BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Setiap
hari kita memerlukan listrik di dalam kehidupan kita. Sewaktu bangun dipagi hari
kita menyalakan lampu di kamar tidur, lampu tersebut memerlukan listrik. Di
rumah, hampir setengah dari benda adalah benda yang menggunakan alat listrik,
seperti kulkas, televisi, komputer, dll. Di jalan raya kita bisa melihat lampu
jalan yang menggunakan lampu besar dan membutuhkan energi listrik yang besar.
Kita juga bisa melihat pemakaian listrik di sekolah, di pabrik, di toko, dan
kita juga bisa menemukan penggunaan listrik hampir dimana saja.
Di
bumi ini terdapat sekitar 7.3 milliar manusia dikutip dari(http://nationalgeographic.co.id/berita/2015/08/populasi-manusia-akan-capai-9-3-miliar-jiwa-di-tahun-2050).
Sekitar 90% dari jumlah tersebut menggunakan listrik. Sisa 10% jumlah penduduk
tersebut adalah penduduk pedalaman yang tidak menggunakan listrik.
Di
zaman ini, kita bisa melihat jumlah penduduk yang sangat banyak. Di sisi lain
jumlah listrik yang disediakan tidak sebanyak yang dibutuhkan oleh jumlah
penduduk. Jumlah listrik yang disediakan tidak sebanding dengan jumlah listrik
yang dibutuhkan oleh penduduk. Dampaknya dapat dilihat ketika mati lampu. Mati
lampu adalah cara yang digunakan oleh PLN untuk mematikan listrik di sebagian
daerah untuk menjaga ketersediaan listrik yang dibutuhkan.
Orang
– orang mulai memikirkan cara untuk menyeimbangkan jumlah listrik yang disediakan
dan jumlah listrik yang dibutuhkan. Kita bisa melihat kata – kata “Save
Energy”, dan “Go Green”. Kata tersebut adalah sebuah sarana dari iklan untuk
menjaga keseimbangan penggunaan dan kebutuhan listrik.
Para ilmuan – ilmuan pun mencara sumber
alternatif listrik seperti solar panel, Kincir Angin, dan Turbin Air. Saya memanfaatkan
benda yang ada dilingkungan untuk menghasilkan energi alternatif. Salah satu energi
alternatif bisa dihasilkan dari tanah merah, karena tanah merah mengandung MgSO4.
Oleh karena itu, Saya meneliti tanah merah sebagai energi alternatif untuk
menghasilkan listrik.
1.2.
Identifikasi Masalah
1.
Pemanfaatan tanah merah menjadi energi
listrik.
2.
Mencari besar energi tanah merah.
3.
Menyalakan alat elektronik sederhana
menggunakan tanah merah.
1.3.
Rumusan
Masalah
1.
Bagaimana cara pemanfaatan barang bekas
tertentu menjadi energi tanah merah?
2.
Berapakah energi listrik yang dihasilkan
oleh tanah merah?
3.
Bagaimana
menyalakan alat elektronik sederhana menggunakan tanah merah?
1.4.
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini
yang ingin dicapai adalah:
1.
Memanfaatkan tanah merah menjadi sumber
energi listrik.
2.
Menghitung besar energi yang dihasilkan
oleh tanah merah.
3.
Memanfaatkan energi tanah merah untuk menghidupkan
alat elektronik sederhana.
1.5.
Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Produk
pemanfaatan tanah merah sebagai sumber
energi listrik dapat digunakan untuk mengatasi masalah kekurangan asupan energi
listrik di daerah- daerah terpencil.
2. Meningkatkan
kreativitas anak – anak untuk berinovasi.
1.6.
Batasan
Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini sebagai berikut:
1.
Jenis tanah yang
diteliti adalah tanah merah.
2.
Konduktor yang
digunakan sebagai katoda dan anoda adalah plat besi dan plat tembaga.
BAB
II
KAJIAN
TEORITIS
Penggunaan
2.1.
Tanah
Tanah adalah bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organik.
Tanah
sangat vital peranannya bagi semua kehidupan di bumi karena tanah mendukung
kehidupan tumbuhan dengan menyediakan hara dan airsekaligus sebagai penopang akar. Struktur tanah yang berongga-rongga juga menjadi tempat yang baik bagi
akar untuk bernapas dan tumbuh. Tanah juga menjadi habitat hidup berbagai mikroorganisme. Bagi sebagian besar hewan darat,
tanah menjadi lahan untuk hidup dan bergerak.
Ilmu
yang mempelajari berbagai aspek mengenai tanah dikenal sebagai ilmu tanah.
