Listrik sebenarnya sudah ada sejak jagat raya ini ada. Salah satu fenomena alam yang menunjukkan bentuk energi listrik yaitu petir. Namun sejak berabad-abad yang lalu, manusia mulai berusaha mencari tahu mengenai apa itu listrik sebenarnya. Konon sejarah awal ditemukannya listrik adalah oleh seorang cendekiawan Yunani bernama Thales. Ia mengemukakan fenomena batu amber yang bila digosok-gosokkan akan dapat menarik bulu sebagai fenomena listrik.
Setelah bertahun-tahun semenjak ide Thales dikemukakan, baru muncul pendapat-pendapat serta teori-teori baru mengenai listrik. Misalnya seperti yang diteliti dan dikemukakan oleh William Gilbert, Andre Marie Ampere, Michael Faraday, Nikola Tesla, Thomas Alva Edison, dan lain-lain.
William Gilbert
William Gilbert (1544 – 1603) adalah seorang ilmuwan
Inggris yang melakukan penelitian tentang magnet dan listrik pada masa
pemerintahan Ratu Elizabeth I. Karya utamanya ialah sebuah buku berjudul “De
Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure” yang terbit
pada tahun 1600. Buku tersebut berisikan laporan lengkap mengenai penelitiannya
pada badan magnet dan daya tarik listrik.
Sepeti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa Thales pernah melakukan percobaan sederhana dengan menggosokkan batu amber ke kain wol, yang kemudian dapat menarik benda ringan di dekatnya. Kejadian tersebut sebenarnya merupakan contoh listrik statis, namun saat itu Thales tidak mengetahui peristiwa apa itu dan kenapa bisa demikian.
Penelitian fenomena batu amber ini kemudian dilanjutkan oleh William Gilbert. Ia menyebut bahwa peristiwa Thales di atas sebagai “electric”
yang diambil dari bahasa Yunani “elektron”, atau “electrum” dalam
bahasa Latin, yang berarti batu amber. Dalam bukunya yang terkenal, Gilbert
menciptakan ekspresi “electrica”. Hal itulah yang menjadikan William
Gilbert dianggap sebagai ilmuwan pertama yang menggunakan istilah “listrik”.
William Gilbert melakukan eksperimen tentang daya listrik, gaya magnet, dan gaya tarik listrik. Ia juga melakukan eksperimen selama sekitar 17 tahun untuk mengklarifikasi pemahamannya tentang kompas dan fenomena magnetisme. William Gilbert mengamati bahwa kekuatan magnetis sering menghasilkan gerakan melingkar, lalu ia pun menghubungkan fenomena magnet dengan rotasi bumi. William Gilbert adalah orang pertama yang berbicara tentang kutub magnet (utara dan selatan).
Setelah bertahun-tahun melakukan percobaan, Gilbert
menyimpulkan bahwa jarum kompas memiliki titik di utara-selatan, dan bumi
sendiri dianggap bertindak sebagai batang magnet. Penelitiannya tersebut
kemudian menjadi dasar teoritis untuk ilmu geomagnetisme.
Benjamin Franklin
Benjamin Franklin adalah seorang politisi, diplomat,
pengarang, penerbit, wartawan, sekaligus ilmuwan di bidang kelistrikan. Franklin
adalah orang dengan banyak jenis pekerjaan dan keahlian. Selain itu, ia juga
dikenal sebagai salah satu founding father negara Amerika Serikat.
Benjamin Franklin dikenal karena percobaannya mengenai listrik dan hubungannya dengan petir. Dari sekian banyak eksperimen ilmiahnya di bidang kelistrikan, salah satu yang paling terkenal ialah saat ia menerbangkan layang-layang dengan kunci besi di bagian bawahnya. Ketika petir menyambar, percikan kecil menyambar kunci dan melompat ke pergelangan tangannya. Penelitian tersebut membuktikan teori Franklin mengenai listrik, meski percobaan tersebut dinilai sangat berbahaya.
