Kita sangat membutuhkan listrik dalam kehidupan sehari-hari, tanpa listrik pekerjaan akan terganggu. Listrik merupakan sarana untuk mempermudah pekerjaan. Listrik memberikan tenaga untuk menggerakkan alat-alat elektronik. Listrik pun sangat berperan untuk kemajuan suatu industri.
Sumber pembangkit listrik yang utama sekarang adalah bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui, sehingga bila terus-menerus dipakai akan habis. Selain itu,bahan bakar fosil penghasil karbon dioksida yang dapat menyebabkan efek rumah kaca.
Energi altenatif diperlukan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil sebagai pembangkit listrik. Salah satunya yaitu piezoelektrik. Piezoelektrik mempunyai kemampuan untuk membangkitkan tegangan listrik bila diberikan gaya mekanik (Wasito, 1997:692). Kata piezoelektrik berasal bahasa Latin, piezein yang berarti ditekan dan electric yang bermakna energi listrik, sehingga efek piezoelektrik terjadi dikarenakan medan listrik yang terbentuk karena material dikenai tekanan mekanik.
Pada percobaan ini, akan dibuktikan bahwa tekanan dapat menghasilan tegangan listrik mengunakan pemantik korek api. Palu pegas yang ditekan pada pemantik korek api akan memukul kristal piezoelektrik, menghasilkan tegangan listrik. Oleh karena itu perlu adanya pengembangan terhadap piezoelektrik sehingga dapat dijadikan sumber energi listrik.
METODELOGI
Metode yang digunakan oleh peneliti adalah metode eksperimen. Dengan merangkai alat kemudian diuji coba dalam sebuah percobaan
Alat dan Bahan
1. Terminal
2. Pemantik Korek Api
3. Multitester digital
4. Lampu LED
5. Tang
Prosedur Percobaan
a. Menyiapkan alat dan bahan
b. Gulung kabel pada terminal
c. Lepaskan pematik dari korek api menggunakan tang
d. Multitester letakkan di ujung sebelah kiri, putar sakelar pengatur kearah tegangan DC
e. Tekan pematik korek api ke arah lubang terminal dengan tekanan lemah.
f. Perhatikanlah angka yang diperlihatkan oleh layar multitester
g. Lakukan percobaan a-e dengan memberikan tekanan sedang dan kuat pada pemantik korek api.
h. Lakukan percobaan a-e dengan mengganti multitester digital dengan lampu LED seperti gambar 2
i. Perhatikanlah lampu LED
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil percobaan diperoleh data seperti pada tabel berikut:
Tabel 1 pengukuran tegangan DC yang dihasilkan oleh pemantik korek api dengan tekanan lemah
|
Tekanan pada pemantik korek api
|
Tegangan (V)
|
V2
|
|
Lemah
|
78,2 mV
|
6115,24 mV2
|
|
Lemah
|
80,7 mV
|
6512,49 mV2
|
|
Lemah
|
74 mV
|
5476 mV2
|
|
Lemah
|
78 mV
|
6084 mV2
|
|
Lemah
|
88,8 mV
|
7885,44 mV2
|
|
Lemah
|
76,8 mV
|
5898,24 mV2
|
|
Lemah
|
73,3 mV
|
5372,89 mV2
|
|
Lemah
|
67,3 mV
|
4529,29 mV2
|
|
Lemah
|
69,9 mV
|
4886,01 mV2
|
|
Lemah
|
91,1 mV
|
8299,21 mV2
|
|
|
619,2 mV
|
61058,81 mV2
|
|
|
383408,64 mV2
|
|
|
|
61,92 mV
|
Tabel 2 pengukuran tegangan DC yang dihasilkan oleh pemantik korek api dengan tekanan sedang
|
Tekanan pada pemantik korek api
|
Tegangan (V)
|
V2
|
|
Sedang
|
230,1 mV
|
52946,01 mV2
|
|
Sedang
|
225 mV
|
50625 mV2
|
|
Sedang
|
224,7 mV
|
50490,09 mV2
|
|
Sedang
|
221 mV
|
48841 mV2
|
|
Sedang
|
224,9 mV
|
50580,01 mV2
|
|
Sedang
|
232,9 mV
|
54242,41 mV2
|
|
Sedang
|
245,3 mV
|
60172,09 mV2
|
|
Sedang
|
219,7 mV
|
48268,09 mV2
|
|
Sedang
|
245,9 mV
|
60466,81 mV2
|
|
Sedang
|
237,7 mV
|
56501,29 mV2
