10 Fakta Mengejutkan tentang Listrik, Terlibat dalam Pembentukan Berlian

JAKARTA - Listrik menjadi kebutuhan mendasar dalam kehidupan manusia modern. Namun, ada beberapa fakta mengejutkan di baliknya.

Laman Livescience, Minggu (28/1/2024) melansir fakta tentang listrik, terutama terkait mitos dan kesalahpahaman berikut ini.

1. Penemuan listrik

Terdapat laporan kontradiktif tentang penemuan listrik pada masa silam. Penemu listrik Benjamin Franklin yang melakukan eksperimen terbang menggunakan kunci yang terikat pada layang-layang di badai petir pada 1750an, ataukah Thales of Miletus, seorang filsuf Yunani yang bereksperimen dengan batu amber dan bulu pada 600 SM untuk pertama kalinya menemukan listrik statis.

Sebenarnya, banyak orang yang berbeda menemukan energi listrik selama berabad-abad dengan cara yang berbeda-beda. Fisikawan Inggris William Gilbert, misalnya, bereksperimen dengan magnet dan listrik pada akhir abad ke-16 dan awal abad ke-17. Ia menciptakan istilah electricus pada 1600 untuk menjelaskan muatan listrik.

Ilmuwan Inggris abad ke-17, Thomas Browne pernah menguji sejumlah mitos dalam bukunya "Vulgar Errors," menciptakan istilah electricity sebelum kematiannya pada 1682. Lalu, Benjamin Franklin dan rekan-rekannya bereksperimen pada 1700an.

Pada fase 1800an, penemu Italia Alessandro Volta telah menemukan cara menghasilkan listrik dengan membuat baterai primitif dari seng, tembaga, dan kardus yang direndam air laut. Pada 1831, ilmuwan Inggris Michael Faraday menemukan cara menghasilkan arus listrik dengan memutar magnet dalam gulungan kawat. Artinya, seluruh proses penemuan listrik menjadi sebuah usaha bersama.

2. Listrik hanyalah perpindahan elektron

Keberadaan listrik sekarang begitu merata karena terkait dengan partikel subatom. Atom yang membentuk materi di alam semesta masing-masing terdiri dari inti di orbit awan elektron bermuatan negatif. Beberapa elektron ini terikat sangat kuat pada inti atom mereka, sementara yang lain lebih seperti agen bebas. Ketika gaya diterapkan, elektron-elektron ini dapat bergerak. Elektron yang bergerak inilah yang disebut sebagai listrik.

3. Petir sebentuk energi listrik ekstrem

Terjadinya petir didorong oleh muatan statis yang dihasilkan oleh awan badai. Menurut Met Office Inggris, petir rata-rata memiliki lebar sebesar ibu jari dan panjang 3,2 - 4,8 kilometer. Energi yang disalurkan ke dalam petir memanaskan udara hingga suhu yang tak terbayangkan, yaitu 30.000 derajat Celsius, atau lima kali lebih panas dari permukaan matahari. Fenomena ini terjadi sekitar 44 kali setiap detik di suatu tempat di Bumi.

4. Ketika petir menggelegar, tanaman berkilau

Selama badai listrik, tanaman kadang-kadang merespons medan listrik yang disebabkan oleh badai dengan menyebabkan percikan listrik kecil. Percikan ini dapat menciptakan kabut biru samar yang dikenal sebagai corona.

Pelepasan ini dapat memengaruhi kualitas udara. Dalam studi 2022 yang diterbitkan dalam Journal of Geophysical Research: Atmospheres, peneliti menemukan bahwa corona menghasilkan kadar tinggi senyawa kimia reaktif tinggi yang disebut radikal. Radikal kekurangan elektron dan dapat mencurinya dari atom terdekat, mengubah senyawa kimia di sekitarnya. Hal ini dapat menghilangkan beberapa senyawa berbahaya dari udara, tetapi juga dapat menciptakan polutan udara baru, demikian laporan para peneliti.

Baca Juga: Tips Terhindar dari Bahaya Listrik

5. Otak dapat menyuplai daya lampu pijar

Sel-sel saraf berkomunikasi melalui pulsa listrik kecil yang dipicu oleh perubahan dalam membran sel saraf yang memungkinkan molekul bermuatan mengalir masuk dan keluar sel sebagai respons terhadap sinyal kimia. Dengan kata lain, otak menghasilkan listrik sendiri. Secara bersama-sama, daya yang dihasilkan oleh semua 86 miliar neuron di otak akan cukup untuk menyuplai lampu pijar berdaya rendah.

