Pembelajaran Motor Listrik dan Generator

1893
Oleh : Yohanes Eko Nugroho, S.Pd
Oleh : Yohanes Eko Nugroho, S.Pd

KETIKA berdiri di atas bukit lahan perkemahan pada malam hari, terlihat gemerlap lampu bertebaran begitu indah bagaikan ribuan permata yang tertimpa cahaya. Saya bertanya; “Nak, ribuan lampu di bawah sana, membutuhkan apa?” Jawab mereka “Listrik Pak.”

Hukum Faraday merupakan salah satu keajaiban sains. Hukum Faraday telah menjelma menjadi kebutuhan primer sedunia. Lampu, komputer, jaringan internet, pertukangan, hingga kebutuhan rumah tangga seperti kulkas, magic jar, kipar angin, dan lain-lain; semua hidup karena inspirasi ilmuwan yang bernama Faraday. Semua hidup karena listrik. Berkat Faraday, listrik menjadi murah, mudah, dan melimpah.

Berbeda pada zaman Alexander Volta, listrik begitu mahal dan hanya terjangkau orang berada. Sekarang semua kalangan bisa beraktivitas bersama listrik untuk berbagai keperluan. Sungguh luar biasa. Sayangnya, secara empiris para guru membelajarkan keajaiban inspirasi Faraday hanya teoritis belaka melalui pokok bahasan induksi elektromagnetik. Akibatnya, mayoritas siswa tahu kulitnya saja. Para siswa tahu semua peralatan elektronika, tetapi jika ditanya “Bagaimana listrik dihasilkan?” Jawab mereka “tidak tahu”.

Padahal mereka baru saja mendapatkan materi pelajaran induksi elektromagnetik. Di sisi lain, materi sebelumnya tentang Gaya Lorentz, dibelajarkan sebelum induksi elektromagnetik. Para siswa ternyata tidak tahu bahwa komponen utama Gaya Lorentz dan Hukum Faraday adalah sama, yakni spul (kumparan) dan magnet. Gaya Lorentz menjelma menjadi motor listrik, sedangkan Hukum Faraday menjadi generator. Bahkan, motor listrik bisa berfungsi menjadi generator dan sebaliknya, apabila cara kerjanya dibalik.

Apa jadinya, jika para guru beralasan dinamo sepeda sudah jarang ditemui sehingga kesulitan membuat model generator? Sebagian kecil guru mungkin kurang tahu, motor listrik dapat dibalik fungsinya menjadi generator. Akibatnya, pembelajaran menjadi miskin praktik sehingga berpengaruh terhadap ranah kognitif dan afektif. Ranah afektif bermuara terhadap ketidaksukaan terhadap mapel IPA, sedangkan ranah kognitif bermuara terhadap hasil tes tertulis, misalnya ulangan harian.

Gaya Lorentz dan induksi elektromagnetik (Hukum Faraday) adalah dua buah konsep terkait dan merupakan keajaiban dalam ilmu sains. Motor listrik membutuhkan energi listrik, sedangkan generator melahirkan energi listrik. Dua buah konsep ajaib yang mengubah kehidupan dunia hingga saat ini.

Dalam perenungan selaku guru IPA “Bagaimana ide-ide tersebut bisa muncul dari otak Faraday dan Lorentz?” Padahal dua ilmuwan tersebut lahir di negara dan generasi yang berbeda pula. Namun selama ini, para siswa tidak memahami benar keterkaitan materi Gaya Lorentz dengan peralatan elektronika tersebut. Salah satu penyebabnya, penjelasan guru hanya sebatas teori, kurang aplikatif.

Bisakah siswa mendiagnosa kerusakan sebuah kipas angin? Pertanyaan yang menjadi perenungan kita selaku guru, apa gunanya mengajarkan Gaya Lorentz. Kebalikan dari motor listrik, generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya adalah peristiwa induksi elektromagnetik. Konsep induksi elektromagnetik pertama kali dikemukakan oleh ilmuan asal Inggris yaitu Michael Faraday. Yakni, timbulnya Gaya Gerak Listrik atau GGL yang disebabkan oleh interaksi antara lilitan kawat tembaga dengan magnet. Sama seperti masalah ketidakkeberhasilan guru membelajarkan Gaya Lorentz, siswa juga mengalami masalah terhadap aplikasinya. Siswa tidak tahu bagaimana cara listrik di rumahnya diproduksi. Ironisnya, para siswa hafal Hukum Faraday.

Bagaimana tanggung jawab guru terhadap masalah inkontekstual ini? Silahkan bertanya tentang Genset kepada siswa-siswa kita, mayoritas bahkan tidak tahu kepanjangannya, apalagi cara kerjanya. Selama ini, para siswa hanya tahu bagimana menggunakan kipas angin, mesin cuci, hair dryer dan lain lain. Ternyata tidak memahami cara kerja dan komponennya, walaupun di kelas dibelajarkan Gaya Lorentz.

Selaku guru IPA merasa ada yang kurang sempurna ketika membelajarkan konsep Gaya Lorentz dan Faraday dari tahun ke tahun pelajaran. Oleh karena itu, perlu adanya pembaharuan. Bagaimana membuat alat peraga motor listrik dan generator/dinamo yang sederhana, tetapi memuat logika dan aplikasinya. Dan, ternyata motor listrik dan generator/dinamo mempunyai kesamaan komponen. Dengan kata lain, motor listrik dapat difungsikan sebagai generator/dinamo dan sebaliknya. Komponen motor listrik, antara lain; magnet, kumparan yang dialiri arus listrik DC. Hasilnya, kumparan yang dialiri arus listrik menjadi berputar ketika berada di dalam medan magnet. Kebalikan dari motor listrik, hukum Faraday prinsipnya mengubah energi gerak menjadi energi listrik AC. Komponennya sama dengan motor listrik, yaitu magnet dan kumparan, dimana salah satu komponen berfungsi sebagai motor. Kumparan merasakan perubahan garis-garis gaya magnet sehingga timbul beda potensial pada ujung-ujung kumparan. Harapannnya, selaku guru merasa puas, karena siswa berhasil memahami motor listrik dan generator lebih dari sekadar teori. Semoga. (*/ida)