyak kota dibangun di samping air terjun (sumber utama energi mekanik) yang memutar roda air untuk melakukan pekerjaan. Sebelum pembangkit listrik dimulai sedikit lebih dari 100 tahun yang lalu, rumah-rumah dinyalakan dengan lampu minyak tanah, makanan didinginkan dalam lemari es, dan kamar-kamar dihangatkan oleh tungku pembakaran kayu atau pembakaran batu bara. Dimulai dengan

Untuk mengatasi masalah pengiriman listrik jarak jauh, George Westinghouse mengembangkan perangkat yang disebut transformator. Trafo memungkinkan listrik untuk ditransmisikan secara efisien jarak jauh. Ini memungkinkan untuk memasok listrik ke rumah-rumah dan bisnis yang jauh dari pembangkit listrik.

Meskipun sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari, kebanyakan dari kita jarang berhenti untuk berpikir seperti apa hidup tanpa listrik. Namun seperti udara dan air, kita cenderung menerima listrik begitu saja. Setiap hari, kami menggunakan listrik untuk melakukan banyak fungsi bagi kami - dari penerangan dan pemanasan / pendinginan rumah kami, menjadi sumber daya untuk televisi dan komputer. Listrik adalah bentuk energi yang dapat dikendalikan dan nyaman digunakan dalam aplikasi panas, cahaya dan daya.

Saat ini, industri tenaga listrik Amerika Serikat didirikan untuk memastikan bahwa pasokan listrik yang memadai tersedia untuk memenuhi semua persyaratan permintaan pada waktu tertentu.

Generator listrik adalah alat untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Proses ini didasarkan pada hubungan antara magnet dan listrik. Ketika kawat atau bahan konduktif listrik lainnya bergerak melintasi medan magnet, arus listrik terjadi di kawat. Generator besar yang digunakan oleh industri utilitas listrik memiliki konduktor stasioner. Sebuah magnet yang melekat pada ujung poros berputar diposisikan di dalam cincin konduktor diam yang dibungkus dengan sepotong panjang kawat. Ketika magnet berputar, ia menginduksi arus listrik kecil di setiap bagian kawat saat lewat. Setiap bagian kawat merupakan konduktor listrik kecil yang terpisah. Semua arus kecil dari masing-masing bagian menambahkan hingga satu arus dengan ukuran yang cukup besar. Arus inilah yang digunakan untuk tenaga listrik.

Pembangkit listrik utilitas listrik menggunakan turbin, mesin, roda air, atau sejenisnya lainnya mesin untuk menggerakkan generator listrik atau perangkat yang mengubah energi mekanik atau kimia menjadi listrik. Turbin uap, mesin pembakaran internal, turbin pembakaran gas, turbin air, dan turbin angin adalah metode yang paling umum untuk menghasilkan listrik.

Sebagian besar listrik di Amerika Serikat diproduksi di turbin uap. Turbin mengubah energi kinetik dari fluida bergerak (cair atau gas) menjadi energi mekanik. Turbin uap memiliki serangkaian bilah yang dipasang pada poros untuk melawan uap, sehingga memutar poros yang terhubung ke generator. Dalam turbin uap berbahan bakar fosil, bahan bakar tersebut dibakar dalam tungku untuk memanaskan air dalam ketel untuk menghasilkan uap.

Batubara, minyak bumi (minyak), dan gas alam dibakar dalam tungku besar untuk memanaskan air untuk menghasilkan uap yang pada gilirannya mendorong bilah turbin. Tahukah Anda bahwa batu bara adalah sumber energi utama tunggal terbesar yang digunakan untuk menghasilkan listrik di Amerika Serikat? Pada tahun 1998, lebih dari setengah (52%) dari 3,62 triliun kilowatt-jam listrik kabupaten menggunakan batu bara sebagai sumber energinya.

Gas alam, selain dibakar untuk memanaskan air untuk uap, juga bisa dibakar untuk menghasilkan panas gas pembakaran yang langsung melewati turbin, memutar bilah turbin untuk menghasilkan listrik. Turbin gas biasanya digunakan ketika penggunaan utilitas listrik sangat tinggi. Pada tahun 1998, 15% listrik negara dipicu oleh gas alam.

Minyak bumi juga dapat digunakan untuk membuat uap untuk memutar turbin. Residual fuel oil, produk yang dimurnikan dari minyak mentah, seringkali merupakan produk minyak bumi yang digunakan dalam pembangkit listrik yang menggunakan minyak bumi untuk menghasilkan uap. Minyak bumi digunakan untuk menghasilkan kurang dari tiga persen (3%) dari semua listrik yang dihasilkan di pembangkit listrik A.S. pada tahun 1998.