Dari
segi klimatologi, tanah memegang peranan penting
sebagai penyimpan air dan menekan erosi, meskipun tanah sendiri juga dapat
tererosi.
Komposisi
tanah berbeda-beda pada satu lokasi dengan lokasi yang lain. Air dan udara merupakan bagian dari tanah.
2.2.
Tanah Merah
Tanah Laterit atau sering disebut juga dengan tanah merah
merupakan tanah yang berwarna merah hingga coklat yang terbentuk pada ligkungan
yang lembab, dingin, dan mugkin genangan-genangan air, Secara spesifik
tanah merah memiliki profil tanah yang dalam,mudah menyerap air memiliki
kandungan bahan organik yang sedang dan pH netral
hingga asam dan banyak mengandung zat besi dan aluminium sehingga
baik digunakan pondasi bangunan karena mudah menyerap air.
Tanah
laterit terlihat seperti warna karat dikarenakan mengandung oksidasi besi yang
tinggi. Pada umumnya tanah laterit mengandung besi, timah, zirkon, kwarsa,
aluminium, nikel, oksida titanium dan lain-lain. Tanah laterit pada tempo dulu
sering digunakan untuk bahan bangunan.
2.3.
Listrik
Listrik adalah rangkaian
fenomena fisika yang berhubungan dengan
kehadiran dan aliran muatan listrik. Listrik menimbulkan berbagai macam efek yang telah
umum diketahui, seperti petir, listrik statis, induksi elektromagnetik dan arus listrik. Adanya listrik juga bisa menimbulkan dan
menerima radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio.
Dalam listrik, muatan
menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan
lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika:
·
muatan listrik: sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi
elektromagnetik. Substansi
yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik
·
medan listrik (lihat elektrostatis): tipe medan elektromagnetik sederhana yang
dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya
·
potensial listrik: kapasitas medan listrik untuk
melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt
·
arus listrik: perpindahan atau aliran partikel
bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere
·
elektromagnet: Muatan berpindah
menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan
magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik
·
Energi listrik adalah energi utama
yang dibutuhkan bagi peralatan listrik/energi yang tersimpan
dalam arus listrik dengan satuan amper (A) dan tegangan
listrik dengan satuan volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya
listrik dengan satuan Watt (W) untuk menggerakkan motor, lampu penerangan,
memanaskan, mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik
untuk menghasilkan bentuk energi yang lain.
· Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan
negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun
substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel
elementer.
Pada teknik elektro, listrik digunakan untuk:
· tenaga listrik yang digunakan untuk
menghidupkan peralatan
· elektronik yang berhubungan dengan sirkuit listrik yang melibatkan komponen listrik aktif seperti tabung vakum, transistor, diodadan sirkuit terintegrasi
Fenomena listrik telah dipelajari
sejak zaman purba, meskipun pemahaman secara teoritisnya berkembang lamban
hingga abad ke-17 dan 18. Meski begitu, aplikasi praktisnya saat itu masih sedikit,
hingga di akhir abad ke-19 para insinyur dapat memanfaatkannya pada industri dan rumah
tangga. Perkembangan yang luar biasa cepat pada teknologi listrik mengubah
industri dan masyarakat. Fleksibilitas listrik yang amat beragam menjadikan
penggunaannya yang hampir tak terbatas seperti transportasi, pemanasan, penerangan, telekomunikasi, dan komputasi. Tenaga listrik saat ini adalah tulang punggung
masyarakat industri modern
Energi listrik adalah energi utama
yang dibutuhkan bagi peralatan listrik/energi yang tersimpan dalam arus
listrik dengan satuan amper (A) dan tegangan listrik dengan satuan
volt (V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan
Watt (W) untuk menggerakkan motor, lampu penerangan,
memanaskan, mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik
untuk menghasilkan bentuk energi yang lain.
Elektron adalah partikel subatom
yang bermuatan negatif dan umumnya ditulis sebagai e-. Elektron tidak memiliki komponen dasar ataupun
substruktur apapun yang diketahui, sehingga ia dipercayai sebagai partikel
elementer.
Penggunaan
Lampu pijar,
salah satu aplikasi pertama listrik, beroperasi dengan pemanasan
joule: lewatnya arus listrik melalui hambatan listrik akan
menghasilkan panas
Listrik adalah energi yang paling mudah digunakan dan
telah digunakan di sebagian besar alat dan akan terus berkembang. Penemuan lampu pijar pada tahun 1870-an
menjadikan penerangan salah satu aplikasi pertama tenaga listrik yang digunakan secara
luas. Dengan begitu listrik menggantikan penerangan dari api yang berarti jauh
mengurangi risiko kebakaran pada rumah dan pabrik. Utilitas umum dipasang
di banyak kota menargetkan permintaan pasar yang berkembang untuk penerangan
listrik.
