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:
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.
Jauh sebelum pengetahuan tentang listrik ada, orang pada saat itu takut akan kejutan dari ikan listrik. Penduduk Mesir Kuno dari zaman 2750 BC menyebut ikan ini sebagai "Guntur dari Nil", dan menganggap mereka sebagai "pelindung" dari semua ikan lainnya. Ikan listrik kemudian juga dilaporkan satu milenium kemudian oleh Yunani Kuno, Kekaisaran Romawi dan para naturalis Arab. Beberapa
penulis kuno, seperti Plinius yang Tua dan Scribonius Largus, membuktikan efek mati rasa sengatan listrik dari lele dan pari torpedo, dan tahu bahwa kejutan listrik tersebut dapat mengalir melalui benda berkonduktansi. Pasien yang terkena pirai atau sakit kepala juga diarahkan untuk memegang ikan listrik dengan harapan bahwa kejutan yang kuat tersebut mampu menyembuhkan
mereka. Kemungkinan pendekatan awal dan paling dekat kepada penemuan listrik dari sumber lainnya adalah kepada orang-orang Arab, dimana sebelum abad ke-15 mereka telah memiliki kata berbahasa Arab untuk petir ("raad") ke pari listrik.
Beberapa budaya kuno sekitar Mediterania mengetahui bahwa beberapa benda, seperti batang ambar, dapat digosok dengan bulu kucing untuk menarik benda ringan seperti bulu. Thales membuat beberapa observasi pada listrik statis sekitar tahun 600 BC, dimana ia percaya bahwa friksi yang dihasilkan amber magnetik, kebalikan dari minerak seperti magnetit yang tidak perlu digosok. Thales saat itu belum benar
bahwa tarik-menarik disebabkan oleh efek magnet, namun sains kemudian membuktikan adanya hubungan antara magnetisme dan listrik. Menurut sebuah teori kontroversial, orang-orang Parthia mungkin telah memiliki pengetahuan tentang elektroplating, berbasis pada penemuan Baghdad Battery tahun 1936 yang menyerupai sel galvani, meskipun belum diketahui apakah artefak itu berlistrik di alam.
Listrik tetap hanya menjadi bahan keingintahuan selama satu milenium hingga tahun 1600, ketika ilmuwan Inggris William Gilbert membuat studi khusus mengenai listrik dan magnetisme, membedakan efek lodestone dari listrik statis yang dihasilkan dengan menggosok ambar. Ia mengajukan kata Latin Baru "electricus" ("seperti amber", seperti , "elektron", kata Yunani Kuno untuk "amber") untuk merujuk pada
sifat menarik benda ringan setelah digosok. Kata ini akhirnya diserap dalam bahasa Inggris "electric" dan "electricity", yang pertama kali muncul pada tulisan cetak pada tulisan milik Thomas Browne, "Pseudodoxia Epidemica", tahun 1646.
Karya berikutnya yang dilakukan oleh Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray dan C. F. du Fay. Pada abad ke-18, Benjamin Franklin melakukan penelitian ekstensif pada kelistrikan. Bulan Juni 1752 ia berhasil menempelkan kunci logam ke bagian dasar senar layang yang dibasahi dan menerbangkan layang tersebut di langit berbadai. Adanya kilatan yang meloncat dari kunci ke tangannya menunjukkan bahwa kilat adalah listrik di alam.
Tahun 1791, Luigi Galvani mempublikasikan penemuan biolistrik, menunjukkan bahwa listrik merupakan medium dimana sel saraf memberikan signal ke otot. Baterai Alessandro Volta atau tumpukan volta pada tahun 1800, dibuat dari lapisan seng dan tembaga, sehingga memberikan sumber yang lebih dipercaya bagi para ilmuwan bagi sumber energi listrik daripada mesin elektrostatis yang sebelumnya digunakan.
