Nonton The Current War Sambil Belajar : Listrik DC atau AC Mana yang Lebih Baik?

Haloo, Sobat OSC!

Gimana nih kabarnya? Semoga selalu diberkahi dengan rahmat kesehatan ya!

Ngomong-ngomong masalah dunia perfilman barat memang nggak pernah ada habisnya ya, Sobat! Berbagai genre dan tema cerita sudah berhasil diangkat dan dikemas menjadi film yang tak hanya memanjakan mata dengan sinematografinya yang memukau tetapi juga konsep dan makna yang terkandung dalam plot ceritanya. Tak jarang film ini mengadaptasi cerita bersejarah yang terjadi di masa lalu. Salah satunya ialah The Current War yakni film yang menceritakan perang sengit antara Thomas Alva Edisson sang penemu listrik DC (Direct Current/Arus Searah) dan Nicolla Tesla, penggagas listrik AC (Alternating Current/Arus Bolak-Balik).

Dilansir dari Wikipedia.org dengan perubahan, The Current War adalah sebuah film drama sejarah Amerika Serikat tahun 2017 yang disutradai oleh Alfonso Gomez-Rejon dan ditulis oleh Michael Mitnick. Film yang dibintangi oleh Benedict Cumberbatch, Michael Shannon, Nicholas Hoult, Tom Holland, Katherine Waterson, Simon Manyonda, dan Tuppence Middleton ini menggambarkan persaingan antara Thomas Alva Edison, sang penemu lampu dan penggagas listrik DC (Direct current/Arus listrik searah) dan George Westinghouse yang beraliansi dengan Nicole Tesla dalam menggagas listrik AC (Alternating current/Arus listrik bolak-balik).

Secara mendetail, film ini menceritakan bagaimana adanya dualisme yang terjadi di Amerika Serikat terhadap arus listrik apa yang seharusnya dan sebaiknya digunakan antara arus listrik DC atau dikenal sebagai arus listrik searah dan arus listrik AC atau arus listrik bolak-balik. Jauh sebelum listrik ditemukan dan dikenal, masyarakat Amerika Serikat telah menggunakan gas sebagai sumber energi utama. Seorang insiyur bernama George Westinghouse bahkan telah menginvestasikan harta kekayaannya pada pengembangan sumber energi ini karena dianggap sebagai masa depan industri dan dunia modern. Namun sayangnya, gas dianggap terlalu mahal dan tidak efisien, sehingga para ilmuwan ulung mulai mencari solusi dengan menciptakan dan mengembangkan sumber energi alternatif lain.

Saat itulah, listrik DC (Direct current/Arus listrik searah) digagas terlebih dahulu oleh Thomas Alfa Edison. Ia berpendapat bahwa sumber energi listrik ini lebih murah, lebih efisien dalam hal keamanan, tidak berbau dan beracun dan dapat bertahan lebih lama yaitu selama 13 jam. Untuk mengembangkan ini, ia membutuhkan banyak konduktor tembaga, kabel-kabel penghantar arus DC perlu dikubur dalam tanah, dan dua gedung untuk menyimpan 6 buah dinamo yang menjadi pembangkit sumber energi listrik DC ini. Tentu saja, serangkaian hal tersebut membutuhkan dana yang tidak sedikit untuk direalisasikan, sehingga Thomas Alva Edison butuh bantuan investasi dari Presiden Amerika Serikat kala itu yakni J.P. Morgan.

Namun nyatanya, petinggi Amerika Serikat tersebut lebih tertarik jika Thomas Alva Edison mengembangkan suatu senjata yang berguna dalam peperangan dibandingkan  sumber energi baru yang hanya digunakan untuk menerangi suatu tempat (Pada awalnya listrik digagas hanya sebagai sumber energi penerangan). Tetapi, Thomas Alva Edison tetap dalam prinsipnya untuk tidak menciptakan suatu penemuan yang dapat merenggut nyawa umat manusia.

Namun setelah beberapa saat, ia mendapatkan  investasi dan berhasil merealisasikan idenya tersebut dengan menerangi sebuah distrik di sekitar Bursa Efek New York pada 4 September 1882. Setelah itu sumber energi ini mulai dikenal dan populer di masyarakat, banyak negara bagian yang mulai mengadopsi sumber energi listrik DC ini. Akibatnya, bisnis gas George Wastinghouse mengalami kemunduran.