Hasil dari serangkaian percobaannya tersebut ialah dapat
disimpulkan bahwa kita dapat menghindari dan menangkal bahaya petir dan kilat
dengan hanya memasang satu batang logam pada bagian paling tinggi dari sebuah
gedung, kemudian menghubungkan logam tersebut dengan tanah. Sejak saat itu dunia
mengenang Benjamin Franklin sebagai penemu alat penangkal petir.
Pada 1740, listrik masih merupakan hal yang baru. Benjamin Franklin dan teman-temannya mulai menyelidiki fenomena listrik itu. Tahun 1750, Franklin pertama kali menemukan prinsip dari aliran listrik dan juga memberi tanda positif dan negatif untuk listrik. Lalu pada tahun 1751, Benjamin Franklin mempublikasikan buku tentang kelistrikan yang berjudul “Experiments and Observation of Electricity”. Buku ini berisi tentang pengamatannya pada fenomena kelistrikan. Untuk menjelaskan idenya, Franklin menciptakan dan menggunakan istilah konduktor listrik, listrik negatif dan positif, dan bahkan baterai.
Alessandro Volta
Baterai merupakan salah satu komponen yang sangat penting
bagi hampir semua gadget yang kita miliki. Ia mampu menjadi sumber
energi listrik yang praktis meski bersifat terbatas. Dan sosok yang berjasa
dalam mengembangkan baterai modern pertama kali adalah Alessandro Volta.
Alessandro Volta merupakan seorang fisikawan Italia yang berhasil menemukan baterai pada tahun 1779. Penemuannya ini berawal dari ide menumpuk dua jenis logam, lalu dengan cara inilah listrik dapat dihasilkan. Listrik dapat dihasilkan dengan menumpuk lapisan atau cakram logam seng dan perak secara bergantian dalam bak air asin yang memungkinkan arus listrik mengalir. Temuan ini pun menjadi awal penemuan baterai pertama.
Pada 1780, rekan Volta bernama Luigi Galvani (seorang
ilmuwan medis), melakukan penelitian terhadap seekor katak. Galvani mengatakan
bahwa katak yang mati, kakinya akan berkejut jika disentuh oleh objek yang
bermuatan listrik statis. Ia pun mengklaim bahwa jika kabel tembaga dan besi
dimasukkan ke bagian yang berada dari kaki katak mati, maka kedua kabel
tersebut akan bersentuhan dan menyebabkan kaki katak menjadi jenjang atau
berkejut.
Para ahli anatomi menafsirkan fenomena tersebut sebagai fenomena listrik baru dalam hal “listrik hewan” dan masih berhubungan dengan jaringan biologis. Percobaan Galvani tersebut menginspirasi Volta. Namun Volta beranggapan bahwa listrik tersebut bukan berasal dari katak, melainkan dari arus yang mengalir di antara dua logam berbeda jenis, yang ia sebut dengan “listrik logam”. Volta meyakini bahwa katak hanya merupakan konduktor dalam fenomena tersebut.
Volta meyakini bahwa jika dua batang logam berbeda
dimasukkan ke dalam campuran asam, potensial listrik akan terbentuk di antara
kedua batang tersebut. Dengan kata lain, energi potensial listrik dapat
disimpan dengan memasukkan dua potongan logam ke dalam panangas asam, alat yang
digunakan untuk memanaskan benda dengan uap.
Hingga akhir tahun 1800, Volta mengumumkan sebuah baterai listrik untuk pertama kalinya. Dikenal dengan tumpukan volta atau kolo volta, baterai listrik ciptaan Volta ini terdiri dari lempengan cakram seng dan perak yang disusun berselang-seling dengan dipisahkan kertas atau kain yang telah direndam dalam air garam atau natrium hidroksida. Terkadang juga menggunakan logam tembaga dan timah.
