A. LISTRIK ARUS SEARAH Show Arus listrik searah (Direct Current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang “tampak” mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Contoh dari penggunaan listrik arus searah yaitu penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (dibuat oleh Thomas Alfa Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Generator komersiel yang pertama di dunia juga menggunakan listrik arus searah. Di tahun 1883, Nicola Tesla dianugerahi hak paten untuk penemuannya, arus bolak-balik fase banyak. Pada bulan Mei 1883, dia menyampaikan kuliah klasik kepada The American Institute of Electrical Engineers:”A New System of Alternating Current Motors and Tranformers.” Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga listrik, di zaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan listrik arus bolak-balik. Walaupun begitu, pada saat pertama peluncuran arus listrik bolak-balik, arus listrik searah masih tetap digunakan. Bahkan, ada yang tidak mau menerima arus bolak-balik. Dengan perkembangan teknologi elektronika saat ini, listrik arus searah (DC) dapat dihasilkan dengan cara merubah Arus bolak-balik (AC) menjadi Arus Searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut Power Supply atau Adaptor. Sebagai dasar dari rangkaian Power Supply adalah sebuah komponen diode yang dapat berfungsi sebagai penyearah, artinya adalah dapat merubah dan menyearahkan arus bolak-balik (AC) menjadi Arus Searah (DC). B. SUMBER-SUMBER LISTRIK ARUS SEARAH Semua sumber listrik yang dapat menimbulkan arus listrik tetap terhadap waktu dan arah tertentu disebut sumber-sumber listrik arus searah. Sumber listrik arus searah dibagi menjadi empat macam. 1. Elemen Elektrokimia Elemen elektrokimia adalah sumber listrik arus searah dari proses kimiawi. Dalam elemen ini terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Elemen elektrokimia dapat dibedakan berdasarkan lama pemakaiannya sebagai berikut. 1) Elemen Primer Elemen primer adalah sumber listrik arus searah yang memerlukan penggantian bahan setelah dipakai. Contoh elemen primer sebagai berikut: a) Elemen Volta Elemen volta adalah sejenis baterai kuno yang diciptakan oleh Alesandro Volta.. Elemen volta masih diterapkan sampai saat ini. Meskipun bentuknya sudah dimodifikasi. Elemen volta terdiri atas 2 elektroda dari logam yang berbeda yang dicelupkan pada cairan asam atau larutan garam. Pada zaman dahulu, cairan asam atau garam tersebut berupa kain yang dicelup dalam larutan garam/asam. b) Elemen Daniell Penemu elemen daniel adalah John Frederic Daniell. Elemen Daniell adalah elemen yang gaya gerak listriknya agak lama karena adanya depolarisator. Depolarisator adalah zat yang dapat menghambat terjadinya polarisasi gas hidrogen. Depolarisator pada elemen ini adalah larutan tembaga (sulfat). c) Elemen Leclanche Jenis elemen leclanche ada dua macam, yaitu elemen kering dan basah, terdiri atas dua bejana kaca yang berisi: – batang karbon sebagai kutub positif (anoda) – batang seng sebagai kutub negatif (katoda) – Batu kawi sebagai depolarisator – larutan amonium klorida sebagai elektrolit d) Elemen Kering Elemen kering adalah sumber arus listrik yang dibuat dari bahan-bahan kering yang tidak dapat diisi kembali (sekali pakai). Elemen ini termasuk elemen primer. Contoh elemen kering antara lain, batu baterai dan baterai perak oksida (baterai untuk jam tangan). Bahan untuk kutub positif digunakan batang karbon, dan untuk kutub negatif digunakan lempeng seng. 2) Elemen Sekunder Elemen sekunder adalah sumber arus listrik yang tidak memerlukan penggantian bahan pereaksi (elemen) setelah sumber arus habis digunakan. Sumber ini dapat digunakan kembali setelah diberikan kembali energi (diisi atau disetrum). Contoh dari elemen sekunder yaitu akumulator (aki). Akumulator adalah termasuk sumber listrik yang dapat menghasilkan Tegangan Listrik Arus Searah (DC). Prinsip kerja dari aumulator adalah berdasarkan proses kimia. Secara sederhana, prinsip kerja akumulator dapat dijelaskan sebagai berikut. a) Pemakaian Pada saat akumulator dipakai, terjadi pelepasan energi dari akumulator menuju lampu. Dalam peristiwa ini, arus listrik mengalir dari kutub positif ke pelat kutub negatif. Setelah akumulator dipakai beberapa saat, pelat kutub negatif dan positif akan dilapisi oleh sulfat. Hal ini menyebabkan beda potensial kedua kutub menjadi sama dan kedua kutub menjadi netral. b) Pengisian Setelah kedua kutub netral dan arus tidak mengalir, kita harus menyetrum aki agar dapat digunakan kembali. Pada saat aki diestrum, arah arus berlawanan dengan pada saat digunakan,yaitu dari kutub negatif ke positif. Contoh lainnya seperti batu baterai yang digunakan pada telepon genggam (Hp), laptop, kamera, lampu emergensi dll. 2. Generator Arus Searah Generator arus searah adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi gerak (mekanis) menjadi energi listrik dengan arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu: 1). Generator penguat terpisah 2). Generator shunt 3). Generator kompon Generator DC terdiri dua bagian, yang pertama stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan yang kedua, bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor. Prinsip kerja generator ini adalah induksi elektromagnetik (perubahan medan magnet yang terjadi pada kumparan kawat sehingga terjadi arus listrik). Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara: • dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. • dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC. 3. Termoelemen Termoelemen adalah sumber arus listrik searah dari proses yang terjadi karena adanya perbedaan suhu. Termoelemen mengubah energi panas menjadi energi listrik. Peristiwa ini dikemukakan oleh Thomas John Seebach pada tahun 1826. Arus yang ditimbulkan dari kejadian ini disebut termoelemen. Semakin besar perbedaan suhu antara A dan B, semakin besar arus yang mengalir. Tetapi, karena arus yang dihasilkan relatif kecil, termoelemen belum dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. 4. Sel Surya (Solar Cell) Sel surya atau sel photovoltaic, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah-besar dioda p-n junction, di mana, dalam hadirnya cahaya matahari mampu menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan ini disebut efek photovoltaic. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai photovoltaics. Sel surya memiliki banyak aplikasi. Mereka terutama cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari grid tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit pengorbit bumi, kalkulator genggam, pompa air, dll. Sel surya (dalam bentuk modul atau panel surya) dapat dipasang di atap gedung di mana mereka berhubungan dengan inverter ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net metering. Prinsip kerjanya sebagai berikut. Jika pelat foil alumunium terkena cahaya matahari, maka pelat alumunium akan panas dan diteruskan ke pelat silikon. Silikon bersifat semikonduktor, sehingga pada suhu yang tinggi, elektron-elektron akan terlepas dan menempel pada foil alumunium dan muatan-muatan positifnya menempel pada foil besi. Jika kedua foil dihubungkan melalui rangkaian luar, maka akan menimbulkan aliran elektron. Ini karena pada kedua foil tersebut, terdapat perbedaan potensial. Potensial yang dibangkitkan oleh sel surya sangat kecil sehingga membutuhkan banyak sekali sel Sel surya juga terlalu mahal sehingga penggunaannya sangat terbatas pada alat-alat tertentu saja. Besar arusnya pun sangat bergantung pada intensitas cahaya yang menembus pelat, jumlah sel yang ada, dan luas penampang yang terkena cahaya. Contoh barang yang telah menggunakan tenaga surya yaitu, mobil listrik tenaga surya dan sumber energi pada satelit. http://stellarclyne.wordpress.com/2010/08/22/hello-world/ Arus searah adalah arus listrik yang nilainya tidak berubah. Arah pengaliran arus listriknya hanya positif atau hanya negatif saja.[1] Arus searah didefinisikan sebagai arus listrik yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu. Nilai ini ditinjau dari pengaliran arus listrik pada waktu yang berbeda dan akan selalu mendapatkan nilai yang sama.[2] Sumber tegangan listrik dan arus searah diperoleh dari elemen-elemen seperti elemen volta, baterai, dan akumulator, yang merupakan suatu energi listrik yang mengalir secara merata pada setiap saat.[3] Alat pengukur tegangan dan arus searah yaitu jenis kumparan berputar yang terdiri dari sebuah kumparan yang berada dalam suatu medan magnet permanen. Kumparan yang disanggah oleh sumbu yang dilengkapi dengan pegas, apabila dialiri arus maka kumparan tersebut akan berputar. Pada saat momen putar yang timbul akibat adanya interaksi antara medan magnet dan arus listrik kumparan maka perputaran tersebut akan mencapai kududukan tertentu. Terjadinya defleksi maksimum disebabkan oleh arus listrik maksimum yang diperbolehkan mengalir pada kumparan. Untuk mendapatkan kumparan yang ringan, maka harus dibuat dari kawat yang halus sehingga arus listrik yang mengalir padanya sangat terbatas dan disebut dengan resistansi internal alat ukur.[4] Thomas Alva Edison merupakan orang pertama yang melakukan penyaluran tenaga listrik arus searah secara komersial pada akhir abad ke-19. Tetapi semakin berkembangnya teknologi, listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan dengan listrik arus searah dalam melakukan penyaluran dan pembagian tenaga listrik. Hal ini membuat arus searah tidak memiliki penggunaan dalam skala besar pada sistem tenaga listrik.[5] Sumber arus searah merupakan sumber energi listrik yang dapat menimbulkan arus listrik yang besar dan arahnya selalu tetap. Sumber arus searah diperoleh dari proses kimia yang disebut elemen-elemen elektrokimia. Elemen elektrokimia dibagi menjadi dua golongan, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Contoh elemen primer yaitu : elemen volta, elemen Leclance, elemen kering, elemen alkalin, dan elemen raksa, sedangkan contoh elemen sekunder adalah akumulator. Sumber lain arus searah yaitu generator arus searah.