6. Getaran listrik berbeda di seluruh dunia

Getaran yang dihasilkan saat berada di dekat perangkat listrik sebenarnya efek samping dari getaran elektromagnet di dalam perangkat tersebut. Arus bolak-balik listrik bervariasi tergantung seberapa cepat arus berganti-ganti. Di AS, Kanada, dan beberapa negara Amerika Selatan, arus berganti 60 kali per detik, sementara di sebagian besar dunia lainnya arus berganti 50 kali per detik.

Getaran ini sekitar dua kali lipat frekuensi perubahan arusnya, kata Gary Woods, seorang profesor di jurusan teknik listrik dan komputer di Rice University di Texas. Jadi di AS, listrik berdengung pada 120 hertz, atau antara B dan B-flat dua oktaf di bawah middle C. Di Eropa, listrik berdengung pada 100 hertz, atau antara A-flat dan G dua oktaf di bawah middle C.

7. Konsumsi listrik terus tumbuh

Dunia menggunakan banyak energi listrik. Pada 2019, konsumsi listrik global mencapai 22.848 terawatt-jam. Untuk memberikan gambaran, satu terawatt setara dengan satu triliun watt.

Industri mengonsumsi sekitar 41% dari total itu, menurut Badan Energi Internasional (IEA), diikuti oleh penggunaan rumah tangga sekitar 27% dan penggunaan komersial dan pelayanan publik sekitar 21%. Sisanya digunakan untuk transportasi, termasuk kendaraan listrik, dan penggunaan lainnya.

Konsumsi listrik tumbuh secara stabil sejak 1970an; penggunaan pada 2019 lebih besar 1,8% daripada 2018. China menjadi konsumen listrik terbesar di dunia, diikuti oleh AS dan kemudian India.

8. Kawanan Lebah penghasil listrik

Sekawanan lebah mungkin memiliki efek mengejutkan, dan bukan hanya karena sengat mereka. Menurut penelitian yang diterbitkan dalam jurnal iScience pada Oktober 2022, kawanan lebah dapat menghasilkan medan listrik yang mirip dengan yang dihasilkan oleh badai petir.

Lebah terus-menerus menggosokkan tubuh mereka ke permukaan tanaman dan udara, sayap kecil mereka berdetak ratusan kali per detik. Akibatnya, mereka dapat dengan mudah menghasilkan listrik statis. Para ilmuwan mengira bahwa gaya statis ini berskala kecil, sampai mereka mengukur muatan listrik di dekat sarang lebah saat kawanan lebah lepas landas.

Mereka menemukan lebah dapat membuat gradien potensial listrik sebesar 100 volt per meter, dan kadang-kadang hingga 1.000 volt per meter - delapan kali lebih besar dari jenis gradien yang ditemukan dalam awan badai tipikal. Gradien yang diciptakan secara biologis ini mungkin memengaruhi pergerakan debu atmosfer dan polutan halus lainnya, demikian laporan para peneliti.

9. Beberapa bakteri menghembuskan listrik

Jauh di bawah dasar laut dan jauh di bawah tanah, bakteri dari genus Geobacter mengirimkan selang napas kecil dan mengeluarkan listrik. Padahal bakteri ini tidak memiliki akses oksigen. Aktivitas metabolisme menghasilkan elektron berlebih; manusia dan organisme lain yang menjalani gaya hidup aerob menggunakan oksigen untuk mengikat elektron ekstra ini dan membersihkannya dari tubuh. Tetapi organisme anaerob, organisme yang tidak menggunakan oksigen, tidak memiliki keleluasaan itu.

Jadi, spesies Geobacter mengirimkan selang napas 100.000 kali lebih tipis dari rambut manusia untuk mendorong elektron keluar dari diri mereka dan ke sekitar mereka, kadang-kadang ratusan ribu panjang tubuh bakteri. Pada tahun 2021, peneliti menemukan bahwa kawat listrik kecil ini terbuat dari protein yang disebut sitokrom. Koloni Geobacter bahkan dapat digunakan untuk memberi daya pada perangkat listrik, tetapi bakteri tidak menghasilkan banyak listrik, sehingga perangkat harus kecil.

10. Berlian membutuhkan listrik untuk terbentuk

Berlian mungkin menjadi kado terbaik, tetapi listrik sesungguhnya sahabat terbaik berlian. Ilmuwan melaporkan pada 2021 bahwa berlian, yang terbentuk di dalam mantel Bumi, membutuhkan sedikit bantuan listrik untuk terbentuk. Ternyata karbon tidak berubah menjadi permata berkilau tanpa dorongan kecil sekitar 1 volt, menurut studi yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances.

Hal ini mungkin tidak menimbulkan masalah besar di mantel, di mana batuan yang meleleh dan cairan lainnya dapat menghantarkan muatan listrik. Medan listrik yang kecil, lebih lemah dari baterai rumah tangga, kemungkinan memberikan elektron ekstra untuk memulai proses kristalisasi yang membentuk berlian.