Andre Marie Ampere
Andre Marie Ampere (1775 – 1836) adalah fisikawan
Perancis yang berperan besar dalam memelopori keilmuan di bidang
elektrodinamika atau listrik dinamis. Ia dikenal sebagai ahli fisika dan
matematika yang terkemuka. Dunia mencatat bahwa Ampere adalah orang yang pertama
kali menjelaskan tentang mengapa aliran pada arus kabel dapat membelokkan arah
jarum kompas. Hal itu terjadi karena pada kabel yang teraliri arus listrik
tercipta medan magnet di seputar kabel tersebut, sehingga dapat membelokkan
jarum kompas.
Ampere menemukan adanya kaitan antara listrik dengan magnet. Ia tertarik dengan hasil temuan Hans Christian Orsted, seorang ahli fisika Denmark, yang menemukan jarum kompas jika ditaruh di dekat kawat (penghantar) yang berarus listrik, akan menyebabkan jarum kompas tersebut bergerak (menyimpang). Arah penyimpangannya bergantung pada arus listrik yang mengalir dalam kawat. Penemuan tersebut menggelitik minat Ampere dan kemudian menduplikasi apa yang dilakukan Orsted, namun juga menemukan apa yang tidak ditemukan oleh Orsted.
Ampere menemukan bahwa jika arus dalam dua kabel paralel
bergerak dalam arah yang sama di setiap kabel, maka kabel akan tertarik satu
sama lain. Begitupun sebaliknya. Penemuan tersebut menyadarkan banyak orang bahwa
Ampere telah menciptakan gaya magnet tanpa magnet, yaitu gaya magnet yang
diinduksi oleh arus listrik. Penemuan itu kemudian diputuskan sebagai bidang studi
baru yaitu elektrodinamika.
Pemikiran paling fenomenal dan bersejarah dari Marie Ampere ialah mengenai Hukum Ampere. Hukum ini menguraikan tenaga magnetik yang berada di antara dua arus listrik. Dalam hukum Ampere dinyatakan bahwa terdapat keterkaitan umum antara arus listrik yang mengalir melalui konduktor berbentuk apapun dengan medan magnet yang dihasilkan di sekitarnya. Hukum ini nantinya akan menjadi dasar bagi teori elektromagnet ciptaan Maxwell.
Selain hukum Ampere, Andre Marie Ampere juga menciptakan
sebuah alat yang berfungsi untuk mengukur besar arus listrik. Alat yang
diciptakannya ini merupakan cikal bakal bagi sebuah alat yang kita kenal
sebagai Galvanometer. Alat pengukur besar arus listrik ini awalnya
didesain menggunakan satu jarum yang bebas bergerak ke kiri dan ke kanan untuk
menyatakan besar kecilnya arus listrik. Dan sebagai bentuk penghormatan atas
kontribusi Ampere dalam ilmu kelistrikan modern, sebuah konvensi internasional
yang ditandatangani pada 1881 menetapkan ampere sebagai satuan standar
besaran kuat arus listrik.
Michael Faraday
Michael Faraday adalah seorang ilmuwan asal Inggris
yang dianggap sebagai “Bapak Listrik”, karena berkat jasanya dalam meneliti
tentang listrik. Ia berkontribusi pada bidang elektromagnetisme dan
elektrokimia. Penemuan utamanya termasuk induksi elektromagnetik, magnetisme,
dan elektrolisis.
Eksperimen pertamanya ialah menciptakan konstruksi tumpukan volta dengan 7 uang setengah sen, ditumpuk bersama dengan 7 lembaran seng serta 6 lembar kertas basahan cairan garam. Dengan konstruksi ini Faraday sukses menguraikan magnesium sulfat.
Selain sebagai “penemu listrik”, Faraday juga pernah
menemukan motor listrik. Penemuan tersebut merupakan cikal bakal bagi
pengembangan teknologi motor listrik yang saat ini banyak dikembangkan. Pada
1831, Faraday melakukan percobaan dan menemukan bahwa bila magnet dilapisi
sepotong kawat, arus akan mengalir di kawat, dan magnet pun akan bergerak.
