Prinsip dasar kelistrikan bertumpu pada tiga besaran: tegangan yang mendorong, arus yang mengalir, dan hambatan yang membatasi. Hubungan ketiganya dirumuskan dalam hukum Ohm. Dari sini dapat dijelaskan mengapa kabel panas, mengapa pengaman jatuh, dan mengapa kulit basah membuat sengatan lebih berbahaya. Pemahaman ini cukup bagi pekerja dan petugas HSE untuk menilai risiko dengan benar.
Apa saja besaran dasar listrik?
| Besaran | Satuan | Arti sederhana |
|---|---|---|
| Tegangan (V) | Volt | Beda potensial yang mendorong arus |
| Arus (I) | Ampere | Banyaknya muatan yang mengalir tiap detik |
| Hambatan (R) | Ohm | Perlawanan terhadap aliran arus |
| Daya (P) | Watt | Laju pemakaian energi |
| Energi | Kilowatt-jam (kWh) | Daya dikalikan waktu pemakaian |
| Frekuensi | Hertz | Jumlah siklus arus bolak-balik tiap detik |
Perumpamaan yang sering dipakai adalah air dalam pipa: tegangan seperti tekanan, arus seperti debit, dan hambatan seperti sempitnya pipa. Perumpamaan ini membantu, tetapi jangan dipegang terlalu jauh.
Bagaimana hukum Ohm dan rumus daya dipakai?
Hukum Ohm menyatakan V = I x R. Rumus daya menyatakan P = V x I. Dua rumus ini menjelaskan banyak kejadian di lapangan.
- Arus melalui tubuh. Arus sama dengan tegangan dibagi hambatan. Kulit basah menurunkan hambatan, sehingga pada tegangan yang sama arus melalui tubuh menjadi lebih besar. Lihat artikel bahaya listrik pada tubuh manusia.
- Panas pada sambungan longgar. Panas sebanding dengan kuadrat arus dikalikan hambatan. Sambungan longgar menambah hambatan di satu titik sehingga titik itu memanas.
- Beban lebih. Makin banyak peralatan pada satu sirkit, makin besar arus total. Bila melebihi kemampuan kabel, isolasinya memanas.
- Hubung singkat. Hambatan mendekati nol sehingga arus melonjak sangat besar.
Contoh hitung sederhana: pemanas 2.300 watt pada tegangan 230 V menarik arus 10 ampere. Tiga pemanas serupa pada satu sirkit berpengaman 16 ampere akan membuat pengaman jatuh, dan memang itulah tugasnya.
Apa beda arus searah, bolak-balik, satu fase, dan tiga fase?
Arus searah mengalir satu arah, seperti dari baterai. Arus bolak-balik berubah arah secara berkala, seperti dari jaringan PLN. Perbandingan bahayanya ada di artikel bahaya arus listrik AC dan DC.
Pada sistem tegangan rendah di Indonesia:
- Satu fase memakai satu penghantar fase dan netral dengan tegangan nominal 230 V. Dipakai untuk penerangan dan peralatan kecil.
- Tiga fase memakai tiga penghantar fase, dengan tegangan antar fase 400 V. Dipakai untuk motor dan beban besar.
- Netral menjadi jalur balik arus pada operasi normal.
- Penghantar proteksi tidak dialiri arus pada operasi normal dan hanya bekerja saat ada gangguan.
Beban tiga fase yang tidak seimbang membuat arus mengalir di netral. Karena itu netral bukan penghantar yang boleh dianggap tidak penting.
Apa itu konduktor, isolator, dan rangkaian?
Konduktor seperti tembaga dan aluminium menghantarkan arus dengan mudah. Isolator seperti PVC, karet, dan porselen menahannya. Air murni sebenarnya penghantar yang buruk, tetapi air di tempat kerja hampir selalu mengandung zat terlarut sehingga menghantar.
Arus hanya mengalir bila jalurnya lengkap. Perbedaan rangkaian tertutup, terbuka, dan hubung singkat dijelaskan di artikel perbedaan closed circuit dan open circuit.
Susunan beban ada dua macam. Pada rangkaian seri, arus yang sama mengalir melalui semua beban dan putus di satu titik memadamkan semuanya. Pada rangkaian paralel, tiap beban mendapat tegangan yang sama dan bekerja sendiri-sendiri. Instalasi gedung dan pabrik hampir seluruhnya paralel.
Apa kaitannya dengan keselamatan?
- Arus memilih semua jalur yang tersedia. Arus tidak hanya melewati jalur berhambatan paling kecil, tetapi terbagi ke semua jalur menurut hambatannya. Tubuh yang menyentuh badan peralatan bertegangan tetap dialiri arus walaupun ada pembumian.
- Pembumian memberi jalur gangguan. Dengan jalur berhambatan rendah, arus gangguan cukup besar untuk membuat pengaman memutus dengan cepat.
- Pengaman melindungi kabel. Pengaman arus lebih dipilih menurut kemampuan kabel, bukan menurut keinginan agar tidak sering jatuh.
- Tidak adanya arus bukan berarti tidak ada tegangan. Lampu padam belum membuktikan sirkit aman.
- Energi dapat tersimpan. Kapasitor dan baterai tetap bermuatan setelah sumber diputus.
Langkah belajar berikutnya
Pekerja non-listrik cukup memahami konsep di atas dan batas kewenangannya, yang menjadi isi kelas awareness keselamatan listrik dan LOTO. Pelaksana pekerjaan listrik perlu melanjutkan ke pembacaan gambar, pemilihan pengaman, dan pengujian melalui pelatihan Teknisi K3 Listrik.
Referensi
- PUIL 2011 (SNI 0225:2011)
- Permenaker No. 12 Tahun 2015 tentang K3 Listrik di Tempat Kerja
- IEC 60479-1, Effects of current on human beings and livestock