Daya nuklir adalah metode di mana uap diproduksi dengan memanaskan air melalui proses yang disebut fisi nuklir. Di pembangkit listrik tenaga nuklir, reaktor mengandung inti bahan bakar nuklir, terutama uranium yang diperkaya. Ketika atom bahan bakar uranium dihantam oleh neutron mereka fisi (terbelah), melepaskan panas dan lebih banyak neutron. Di bawah kondisi yang terkendali, neutron lain ini dapat menyerang lebih banyak atom uranium, membelah lebih banyak atom, dan sebagainya. Dengan demikian, fisi terus menerus dapat terjadi, membentuk reaksi berantai melepaskan panas. Panas digunakan untuk mengubah air menjadi uap, yang, pada gilirannya, memutar turbin yang menghasilkan listrik. Pada 2015, tenaga nuklir digunakan untuk menghasilkan 19,47 persen dari seluruh listrik negara.

Pada 2013, tenaga air menyumbang 6,8 persen dari pembangkit listrik A.S. Ini adalah proses di mana air yang mengalir digunakan untuk memutar turbin yang terhubung ke generator. Terutama ada dua tipe dasar sistem pembangkit listrik tenaga air yang menghasilkan listrik. Dalam sistem pertama, air yang mengalir menumpuk di reservoir yang diciptakan oleh penggunaan bendungan. Air jatuh melalui pipa yang disebut penstock dan memberikan tekanan pada bilah turbin untuk menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik. Dalam sistem kedua, disebut run-of-river, kekuatan arus sungai (bukan air jatuh) memberikan tekanan pada bilah turbin untuk menghasilkan listrik.

Tenaga panas bumi berasal dari energi panas yang terkubur di bawah permukaan bumi. Di beberapa daerah di negara itu, magma (materi cair di bawah kerak bumi) mengalir cukup dekat ke permukaan bumi untuk memanaskan air bawah tanah menjadi uap, yang dapat disadap untuk digunakan pada turbin uap tanaman. Pada 2013, sumber energi ini menghasilkan kurang dari 1% listrik di negara ini, meskipun penilaian oleh A.S. Energy Administrasi Informasi yang sembilan negara barat berpotensi menghasilkan listrik yang cukup untuk memasok 20 persen dari negara kebutuhan energi.

Tenaga surya berasal dari energi matahari. Namun, energi matahari tidak tersedia penuh waktu dan tersebar luas. Proses yang digunakan untuk menghasilkan listrik menggunakan energi matahari secara historis lebih mahal daripada menggunakan bahan bakar fosil konvensional. Konversi fotovoltaik menghasilkan tenaga listrik langsung dari cahaya matahari dalam sel fotovoltaik (surya). Generator listrik tenaga surya-termal menggunakan energi radiasi dari matahari untuk menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin. Pada 2015, kurang dari 1% listrik negara dipasok oleh tenaga surya.

Tenaga angin berasal dari konversi energi yang terkandung dalam angin menjadi listrik. Tenaga angin, seperti matahari, biasanya merupakan sumber penghasil listrik yang mahal. Pada tahun 2014, ini digunakan untuk sekitar 4,44 persen dari listrik negara. Turbin angin mirip dengan kincir angin biasa.

Biomassa (kayu, limbah padat kota (sampah), dan limbah pertanian, seperti tongkol jagung dan jerami gandum) adalah beberapa sumber energi lain untuk menghasilkan listrik. Sumber-sumber ini menggantikan bahan bakar fosil dalam boiler. Pembakaran kayu dan limbah menghasilkan uap yang biasanya digunakan pada pembangkit listrik uap konvensional. Pada 2015, biomassa menyumbang 1,57 persen dari listrik yang dihasilkan di Amerika Serikat.

Listrik yang dihasilkan oleh generator bergerak sepanjang kabel ke transformator, yang mengubah listrik dari tegangan rendah ke tegangan tinggi. Listrik dapat dipindahkan jarak jauh lebih efisien menggunakan tegangan tinggi. Jalur transmisi digunakan untuk membawa listrik ke gardu induk. Gardu induk memiliki transformer yang mengubah listrik bertegangan tinggi menjadi listrik bertegangan rendah. Dari gardu induk, jalur distribusi membawa listrik ke rumah, kantor dan pabrik, yang membutuhkan listrik bertegangan rendah.

Listrik diukur dalam satuan daya yang disebut watt. Itu dinamai untuk menghormati James Watt, penemu mesin uap. Satu watt adalah jumlah daya yang sangat kecil. Itu akan membutuhkan hampir 750 watt untuk sama dengan satu tenaga kuda. Satu kilowatt mewakili 1.000 watt. Satu kilowatt-jam (kWh) sama dengan energi 1.000 watt yang bekerja selama satu jam. Jumlah listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik atau pelanggan selama periode waktu diukur dalam kilowatt-jam (kWh). Kilowatt-jam ditentukan dengan mengalikan jumlah kW yang dibutuhkan dengan jumlah jam penggunaan. Misalnya, jika Anda menggunakan bola lampu 40 watt 5 jam sehari, Anda telah menggunakan daya 200 watt, atau .2 kilowatt-jam energi listrik.

Lebih lanjut tentangListrik: Sejarah, Elektronik, dan Penemu Terkenal