Pada percobaan tesebut, Faraday menemukan induksi elektromagnetik dengan menggunakan cincin induksi sebagai trafo elektronik pertama. Lalu pada percobaan keduanya, Faraday menemukan induksi magnet-listrik, yaitu produksi arus listrik yang stabil. Prinsip itulah yang menjadi prinsip di balik motor listrik modern, transformator, dan generator listrik. Dari penemuan elektromagnetik tersebut, sekarang kita mengenal Hukum Faraday.
Penemuan Hukum Faraday dianggap sebagai penemuan yang
monumental. Mengapa? Pertama, Hukum Faraday memiliki arti penting dalam
hubungan dengan pengertian teoritis kita tentang elektromagnetik. Kedua,
elektromagnetik dapat dipergunakan sebagai penggerak secara terus-menerus arus
aliran listrik. Hal ini seperti yang digunakan oleh Faraday dalam pembuatan
dinamo listrik pertama.
Thomas Alva Edison
Thomas Alva Edison merupakan salah seorang penemu
yang paling produktif sepanjang sejarah. Sebagai pengusaha, ia memegang sekitar
1.093 hak paten di Amerika Serikat, dan 2.332 hak paten di seluruh dunia atas
berbagai penemuannya.
Di antara penemuan-penemuannya yang penting adalah mengembangkan bola lampu pijar praktis pertama pada 1879. Sebenarnya, penemuan lampur pijar tidak sepenuhnya ditemukan oleh Edison. Ada begitu banyak penemu lainnya yang juga melakukan percobaan dalam pembuatan lampur pijar. Namun, lampu milik Edison lah yang dapat bertahan paling lama, yakni selama 40 jam.
Tiga tahun setelah penemuan lampu pijar, Edison mulai
memasang lampu-lampu listrik di jalan-jalan dan di rumah-rumah sejauh satu
kilometer di Kota New York. Hal ini adalah pertama kalinya di dunia lampu
listrik dipakai di jalan-jalan. Edison awalnya tak menduga bahwa kelak listrik
yang dipopulerkannya itu akan menjadi “jantung kehidupan” bagi peradaban
manusia.
Thomas Alva Edison juga banyak membantu dalam bidang pertahanan pemerintahan Amerika Serikat. Beberapa penelitiannya antara lain mendeteksi pesawat terbang, menghancurkan periskop dengan senjata mesin, mendeteksi kapal selam, menghentikan torpedo dengan jaring, kapal kamuflase, dan masih banyak lagi. Ia juga mendirikan perusahaan General Electric, yang kelak menjadi salah satu perusahaan terbesar di dunia.
Georg Simon Ohm
“Ohm” merupakan sebuah istilah yang sangat familiar dalam
dunia kelistrikan, di mana ada sebuah hukum yang menjadi hukum dasar pada
rangkaian liastrik, yaitu Hukum Ohm. Hukum ini digunakan untuk
menghitung kuat arus, tegangan, hingga hambatan listrik dalam sebuah rangkaian.
Istilah Ohm sendiri digunakan untuk menyatakan besarnya hambatan listrik.
Penggunaan nama Hukum Ohm dan satuan Ohm sendiri diambil dari nama penemunya, yakni Georg Simon Ohm, seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman yang mengemukakan teori di bidang elektrisitas. Karyanya yang paling dikenal adalah teori mengenai hubungan antara aliran listrik, tegangan, dan tahanan konduktor di dalam sirkuit, yang umum disebut Hukum Ohm (Ohm’s law).
Pada 1825, Ohm menyusun sebuah naskah ilmiah pertamanya untuk menjelaskan mengenai penurunan gaya elektromagnetik. Georg Ohm menyatakan bahwa gaya elektromagnetik dalam sebuah konduktor akan semakin berkurang dengan bertambahnya panjang konduktor tersebut. Lalu setahun kemudian, Ohm mempublikasikan dua naskah ilmiah yang memberikan gambaran tentang konduksi model sirkuit yang didasarkan oleh studi Fourier tentang konduksi panas. Di dalamnya, dia juga mengajukan suatu teori untuk menerangkan tentang elektrisitas galvanik.