[6] Generator merupakan alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik ditandai dengan terjadinya peristiwa induksi. Dengan mengubah bentuk cincin terminalnya, maka generator arus searah dapat menghasilkan gaya gerak listrik induksi ke satu arah dan cincin ini disebut cincin belah atau komutator.[7] Elemen primerElemen primer adalah elemen yang hanya dapat digunakan selama reaksi kimia yang terjadi sedang berlangsung. Jika reaksi kimia yang terjadi pada elemen primer habis, maka bahan kimia di dalamnya tidak dapat dikembalikan seperti semula.[8] Elemen sekunderElemen sekunder adalah elemen yang bahan-bahan pereaksinya dapat diperbaharui kembali jika bahan-bahan pereaksinya tidak dapat berfungsi. Dengan cara mengalirkan arus listrik dari sumber luar yang arahnya berlawanan dengan arus listrik yang dihasilkan.[8] Elemen VoltaSusunan elemen Volta terdiri atas:[8]
Elemen DanielSusunan Elemen Daniel terdiri atas:[9]
Elemen keringCara kerja dari elemen kering yaitu ketika kedua elektroda dihubungkan dengan suatu penghantar maka akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan aliran arus listrik. Kemudian akan terjadi gelembung gas Hidrogen yang selanjutnya akan diserap oleh campuran MnO2+C sehingga tidak menempel pada anoda. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai terjadi karena baterai tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang menghasilkan beda potensial +1,5 Volt. Elemen primer yang tidak dapat diisi ulang jika muatannya habis yaitu sel karbon seng, tetapi ada juga sel kering yang biasa diisi ulang seperti sel Nicad.[9] Susunan elemen kering yang paling umum digunakan adalah sel karbon seng, diantaranya:[9]
AkumulatorSebuah akumulator 12 Volt terdiri dari 6 sel yang disusun seri dan satu sel akumulator menghasilkan beda potensial + 2 Volt. Dalam melakukan pengisian akumulator, yang harus listrik dilakukan adalah mengalirkan arus searah yang memiliki beda potensial lebih besar dari beda potensial akumulator. Hal tersebut dilakukan dengan cara menghubungkan kutub positif sumber arus listrik pengisi dengan kutub positif akumulator (PbO2) dan kutub negatif sumber arus listrik pengisi dengan kutub negatif akumulator (Pb). Satuan dalam pengukuran kapasitas penyimpanan akumulator yaitu ampere hour (AH).[10] Susunan material akumulator sebagai berikut:[10]
Ketika akumulator digunakan, maka akan terjadi:[10]
TermoelemenTermoelemen merupakan sumber arus listrik searah yang proses terjadinya akibat adanya perbedaan suhu. Perubahan energi panas menjadi energi listrik termasuk proses Termoelemen yang pertama kali ditemukan oleh John Seebach (1826). Apabila perbedaan suhu antara titik A dan B pada suatu logam semakin besar, maka semakin besar pula arus listrik yang mengalir. Generator arus searahGenerator arus searah merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang disebabkan oleh peristiwa induksi. Pada prinsipnya generator menghasilkan arus bolak balik yang memiliki dua cincin yang terpisah, sedangkan pada generator arus searah menggunakan komutator satu cincin yang terbelah dua. Sel fotovoltaikSel fotovoltaik atau sel surya termasuk alat semikonduktor yang terdiri dari komponen dioda sambungan P-N. dimana sel fotovoltaik berfungsi mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Cara kerjanya adalah jika pelat foil alumunium terkena sinar matahari, maka akan menimbulkan panas kemudian selanjutnya diteruskan ke pelat yang terbuat dari silicon yang bersifat semikonduktor. Ketika suhu semakin tinggi, maka elektron-elektronnya terlepas dari silikon kemudian masuk pada foil alumunium dan selanjutnya muatan-muatan positifnya menempel pada kedua foil besi. Proses tersebut akan menghasilkan aliran elektron atau sering disebut arus listrik apabila kedua foil tersebut dihubungkan pada suatu rangkaian. Proses tersebut terjadi karena adanya beda potensial antara kedua foil.[11] Arus bolak balikArus bolak-balik merupakan suatu tegangan dan arus listrik yang besar dan arahnya berubah-ubah secara periodik dalam waktu tertentu. Arus bolak-balik memiliki gelombang yang berbentuk sinusoida, sehingga memungkinkan penyaluran energi yang paling efisien. Penyaluran arus bolak-balik dimulai dari sumbernya menuju ke pelanggan misalnya ke kantor-kantor dan rumah-rumah penduduk, serta sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel.[12] Penyearahan dilakukan dengan tujuan memperoleh arus searah, dimana arus searah ini mengandung komponen arus bolak-balik. Riak tegangan pada penyearah setengah gelombang lebih besar dari penyearah gelombang penuh. Untuk meloloskan komponen searah dan mencegah komponen bolak-balik, maka digunakan penyaring dalam memperkecil riak tegangan. SIfat dari penyearah ialah:[13]
Berkas:3000 Watt 24 volt Inverter with built in charger and transfer switch.jpg 3000 Watt 240 Volt Inverter with built in charger and transfer switch. BateraiBaterai memiliki sifat sebagai berikut:[14]
|
Berikut yang bukan termasuk sumber arus searah adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 berikutyang Inc.