George Westinghouse bersama seorang penemu/insiyur lain yang bernama Franklin Leonard Pope mulai berpikir untuk mengembangkan sumber energi listrik lain yang dapat menyaingi sumber energi listrik DC temuan Thomas Alva Edison. Franklin Pope berpendapat bahwa sumber energi listrik DC juga belum bisa dikatakan efisien secara mutlak. Listrik DC  membutuhkan konduktor tembaga sepanjang 100.000 kaki hanya untuk 87 pelanggan. Untuk jumlah tembaga sebanyak itu, jelaslah memerlukan biaya yang besar. Selain itu, daerah jangkauan sumber energi listrik DC juga sangat sempit dan terbatas sehingga butuh lebih satu generator per mil dan kuat arusnya lemah.

Franklin Pope pun mulai merancang ide untuk mengembangkan listrik AC (Alternating current/Arus listrik bolak-balik) dengan menggunakan dinamo Siemens dan Transformator Gaulard-Gibbs yang dia patenkan. Hal tersebut karena listrik AC dapat menjangkau daerah yang lebih luas. Perhatian mereka juga terfokus untuk mengembangkan cahaya bohlam yang lebih terang (sayangnya ide ini tidak orisinal karena seseorang mencuri rancangan Thomas Alva Edison dan memberikannya pada George Westinghouse dan Franklin Pope). Di sisi lain, Franklin pope mengatakan bahwa listrik AC terlalu kuat untuk motor sehingga perlu kehati-hatian besar dalam pengembangannya.

Ketika itu, mulailah muncul sosok cendekiawan hebat lain yaitu Nicole Tesla yang awalnya bekerja pada Thomas Alva Edison. Namun gagasan Nicole Tesla yang bertolak belakang  dengan ide Thomas Alva Edison. Perhatian Nicole Tesla lebih tertuju pada pengembangan listrik AC, namun karena bertentangan, ia mengundurkan diri dari perusahaan milik Thomas Alva Edison dan mendirikan perusahaan sendiri. Usaha pertamanya untuk merealisasikan gagasan ini gagal karena ia ditipu, kemudian ia memilih untuk bekerjasama dengan George Westinghouse yang mempunyai visi dan misi yang sama dalam mengembangkan listrik AC. Pada awal pengembangan listrik AC, Franklin Pope mengatakan bahwa dengan satu dinamo AC yang voltasenya ditingkatkan dapat menghasilkan lebih banyak listrik. 

Untuk transmisinya ke banyak tempat, perlu dibangun tiang-tiang yang akan dipasangi kabel penghantar sebagaimana yang telah diterapkan beberapa abad terakhir. Sama halnya dengan Fraklin Pope, Nicole Tesla pun berpendapat demikian. Listrik AC memberikan lebih banyak efisiensi dalam hal material karena membutuhkan konduktor tembaga lebih sedikit, cakupan transmisi lebih jauh, dan memiliki voltase yang lebih tinggi. Menurutnya, listrik AC 75% lebih hemat dalam hal biaya dan sumber daya.

Persaingan ini makin sengit ketika Thomas Alva Edison melontarkan pendapatnya bahwa pada tegangan tinggi, listrik AC dapat membunuh makhluk hidup ketika arus tersebut dialirkan pada tubuhnya. Sengatan listrik AC bertegangan 1.500 volt selama lima sampai enam menit, dapat membuat suhu tubuh melonjak empat atau lima derajat di atas normal dan berlanjut hingga makhluk tersebut meninggal dunia. Di sisi lain, Nicole Tesla yang bekerjasama dengan George Westinghouse mengembangkan motor elektromagnetik polifase. Nicole Tesla sebenarnya pada masa itu belum dapat merancang sistem motor ini secara nyata, namun ia yakin karena telah merancang motor tersebut dalam bengkel yang ada dalam otaknya. (Dilansir dari zenius.net, Nicole Tesla mempunyai eidetic memory atau lebih dikenal sebagai photographic memory sehingga ketika ia mempunyai suatu ide, ia akan langsung merancang, membuat, memperbaiki dan mengoperasikan ide tersebut dalam imajinasinya tanpa menulis dan menyentuh apapun). 