Efek pemanasan joule yang muncul pada lampu juga digunakan langsung
pada penamans listrik. Meski penggunaannya mudah dan bisa dikontrol, namun
pemanas listrik dianggap memboroskan energi, karena sebagian besar pembangkit
listrik sudah membutuhkan panas di stasiun pembangkit. Beberapa negara seperti
Denmark, telah mengeluarkan aturan yang membatasi atau melarang penggunaan
pemanas listrik di bangunan baru. Listrik juga merupakan sumber energi
utama untuk refrigerasi, dengan pendingin udara menggambarkan permintaan listrik
yang meningkat.
Listrik digunakan dalam telekomunikasi, muncul pada telegraf tahun 1837 oleh Cooke dan Wheatstone. Pembangunan sistem telegraf interkontinental dan transatlantik, pada tahun 1860-an, listrik membuat
komunikasi di seluruh dunia terhubung dalam hitungan menit. Fiber optik dan satelit
komunikasi turut
berperan dalam sistem telekomunikasi, namun listrik tetap menjadi bagian
utamanya.
Efek elektromagnet paling bisa dilihat pada motor listrik yang dapat menyediakan tenaga
gerak yang bersih dan efisien. Motor diam seperti winch dapat
ditenagai dengan mudah, namun motor yang berpindah dalam penggunaannya,
seperti kendaraan listrik, harus
membawa sumber tenaga seperti baterai atau mendapatkan arus dari kontak geser
seperti pantograf.
Peralatan elektronik menggunakan transistor, salah satu penemuan terpenting pada
abad ke-20, menjadi dasar dari semua rangkaian listrik modern.
Sebuah rangkaian intergrasi modern
dapat berisi milyaran transistor mini dengan luas hanya beberapa sentimeter
persegi.
Listrik juga digunakan untuk menggerakan transportasi
umum, seperti kereta dan bus listrik.
1.4.
Katode dan Anode
Katode adalah kutub elektroda dalam sel elektrokimia yang
terpolarisasi jika kutub ini bermuatan positif (sehingga arus listrik akan
mengalir keluar darinya, atau gerakan elektron akan masuk
ke kutub ini).
Anode adalah elektrode, bisa
berupa logam maupun
penghantar listrik lain, pada
sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya.
Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron. Pada
proses elektrokimia, baik sel
galvanik(baterai) maupun sel elektrolisis,
anode mengalami oksidasi.
1.5.
Besi
Besi adalah unsur kimia dengan simbol Fe (dari bahasa Latin: ferrum) dan nomor atom 26. Merupakan logam dalam deret transisi pertama. Ini adalah unsur
paling umum di bumi berdasarkan massa,
membentuk sebagian besar bagian inti luar dan dalam bumi. Besi adalah unsur keempat terbesar pada
kerak bumi.
Kelimpahannya dalam planet berbatu seperti bumi karena melimpahnya produksi
akibat reaksi
fusi dalam bintang bermassa besar, di
mana produksi nikel-56 (yang meluruh menjadi isotop besi paling umum)
adalah reaksi fusi nuklir terakhir yang
bersifat eksotermal. Akibatnya, nikel radioaktif adalah unsur terakhir
yang diproduksi sebelum keruntuhan hebat supernova. Keruntuhan tersebut menghamburkan prekursor radionuklida besi ke angkasa raya.
1.6.
Seng
Seng, zink, atau timah sari adalah unsur kimia dengan lambang
kimia Zn, bernomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia
merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa sifat kimia seng
mirip dengan magnesium(Mg). Hal ini dikarenakan
ion kedua unsur ini berukuran hampir sama. Selain itu, keduanya juga
memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di
kerak bumi dan memiliki
lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang
adalah sfalerit (seng sulfida).
1.7.Tembaga
Tembaga adalah
suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa
Latin Cuprum.Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang
baik. Selain itu unsur ini memiliki korosi yang
cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan permukaan berwarna
jingga kemerahan. Tembaga dicampurkan dengan timah untuk
membuat perunggu.
Ion Tembaga(II) dapat berlarut ke dalam air, di
mana fungsi mereka dalam konsentrasi tinggi adalah sebagai agen anti bakteri, fungisi, dan bahan tambahan kayu.
Dalam konsentrasi tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tetapi dalam jumlah
sedikit tembaga merupakan nutrien yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman
tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembaga biasanya ditemukan di bagian hati,
otak, usus, jantung, dan ginjal.
1.8.
