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.
Susun
alat seperti gambar 1, multitester letakkan di ujung sebelah kiri, putar sakelar pengatur kearah tegangan DC
Gambar 1 Rangkaian Alat Percobaan
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
Gambar 2 Rangkaian Alat Percobaan Menggunakan Lampu LED
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 .
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.
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.
Daftar
Pustaka
Chee, CYK.
2006. Piezoelektric Material. http://prijipati .library.usyd.
edu.au/ bitstream/2123/709/17/adt-.NU20060210.15574803chapter2. pdf, diakses 24 April 2013
Iby, Arsal
Chayil., Alimin Mahyudin, dan Shahfandi Ahda. 2013.Studi Awal Proses Pemolingan Dan Karakterisasi Sifat Listrik Bahan
Piezoelektrik Ramah Lingkungan (0,95-X) Bi0,5na0,5tio3 - 0,05ba0,5tio3 -
Xbi0,5k0,5tio3 (Bnt-Bt-Bkt) .urnalsain-unand.com/FilesJurnal/
8809186001% 20Arsal.pdf, diakses 15 April 2013
Haliday, David dan Robert Resnick.-. Fisika Jilid 2 edisi ke 3, Alih Bahasa:
Pantur Siaban dan Erwin Sucipto). Jakarta: Erlangga
komala, mohamad. 2011. http://www.korekapigas.com/piezoelectrics-sebuah-cara-baru-untuk-menghasilkan-listrik/, diakses 4 Februari 2013
Sears, Francis Westo dan Mark W. Zemansky. Fisika Untuk Universitas 2. Jakarta:
Bina Cipta
Wasito S.1997.Kamus Eksiklopedi Elektronika
Inggris-Indonesia. Jakarta: Karya Utama