Persaingan ini berhenti ketika Thomas Alva Edison harus mengakui kelebihan yang dimiliki listrik AC (Alternating current/Arus listrik bolak-balik) dan merelakan perusahaan besutannya menggunakan listrik arus bolak-balik tersebut.

Saya merasa sangat terkesan terhadap film sejarah besutan sutrada asal negeri Paman Sam ini. Para penonton diajak ‘melakukan perjalanan waktu’ ke abad 19, ketika sumber energi yang dimanfaatkan manusia masih sangat minim. Semua hal yang dilakukan manusia hanya bergantung pada alam dan tenaga manusia sendiri. Mesin-mesin penggerak memang sudah ada, namun digerakan oleh tenaga manusia ataupun gas alam. Lama-kelamaan, manusia mulai menyadari hal ini tidaklah efisien. Butuh adanya tenaga lain yang membantu meringankan pekerjaan manusia. Ketika itulah listrik mulai ditemukan dan dikembangkan, kurang lebih seperti yang digambarkan dalam scene film tersebut. Listrik sebagai sumber energi terbaru ketika itu menarik atensi masyarakat dan mulailah terjadi ekspansi yang sangat cepat dalam bidang kelistrikan, terutama dalam hal arus listrik. Sikap akan keingintahuan para cendikiawan/ilmuwan, kepekaan mereka terhadap permasalahan yang ada serta bagaimana besarnya hasrat mereka untuk menemukan solusi, berinovasi dan memberikan kontribusi bagi perkembangan kehidupan manusia menginspirasi saya agar ke depannya juga dapat mengembangkan suatu solusi yang akan menyelesaikan problema dan membawa kemaslahatan bagi kehidupan umat manusia. Tak cukup hanya sekedar ide, namun perlu adanya aksi untuk merealisasikan ide tersebut menjadi kenyataan. Sebagaimana yang dikatakan Nicole Tesla pada penghujung film tersebut :

“Peninggalan sejati bukan yang kita bangun sampai ke surga atau diukir di atas batu. Bebatuan akan hancur. Kertas akan rusak. Peninggalan yang bukan dalam bentuk fisik dan mencakup dua arah yang bisa abadi. Ide-ide kita. Itu peninggalan kita. Dan hanya itu yang bisa memajukan kita.” -Nicole Tesla

Bahkan setelah current of war berakhir, perkembangan dunia kelistrikan tidak pernah usai. Energi listrik bukan lagi sebatas sumber penerangan saja, namun sudah memasuki berbagai bidang kehidupan. Transportasi, pemanasan, perhitungan, dan komunikasi menjadi beberapa bidang dari sekian banyak bidang kehidupan yang mengaplikasikan listrik sebagai sumber energi. Sebagaimana dikutip dari The Growth in Electricity Demand in U.S. Household dengan perubahan, efek energi panas/kalor yang muncul pada lampu menginspirasi para ilmuwan untuk menciptakan pemanas elektrik yang penggunaannya mudah dan dapat dikontrol, menggantikan penggunaan api dan gas alam. Listrik juga menjadi sumber energi utama untuk refrigasi (pendingin udara) (Hojjati: 2001). Kemudian, listrik mulai merambah ke dunia telekomunikasi. Munculnya telegraf pada tahun 1837 dengan pembangunan sistem interkontinental dan transatlantik, listrik membuat komunikasi di seluruh dunia terhubung dalam hitungan menit. Bahkan dalam fiber optik dan satelit komunikasi, energi listrik menjadi bagian utama. Selanjutnya, berbagai peralatan elektronika mulai ditemukan dan transportasi umum mulai digerakan oleh energi listrik. Hal ini cukup untuk membuktikan bahwa permintaan terhadap penggunaan energi listrik yang semakin meningkat dari masa ke masa.