Dikenalnya elektromagnetisme, kesatuan fenomena listrik dan magnetik, adalah karya Hans Christian rsted dan André-Marie Ampère tahun 1819-1820; Michael Faraday menemukan motor listrik tahun 1821, dan Georg Ohm menganalisis secara matematis sirkuit listrik tahun 1827. Listrik dan magnet (dan cahaya) dihubungkan oleh James Clerk Maxwell, pada tulisannya "On Physical Lines of Force" tahun 1861 dan 1862.
Di awal abad ke-19 mulai ada perkembangan yang cepat dalam ilmu kelistrikan. Beberapa penemu seperti Alexander Graham Bell, Ottó Bláthy, Thomas Edison, Galileo Ferraris, Oliver Heaviside, nyos Jedlik, Lord Kelvin, Sir Charles Parsons, Ernst Werner von Siemens, Joseph Swan, Nikola Tesla dan George Westinghouse, listrik berubah dari keingintahuan sains menjadi peralatan berguna untuk kehidupan modern, menjadi penggerak bagi Revolusi Industri Kedua.
Tahun 1887, Heinrich Hertz menemukan bahwa elektroda yang teriluminasi dengan cahaya ultraviolet dapatmenghasilkan percikan listrik lebih mudah. Tahun 1905 Albert Einstein mempublikasikan tulisan yang menjelaskan data percobaan dari efek fotolistrik sebagai hasil dari energi cahaya yang dibawa pada discrete quantized packets, menghidupkan elektron. Penemuan ini mengantarkan pada revolusi kuantum. Einstein mendapatkan Hadiah Nobel bidang
Fisika tahun 1921 untuk "penemuannya dalam hukum efek fotolistrik". Efek fotolistrik juga digunakan dalam fotosel seperti yang bisa ditemukan pada panel surya dan bisa digunakan untuk memproduksi listrik secara komersial.
Alat solid-state pertama adalah detektor "cat's whisker", pertama kali digunakan tahun 1900an di penerima radio. Kawat menyerupai kumis ditempatkan berkontak dengan kristal padat (seperti kristal germanium) untuk mendeteksi signal radio dengan efek simpang kontak. Pada komponen bentuk padat, arus listrik dibatasi oleh elemen padat dan senyawa direkayasa spesifik untuk menghidupkan dan memperkuatnya. Aliran
arus dapat dipahami dalam 2 bentuk: sebagai elektron bermuatan negatif dan elektron kekurangan muatan positif yang disebut lubang. Muatan dan lubang ini dapat dipahami pada fisika kuantum. Material pembangunnya biasanya adalah kristalin semikonduktor.
Komponen bentuk-padat kemudian berkembang dengan munculnya transistor tahun 1947. Beberapa komponen bentuk padat yang umum adalah transistor, chip mikroprosesor, dan RAM. Sebuah tipe khusus dari RAM disebut flash RAM digunakan pada flash drives. Selain itu, solid-state drive saat ini digunakan untuk menggantikan cakram keras yang berputar mekanis. Komponen bentuk padat mulai populer tahun 1950-an dan 1960-an, transisi dari tabung vakum ke dioda semikonduktor, transistor, sirkuit terintegrasi (IC) dan diode pancaran cahaya (LED).
Adanya muatan akan menghasilkan gaya elektrostatis: muatan memberikan gaya pada muatan lainnya, sebuah efek yang diketahui sejak zaman kuno. Sebuah bola ringan yang digantung dari senar dapat diberi muatan dengan menyentuhkannya dengan pengaduk kaca yang telah dimuati dengan menggosokkannya pada kain. Jika ada bola yang sama dimuati dengan pengaduk kaca yang
sama, maka akan menolak bola pertama: muatan bekerja pada kedua bola. Dua bola yang dimuati dengan batang amber yang digosok juga menolak satu sama lain. Namun, jika satu bola dimuati oleh pengaduk kaca, dan lainnya dengan batang amber, kedua bola ini akan tarik menarik. Fenomena ini kemudian diinvestigasi di akhir abad ke-18 oleh Charles-Augustin de Coulomb.
Penemuan ini kemudian memunculkan aksiom yang terkenal: "muatan sejenis akan tolak-menolak dan muatan berlawanan jenis akan tarik-menarik".