.jpg)
Penemuan Ohm yang paling terkenal adalah hukum Ohm atau yang sering disebut juga dengan istilah hukum akustik Ohm atau aturan fase akustik. Hukum ini pertama kali disebutkan dalam karyanya yang berjudul “Die Galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet” atau “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” yang terbit pada 1827. Dalam bukunya tersebut, Ohm menuliskan teori-teori detail tentang listrik.
Hukum Ohm merupakan hukum yang menyatakan bahwa arus listrik
yang mengalir pada sebuah konduktor adalah sebanding dengan beda potensial yang
diberikan pada ujung-ujungnya serta berbanding terbalik dengan besar resistensi
yang dilewatinya. Dengan demikian, semakin besar beda potensial yang diberikan
maka akan semakin besar pula arus yang mengalir.
Hukum Ohm merupakan hukum dasar yang menyatakan hubungan antara arus listrik (I), tegangan (V), dan hambatan (R). Hukum ini menjelaskan bagaimana arus listrik mengalir melewati material ketika berbagai level ditetapkan. Georg Simon Ohm menyakan bahwa: “Pada suhu tetap, kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar listrik (I) sebanding dengan tegangannya (V)”.
Nikola Tesla
Saat mendengar nama “Tesla”, mungkin kamu akan berpikir
mengenai produsen mobil listrik asal Amerika yang dimotori oleh Elon Musk.
Tesla, Inc. (sebelumnya dinamai Tesla Motors) adalah sebuah perusahaan otomotif
dan penyimpanan energi asal Amerika Serikat. Penggunaan nama “Tesla” merupakan
bentuk penghormatan kepada seorang penemu, fisikawan, dan teknisi mekanik
bernama Nikola Tesla.
Nikola Tesla adalah seorang penemu, fisikawan, teknisi mekanik, dan teknisi listrik berkebangsaan Serbia-Amerika. Ia terkenal berkat kontribusinya dalam mendesain sistem kelistrikan arus bolak-balik. Tesla juga dikenal sebagai seorang perintis elektromagnetik, tanpa kabel, dan daya listrik.
Nikola Tesla sangat menyukai matematika dan fisika, dan ia
juga pernah bekerjasama dengan Thomas Alva Edison dalam merancang 24 jenis
dinamo. Namun keduanya tidak pernah cocok. Pada April 1887, Tesla mendirikan
laboratorium sendiri. Dalam waktu singkat, ia membuktikan sistem arus AC
(bolak-balik)-nya jauh lebih hebat dibandingkan dengan DC (arus searah) Edison.
Hebatnya lagi, kurang dari setahun Tesla berhasil mematenkan sekitar 30 karya. Malah 20 tahun berikutnya ia menciptakan penemuan di bidang teknik listrik dan radio dalam jumlah yang sangat banyak. Sayang, serangkaian kecelakaan memusnahkan banyak tulisannya. Namanya sebagai penemu pun sering terabaikan.
Tesla dianggap sebagai penemu sirkuit gelombang yang jadi
dasar radio. Ia juga menjadi peneliti pertama sinar katoda dan sinar X, radiasi
ultraviolet dari arus berfrekuensi tinggi dan efek terapinya terhadap tubuh.
Selain itu, Tesla juga merancang asal muasal lampu fluorescent, serta
mengembangkan alat serupa laser.
Salah satu penemuan terbesar yang mengabadikan namanya yaitu Kumparan Tesla. Karyanya ini mampu mencerminkan prestasi ilmiahnya yang turut merevolusi dunia modern. Bahkan seorang ilmuwan Inggris, Lord Kevin berkomentar, “Kontribusi Tesla di bidang kelistrikan melampaui yang dilakukan orang lain”.