Elektrolisis
Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel
elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui
larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi
kimia (reaksi redoks). Tiga ciri utama, yaitu:
Ada larutan elektrolit
yang mengandung ion bebas. Ion-ion ini dapat memberikan atau menerima elektron
sehingga electron dapat mengalir melalui larutan.
Ada sumber arus
listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah (DC).
Ada 2 elektroda dalam
sel elektrolisis.
Elektroda yang
menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebut Katoda, sedangkan
elektoda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut
Anoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi yang elektrodanya
negative (-) dan Anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi yang
elektrodanya positive (+)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
1.1. Tempat dan Waktu Penelitian
1.1.1. Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan di laboratorium fisika sekolah Chandra Kumala School.
1.1.2. Waktu Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada 1 Februari 2018 – 1 Maret 2018
1.2. Jenis Penelitian
Jenis Penelitian yang dilakukan yaitu bersifat eksperimen. Eksperimen yang dimaksud yaitu mengecek berapa banyak listrik yang bisa dihasilkan oleh tanah merah. Listrik yang dihasilkan itu juga akan diukur dan melihat apakah sanggup menghidupkan lampu LED.
1.3. Alat dan Bahan Penelitian
1.3.1. Alat Penelitian
NO
|
Nama
|
Jumlah
|
Gambar
|
1
|
Multimeter
|
1 buah
|  |
2
|
Gunting
|
1 buah
|  |
3
|
Lampu LED
|
1 buah
|  |
4
|
Wadah
|
1 buah
|  |
5
|
Staples
|
1 buah
|  |
1.3.2. Bahan Penelitian
NO
|
Nama
|
Jumlah
|
Gambar
|
1
|
Tanah Merah
|
1 kg
|  |
2
|
Air
|
Secukupnya
|  |
3
|
Seng
|
24 x 15 cm
|  |
4
|
Tembaga
|
24 x 15 cm
|  |
5
|
Kabel
|
30 cm
|  |
1.4. Prosedur Penelitian
NO
|
Prosedur
|
Gambar
|
1
|
Sediakan sebuah wadah
| |
2
|
Isi wadah tersebut dengan tanah merah
|  |
3
|
Potong masing-masing seng dan tembaga 24 x 2.5 menjadi enam potong
|  |
4
|
Sesudah dipotong lipat tembaga dan seng
|  |
5
|
Susunlah tembaga dan seng yang sudah dipotong di dalam wadah
|  |
6
|
Isi air secukupnya hingga air menjadi lunak
|  |
7
|
Sambungkan kabel di ujung tembaga dan seng
|  |
8
|
Sambungkan voltmeter kepada ujung kedua kabel sehingga dapat melihat tengangan dan arus yang dihasilkan
|  |
9
|
Sambungkan lampu LED kepada ujung kedua kabel supaya menyala
|  |
BAB IV
HASIL DAN DISKUSI PENELITIAN
4.1.Hasil Penelitian
NO
|
Tegangan
|
Gambar
|
1
|
10.6 V
|  |
2
|
10.4 V
|  |
3
|
10 V
|  |
4
|
11.9 V
|  |
5
|
0.12 V
|  |
NO
|
Arus
|
Gambar
|
1
|
0.1 A
|  |
2
|
0.13 A
|  |
3
|
0.12 A
|  |
4
|
0.11 A
|  |
4.2.Diskusi Penelitian
Dari hasil penelitian ini listrik yang dihasilkan oleh ETAM(Energi Tanah Merah) di daerah Patumbak dapat menghasilkan listrik dengan tengangan 10 – 12V dan menghasilkan arus listrik sebesar 0.1 – 0.13 A.
BAB V
PENUTUP
5.1.Kesimpulan
ETAM(Energi Tanah Merah) dapat menjadi salah satu energi alternatif yang bagus. Selain dengan biaya yang murah, ETAM juga ramah lingkungan dan mudah dibuat. ETAM dapat menghasilkan listrik. Jumlah listrik yang dihasilkan dipengaruhi oleh berapa banyak cell yang dihasilkan. Dalam percobaan dengan 6 cell Saya mendapatkan bahwa dengan 6 cell etam dapat menghasilkan listrik dengan tengangan 10 – 12V dan arus listrik sebesar 10 – 12V.
5.1.Saran
· Jumlah air yang dituang harusnya di kontrol
· Banyak tanah yang dipakai disetiap sel harus sama
· Pengukuran dengan multimeter harus diulang beberapa kali untuk mendapat hasil yang akurat
· Air yang ada di sel satu dengan sel lainnya tidak boleh terhubung
Sekian dari blog ini, maaf atas ketidaksempurnaan blog ini Terima Kasih.
