Pada saat awal menuliskan chapter ini, penulis mengalami kesulitan untuk memberi judul. Ada banyak pilihan kata yang bisa saya gunakan, namun itu kurang pas dengan tulisan yang ingin penulis sampaikan. Sebetulnya yang penulis ingin sampaikan dalam chapter ini adalah tentang material (atau partikel atau zarah, yaitu sebuah materi yang halus) yang membuat listrik itu ada. Dalam chapter sebelumnya sudah dijelaskan bahwa listrik itu tidak terlihat, tidak berbau dan tidak berasa, namun partikel apa yang membuat energi listrik itu ada? Sebetulnya itu adalah yang ingin disampaikan oleh penulis, "pelaku" timbulnya energi listrik. Dengan menggunakan bahasa yang lebih akademis (semoga tidak diartikan sebagai takabur, namun agar maksud dari penulis dapat ter-state dengan jelas), penulis ingin menyampaikan "KOMPONEN PENYUSUN ATOM SEBAGAI SUBJEK ENERGI LISTRIK".
Saat kita mengatakan atom, maka akan terbesit di pikiran kita bahwa kita sedang membicarakan hal yang kecil, penggunaan mikroskop elektron, dan sesuatu yang mengacu pada ukuran yang kecil. Bagi kita yang belajar Chemistry (Kimia) di SMA, atau bahkan kita kuliah di Elektro, mungkin membicarakan tentang atom adalah sesuatu yang percuma karena semua orang sudah tahu. Namun, penulis ingin memaparkan tulisan yang utuh (tentang listrik) agar pemahaman kita tidak terputus, dalam artian ilmu listrik yang kita miliki saling terkoneksi. Dan juga, teman-teman pembaca (yang menempuh pendidikan menengah atas selain SMA) juga bisa mengikuti.
Atom adalah satuan dasar materi. Setiap materi memiliki komponen penyusun yang unik, artinya yang satu berbeda dengan yang lain. Atom yang berbeda dapat membentuk campuran, yang disebut molekul. Misalkan air, dalam dunia Kimia dituliskan sebagai H2O, artinya satu molekul air terdiri dari 2 atom H dan 1 atom O. Yang akan kita bicarakan adalah atom. Untuk mengetahui jenis-jenis atom, pembaca dapat melakukan browsing dengan kata kunci "fungsi periodik atom". Untuk sejarah penemuannya, di internet sudah banyak tersedia.
Secara sederhana (dengan mengambil model atom hidrogen, dan penjelasan ini tidak berlaku untuk atom-atom tertentu, karena teori untuk menjelaskannya sangat bervariasi), maka atom terdiri atas nukleus (inti) dan kulit. Sebagaimana terlihat dalam gambar 1. Intinya terdiri atas proton dan neutron, sedangkan kulitnya terdiri atas elektron. Proton memiliki massa 1,6726×10-27 kg; massa neutron 1,6749×10-27 kg; dan massa elektron 9,11×10-31 kg. Jadi dari ketiga komponen atom tersebut, elektron adalah yang paling ringan sehingga sebagian besar massa atom terletak di intinya. Hal inilah yang menjaga elektron tetap bergerak dalam orbitnya (jalur), tidak terlepas atau jatuh ke intinya, sampai ada energi dari luar yang membuat hal itu terjadi.
Gambar 1. Struktur Sederhana Atom
Komponen atom memiliki sifat fisik yang apabila 2 komponen dengan sifat berbeda didekatkan, maka akan timbul gaya. Sifat ini disebut dengan muatan listrik (Electrical Charge). Terdapat dua jenis muatan listrik yaitu positif dan negatif. Neutron tidak memiliki muatan, atau netral. Proton bermuatan positif, dan elektron bermuatan negatif. Yang perlu diperhatikan adalah positif dan negatif tidak mengindikasikan nilai (value) namun mengindikasikan perbedaan sifat. Artinya, misal dalam matematika dikatakan -5 lebih kecil dari +1, hal itu adalah benar. Namun dalam dunia listrik tidak demikian. Apabila ada partikel pertama yang bermuatan listrik -5 dan partikel kedua yang bermuatan listrik +1, maka partikel pertama memiliki muatan listrik yang lebih besar dari partikel kedua. Tanda positif dan negatif hanya menunjukkan sifat partikel pertama berbeda 180 derajat dengan partikel kedua. Itu yang perlu ditekankan.
Muatan listrik memiliki satuan Coulomb, sesuai nama penemu listrik Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806). Sebuah proton memiliki muatan listrik sebesar +1,602×10−19 C, dan satu buah elektron memiliki muatan listrik sebesar -1,602×10−19 C. Setiap atom terdiri atas proton, neuton, dan elektron dengan jumlah tertentu. Dengan demikian, atom atau molekul dapat berada dalam 3 fase:
1. Netral
Apabila jumlah elektron sama dengan jumlah proton
2. Positif
Saat jumlah proton lebih besar dari jumlah elektron
3. Negatif
Saat jumlah elektron lebih besar dari jumlah proton
Atom/molekul dapat bermuatan positif saat elektron meninggalkan atom/molekul tersebut. Atom/molekul dapat bermuatan negatif saat elektron baru bergabung dengan atom/molekul tersebut. Mengapa selalu elektron yang berpindah, bukannya proton? Alasannya adalah karena massa elektron jauh lebih kecil dari massa proton, kurang lebih sepersebu kalinya. Pengertian ini akan sangat bermanfaat saat kita membahas arus listrik di chapter-chapter selanjutnya.
-Harmawan-
-released Mar 28 2012, Paiton. 21.06
