Pengertian Gaya Gerak Listrik (GGL)

Definisi gaya gerak listrik adalah beda potensial antara ujung-ujung penghantar sebelum dialiri arus listrik. Gaya gerak listrik disingkat dengan GGL, dengan satuan volt.
Gaya gerak listrik merupakan energy yang diberikan pada setiap muatan listrik untuk bergerak antara dua kutub baterai atau generator. Sebuah electron-elektron bermuatan e yang bergerak dari kutub negative ke kutub positif melalui konduktor di luar baterai dengan gaya gerak listrik sebesar V, akan mendapat energy sebesar e x V joule.
Pada dasarnya sumber GGL itu segala jenis alat yang muatan positif ama negatifnya terpisah. Kedua ujung dari alat tersebut di sebut terminal. Muatan positif ya numpuknya di terminal positif, sementara muatan negatif, tentunya di terminal negatif.
Terminal positif namanya anoda. Terminal negatif namanya katoda. Ingetnya gini aja. Kalau positif itu ga ada noda. (Ga ada noda ya gak belajar.. hehe). Ga ada noda kan anoda, seperti gak ada tuhan, kan disebut ateis. Huruf a didepannya itu loh. Positif gak ada noda, negatif katoda. Mudah kan menghapalnya.
Oke, kembali ke anoda ama katoda tadi. Karena kedua jenis muatan ini misah, akibatnya ada medan listrik. Medannya nunjuk dari anoda ke katoda. Inget tuh arahnya. Dari anoda ke katoda.
Medan ini, kemudian, memaksakan sebuah gaya pada muatan positif. Medan ini memaksa, mendorong muatan positif dalam alat ini menuju katoda. Sementara itu, gaya ini juga memaksa muatan negatif ke anoda. Supaya muatan positif tetap di terminal positif dan muatan negatif tetep di terminal negatif, alat ini menghasilkan gaya non listrik yang melawan gaya listrik dan terus mendorong muatan positif ke anoda dan muatan negatif ke katoda. Jadi seperti gulat gitu. Sumo bisa juga. Medan listrik vs medan non listrik. Saling dorong mendorong.
Mungkin bisa dibayangkan GGL itu seperti air dalam pipa tegak yang dipaksa naik. Waktu airnya naik ke puncak (anoda) gravitasi maksain supaya tuh air turun (katoda). Jadi supaya air tetap bisa naik, harus ada gaya non gravitasi, seperti pompa misalnya, yang mendorong air melawan gravitasi.
Nah, dalam kasus GGL, gaya dari mesin pompa ini bisa berasal dari reaksi kimia, seperti baterai. Bisa juga dari gaya magnet, seperti dari generator listrik. Atau dari sumber mekanik lainnya lah.
Seperti dalam kasus air tadi, dimana energi potensial gravitasi air bertambah saat air di dorong semakin tinggi, gaya lain ini menyebabkan muatan mengalir ke anoda, meningkatkan energi potensial listrik. Akibatnya terjadi beda potensial antara anoda dan katoda.
Kalau ga ada rugi gara-gara panas waktu muatan mengalir ke anoda di dalam alat ini, beda potensialnya pastilah sama dengan GGL sumber. Ituloh, kan ada hukum kekekalan energi.
Kalau, di luar alat ini, kita pasang apakeq yang membuat anoda terhubung balik ke katoda, maka arus akan mengalir lewat penghubung ini dari anoda ke katoda. Ya penghubungnya bisa kabel atau kawat telanjang (kesetrum tanggung sendiri).
Ntar, nih ada contoh gambarnya. Coba liat gambar ini

Titik a dengan c itu kalau dihubungkan akan menjadi rangkaian loh. Jadi titik a dihubungkan ke anoda dan titik c dihubungkan ke katoda. Coba lihat di gambar ini biar jelas

Muatan kehilangan energi listrik yang bergerak dari terminal tinggi ke terminal rendah lewat rangkaian luar, lalu dipaksa oleh gaya non listrik kembali ke anoda lewat alat GGL dan karenanya memperbaiki energi listriknya. Seperti sistem air kita lo. Airnya mengalir kembali lewat beberapa pipa lain lalu kembali lagi ke pipa tegak dengan dorongan pompa. Perbedaan potensial tetap terjaga antara terminal saat tidak ada arus. Kan gak ada kawat yang menghubungkan terminal. Nah, beda potensial kalau ga ada arus ini namanya GGL Rangkaian Terbuka.
Kalo kita menghubungkan satu kawat dengan hambatan R pada kedua terminal itu, berarti arus akan mengalir lewat hambatan itu dengan tegangan V yang bekerja di sepanjang terminal. Kalau kabel ini cuma satu-satunya hambatan yang ada di rangkaiannya, arusnya pasti mengikuti hukum Ohm, yaitu I = V/R = GGL/R.
Tapi kenyataannya, selalu ada rugi panas dalam sumber GGL. Panas ini muncul karena agitasi molekul saat muatan mengalir dalam sumber. Molekulnya merinding. Kan semakin kuat merindingnya molekul, semakin panas suhunya. Oke deh, kalau dalam kasus ini ya berarti GGL ga lagi sama dengan V. Ada energi non listrik yang hilang menjadi panas. Besarnya rugi panas ini sebanding dengan arus, jadinya GGL = V – I.r. Nah, r disini adalah tetapan proporsionalitas. Karena dimensinya sama dengan hambatan, jadi dia lebih sering disebut “hambatan dalam” atau Rint. Hambatan dalam apa? Ya hambatan dalam sumber.
Kalau gak ada arus mengalir melewati sumber, maka beda potensial sepanjang sumber itu sama aja dengan GGL rangkaian terbuka sumber, karena kan gak ada tegangan jatuh gara-gara arus lewat ke hambatan dalam. Tapi, kalau arusnya ngalir di rangkaian luar, arus yang sama juga bakalan mengalir di dalam sumber dan tegangan bakalan jatuh sebesar Vin = I. Rint. Jatuh tegangan ini terjadi di sepanjang hambatan dalam Rint. Akibatnya, tegangan yang ada pada rangkaian adalah E – I.Biasanya sumber GGL itu ya baterai. Baterai memakai gaya kimia dan karenanya energi kimia inilah yang dipakai untuk memaksa arus melewati baterai dari katoda ke anoda.

Sumber : http://edisutoto.wordpress.com/2011/03/07/pengertian-gaya-gerak-listrik-ggl/