|
|
|
2307,2 mV
|
533132,8 mV2
|
|
|
5323171,8 mV2
|
|
|
|
230,72 mV
|
Tabel 3 pengukuran tegangan DC yang dihasilkan oleh pemantik korek api dengan tekanan kuat
|
Tekanan pada pemantik korek api
|
Tegangan (V)
|
V2
|
|
Kuat
|
350,7 mV
|
122990,49 mV2
|
|
Kuat
|
336 mV
|
112896 mV2
|
|
Kuat
|
384,8 mV
|
148071,01 mV2
|
|
Kuat
|
345,9 mV
|
119646,81 mV2
|
|
Kuat
|
376,4 mV
|
141676,96 mV2
|
|
Kuat
|
374,3 mV
|
140100,49 mV2
|
|
Kuat
|
388,7 mV
|
151087,69 mV2
|
|
Kuat
|
336,9 mV
|
113501,61 mV2
|
|
Kuat
|
385,7 mV
|
148764,49 mV2
|
|
Kuat
|
342,1 mV
|
117032,41 mV2
|
|
|
3621,5 mV
|
1315767,99mV2
|
|
|
13115262,25mV2
|
|
|
|
362,15 mV
|
Pemantik korek api yang ditekan menyebabkan palu pegas memukul kristal piezoelektrik, kristal piezoelektrik ini berbahan dielektrik. Sehingga saat kita memberikan tekanan terhadap bahan dielektrik maka medan listrik akan terbentuk. Pada saat medan listrik melewati material, molekul yang terpolarisasi akan menyesuaikan dengan medan listrik, dihasilkan dipole yang terinduksi dengan molekul atau struktur kristal materi, penyesuaian molekul akan mengakibatkan material berubah dimensi atau disebut dengan efek piezoelektrik .
.jpg)
Gaya yang dikerjakan medan listrik terhadap sebuah muatan dan usaha yang dilakukan oleh muatan bergerak tidak bergantung pada lintasan maka gaya listriknya merupakan gaya kekal. Hal ini menyangkut dengan energi potensial listrik. Energi potensial listrik berbanding lurus dengan tegangan. Akibatnya, saat kita menekan bahan dielektrik akan menghasilkan tegangan. Pada saat kita memberikan tekanan lemah terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 61,92 mV±15,89mV. Jika kita memberi tekanan sedang terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 230,72 mV±3,01mV dan saat diberi tekanan kuat terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 362,15 mV±6,865mV . Besar tegangan akan tergantung pada tekanan yang diberikan pemantik korek api. Tegangan ini juga dapat menghidupkan lampu LED.
.jpg)
Bahan piezoelektrik pada pemantik korek api terbentuk oleh kristal kuarsa (SiO2) yang terpolarisasi sehingga beberapa bagian molekul bermuatan positif (Si+) dan sebagian yang lain bermuatan negatif (O-) membentuk elektroda-elektroda yang material yang dapat berubah dari gaya mekanik.
Sifat efek piezoelektrik berkaitan dengan terjadinya momen dipol listrik dalam padatan. Muatan yang timbul pada permukaan dielektrik mempunyai hubungan dengan polarisasi. Piezoelektrik adalah efek gabungan dari perilaku listrik dari bahan. Pengaruh muatan bebas yang dihasilkan medan listrik luar dinyatakan oleh perpindahan D. Besaran ini dihubungkan dengan kuat medan listrik dalam dielektrik E.
KESIMPULAN
Bahan dielektrik mampu menghasilkan potensial listrik ketika mengalami tekanan, sifat ini disebut sebagai sifat piezoelektrik. Pada saat diberikan tekanan lemah terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 61,92 mV±15,89mV. Jika diberi tekanan sedang terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 230,72 mV±3,01mV dan saat diberi tekanan kuat terhadap pemantik korek api akan menghasikan tegangan 362,15 mV±6,865mV. Besar tegangan tergantung pada tekanan yang kita berikan pada pemantik korek api.Semakin besar tekanan pada pematik korek api maka tegangan yang dihasilkan semakin besar pula.
(Sumber : Fisika Listrik)