Untuk dualisme antara listrik DC (Direct current/Arus listrik searah) dan listrik AC (Alternating current/Arus listrik bolak-balik), saya condong pada pemanfaatan listrik AC  ketimbang DC dalam hal pengunaan listrik dalam skala besar dalam masyarakat. Hal ini tentu saja didasari pada kenyataan bahwa listrik AC memiliki tingkat efisiensi yang lebih besar dibandingkan DC. Sebagaimana yang kita tahu, listrik DC atau Direct Current adalah listrik yang arusnya mengalir dalam satu arah (searah), sedangkan listrik AC atau Alternating Current adalah listrik yang arusnya mengalir dalam dua arah (bolak-balik). Dilansir dari zenius.net dengan perubahan, Indonesia dan banyak negara lain di dunia menggunakan sistem energi listrik bolak-balik atau AC. Perbedaannya hanya terletak pada standarnya saja. Sebagaimana dikutip dari electricsmith.wordpress.com mengenai Tentang Listrik di Seluruh Dunia – Standar Voltase, Misalnya di Indonesia menggunakan standar 220V, 50Hz, sedangkan di negara Eropa seperti Perancis, Jerman, Italia, Yunani, dan lain lain, standarnya 230V, 50Hz. Di Amerika Serikat sendiri menggunakan standar 120V, 60Hz (Electricsmith: 2012). Dengan kata lain, sistem listrik AC lebih banyak diadopsi untuk transmisi listrik ke masyarakat.

Untuk alasan mengenai hal tersebut, marilah kita membahas dasar dari dua sistem listrik itu sendiri. Seperti yang kita tahu, listrik DC arus listrik bergerak dari kutub positif ke kutub negatif, sedangkan elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Listrik DC dihasilkan oleh baterai. Dikarenakan bergerak dalam arah yang tetap, maka besarnya voltasenya selalu konstan untuk setiap waktu. Sedangkan pada listrik AC, arusnya bergerak secara bolak-balik dan dihasilkan oleh generator. Arusnya dapat bergerak searah jarum jam kemudian bergerak berlawanan dengan arah jarum jam, begitu seterusnya. Sehingga perubahan voltase pada listrik AC dapat digambarkan dalam bentuk grafik sinusoidal. Oleh karena itu, listrik AC memiliki frekuensi tertentu dan akibat dari frekuensi ini, akan timbul suatu hambatan yang tidak muncul pada listrik DC yaitu reaktansi induktif pada kabel. Reaktansi induktif ini berasal dari induktor yang apabila dialiri listrik AC akan menimbulkan perubahan medan magnet. Pada listrik yang ditransmisikan, sebenarnya tidak ada induktor. Kabel-kabel penghantar lah yang berperan sebagai induktor. Reaktansi induktif memiliki hubungan dengan tegangan yang ditransmisikan. Walaupun dengan adanya reaktansi induktif, listrik AC memiliki suatu kelemahan yang tidak dimiliki listrik DC. Karena nyatanya, reaktansi induktif ini tidak menimbulkan daya yang terbuang secara signifikan selama proses transmisi karena listrik AC memiliki skema tersendiri untuk mengatasi hal tersebut.

Dalam transmisi listrik, tingkat efisiensi diukur dari seberapa sedikitnya daya yang terbuang selama proses transmisi. Oleh karena itu, dibutuhkan arus listrik yang sekecil mungkin dengan tegangan yang dinaikkan. Dalam listrik AC, proses menaikkan tegangan sangatlah mudah, hanya menggunakan transformator. Tegangan listrik yang dinaikkan tersebut akan kembali diturunkan ketika sudah sampai pada rumah-rumah masyarakat. Sedangkan pada listrik DC, usaha untuk menaikkan tegangan cukup kompleks. Bahkan usaha yang seringkali dilakukan adalah dengan mengubah arus DC menjadi AC, kemudian tegangannya dinaikkan menggunakan transformator. Berdasarkan hal tersebutlah, dalam hal listrik skala besar yang transmisikan dan digunakan masyarakat di penjuru daerah, saya lebih condong pada penggunaan listrk AC yang lebih efisien.

Menurut penjelasan sebelumnya, dapat dikatakan bahwa kelebihan listrik AC adalah transmisinya yang mudah, kemudahan dalam mengatur (menaikkan-menurunkan tegangan), biaya operasionalnya yang lebih kecil (hemat) dan mudah diproduksi karena hanya menggunakan satu generator saja. Namun, kekurangan listrik AC adalah tidak dapat disimpan dan dipindahkan, serta akan berbahaya jika tersengat oleh manusia (karena tegangannya yang tinggi). Sebagaimana yang ada dalam film tersebut, listrik AC tegangan tinggi ketika menyengat manusia ataupun hewan dapat menyebabkan kematian. Namun, pada sistem listrik yang ada sekarang ini, dilakukan berbagai upaya untuk mencegah hal tersebut terjadi. Seperti yang dikutip dari cerdika.com dengan perubahan, pihak PLN (Perusahaan Listrik Negara) memakai suatu pembatas yang berfungsi sebagai pengaman listrik AC yang bernama miniature circuit breaker (MCB). Sehingga selama penggunaan listrik sesuai dengan prosedur yang ada, kejadian tersengatnya manusia atau hewan oleh listrik AC bertegangan tinggi tidak akan terjadi.

Oleh karena listrik AC tidak dapat dipindahkan sebagaimana listrik DC dapat disimpan dalam baterai atau akumulator (accu), maka peranti elektronika yang portable (mudah dipindahkan dan dibawa kemana-mana) menggunakan listrik DC.  Misalnya handphone seluler, gawai, laptop, dan pada alat transportasi seperti motor dan mobil. Bedanya pada motor dan mobil yang menggunakan akumulator sebagai sumber energi listrik DC, butuhkan daya yang besar dengan tegangan yang kecil. Tetapi dalam hal pengisian daya untuk peranti ini, menggunakan listrik AC yang ditransmisikan tadi. Sebagaimana dikutip dalam zenius.net, listrik AC yang tersebut kemudian diubah menjadi DC menggunakan suatu komponen elektronika yang bernama rectifier atau dioda penyearah. Di sisi lain, perubahan listrik DC menjadi AC juga dapat dilakukan komponen elektronika yaitu inverter. Listrik DC juga aman karena tidak akan menyebabkan sengatan pada tubuh manusia (bertegangan rendah).

Menurut penjelasan tersebutlah, dapat dikatakan bahwa kelebihan listrik DC adalah dapat simpan dalam waktu lama dan dapat dipindahkan, serta aman digunakan karena tidak akan menyengat manusia atau hewan jika dialiri listrik DC. Kekurangannya tentu saja, sistem ini tidak efisien jika harus digunakan sebagai sistem transmisi listrik skala besar.

Baik listrik DC maupun AC membawa perubahan besar bagi kehidupan manusia. Tanpa adanya listrik, mungkin kita tak bisa merasakan berbagai kemudahan yang kita rasakan kini. Berbagai mesin dan peralatan canggih, semua menggunakan listrik. Listrik AC memang harus diakui lebih ekonomis dan efisien dalam penggunaan skala besar, namun tentu kita tidak dapat dengan serta-merta melupakan listrik DC yang juga memberikan peranan besar bagi manusia. Teknologi di bidang kelistrikan akan terus berkembang pesat. Akan makin banyak inovasi-inovasi baru yang muncul dan mungkin tidak pernah terpikirkan sebelumnya.

Disinilah peran para engineer, terkhusus peran para electrical engineer. Menjadi seorang electrical engineer artinya harus siap menjadi agen transformasi dalam memajukan dunia kelistrikan. Electrical engineer haruslah peka terhadap permasalahan yang ada. Fenomena-fenomena yang ada di masyarakat dianalisis dan dicaritahu cara penyelesaiannya. Tak hanya sekedar teori, semua pengetahuan dan ide yang dimiliki seharusnya dapat diaplikasikan dalam wujud konkret. Sehingga, ide/pengetahuan tersebut akan menjadi solusi bagi permasalahan yang ada di kehidupan masyarakat. Itulah arti penting dari bidang keilmuwan eletrical engineering yang sebenarnya.

ElectricSmith. Tentang Listrik di Seluruh Dunia – Standar Voltase. 2012 dari https://www.google.com/amp/s/electricsmith.wordpress.com/2012/06/12/tentang-listrik-di-seluruh-dunia/amp/

Hojjati, B; Battles, S. The Growth in Electricity Demand in U.S. Household, Implications for Carbon Emissions. 1981-2001.

Rangga, Aditya. Arus AC dan DC. Jakarta: 2020 dari https://www.google.com/amp/s/cerdika.com/arus-ac-dan-dc/%3famp/

Subekti, Wisnu. Kenapa Listrik Rumah Menggunakan Arus Bolak Balik?. Jakarta: 2017 dari https://www.zenius.net/blog/14056/listrik-rumah-arus-ac/

Wikipedia. The Current War – Wikipedia Bahasa Indonesia. 2019 dari https://id.m.wikipedia.org/wiki/The_Current_War/