BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Litsrik merupakan salah satu jenis energi yang paling banyak digunakan sampai saat ini. Penggunaan energi listrik pun bisa dengan mudah anda jumpai dalam kehidupan sehari-hari,seperti pada saat menonton TV, menyeterika baju, menghidupkan lampu, dan masih banyak lagi. Arus listrik terdiri atas 2 jenis, yaitu arus listrik bolak-balik (AC) dan arus listrik searah (DC). Untuk mengetahui lebih dalam mengenai dua jenis arus ini, berikut adalah penjelasannya.
Meskipun berbeda jenis, kedua jenis arus listrik ini seringkali digunakan untuk melistriki suatu alat secara bersamaan. Misalnya saat mencharge handphone. Ketika anda menghubungkan charger ke stop kontak, arus listrik AC yang masuk tidak langsung dihubungkan ke baterai handphone. Melainkan dikonversi terlebih dahulu menjadi arus DC oleh adaptor yang terdapat pada charger handphone. Setelah dikonversi menjadi arus DC, barulah arus tersebut masuk ke dalam baterai handphone.
Makalah ini disusun untuk memaparkan tentang arus listrik bolak balik dan arus listrik searah. Diharapkan setelah menyusun makalah ini, dapat dipahami mengenai arus listrik bolak balik dan arus listrik searah serta pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.
1.2. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud arus listrik searah?
2. Apa yang dimaksud sumber arus listrik searah?
3. Apa yang dimaksud arus listrik bolak balik?
4. Bagaimana penjelasan dan cara kerja masing-masing benda yang dikategorikan sebagaiu sumber arus listrik searah dan bolak balik?
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Sumber Arus Searah
ARUS LISTRIK SEARAH (DC; DIRECT CURRENT)
Arus searah (DC) adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap (konstan). Di mana masing-masing terminal selalu tetap polaritasnya, misalkan sebagai kutub (+) selalu menghasilkan polaritas positif begitu pula sebaliknya. Beberapa contoh sumber arus searah adalah battery, accu dan dynamo.
Aliran Elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah : Baterai (termasuk Aki dan Elemen Volta) dan Panel Surya. Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara.
Gambar 1. Arus listrik searah (DC)
Arus Searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan yang terbaru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (Elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. DC tidak mengenal frekuensi. Tegangan selamanya tetap. Jika Tegangan berpotential positif maka seterusnya positif.
2.2 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.
A. 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 adalah 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.
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.
B. 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:
a. Generator penguat terpisah
b. Generator shunt
c. 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).
C. 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.
D. 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.
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.
2.3 ARUS BOLAK BALIK (AC; ALTERNATING CURRENT)
Arus bolak - balik (AC) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah-ubah. Di mana masing-masing terminalnya polaritas yang selalu bergantian. Contoh Alternator (AC generator) dan PLN. Berbeda dengan arus searah di mana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).
Gambar 2. Arus listrik bolak balik (AC)
Secara umum, listrik bolak-balik berarti penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk. Namun ada pula contoh lain seperti sinyal-sinyal radio atau audio yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di dalam aplikasi-aplikasi ini, tujuan utama yang paling penting adalah pengambilan informasi yang termodulasi atau terkode di dalam sinyal arus bolak-balik tersebut. Mengenal adanya frekuensi, yang berkisar antara 5060 Hz dipilih dengan alasan yang cukup masuk akal. Arus listrik dengan frekuensi rendah membuat pemakai listrik seperti motor elektrik lebih mudah. Terlebih dengan aplikasi yang berhubungan dengan traksi dari kommutator, seperti di kasus rel kereta.
PERBEDAAN ARUS SEARAH DAN ARUS BOLAK BALIK
Ilmuwan yang menemukan jenis arus listrik DC ialah Thomas Alva Edison yang merupakan seorang penemu dan pengusaha berkebangsaan Amerika. Awalnya arus DC dikira mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Namun kini banyak ilmuwan yang mengatakan bahwa sebenarnya arus listrik DC mengalir dari Kutub negati ke kutub positif. Aliran inilah yang menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif yang membuatnya seperti terlihat mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Pada arus DC, tegangan listrik memiliki nilai dan arah yang tetap. Contoh penggunaan dari arus DC dalam kehidupan sehari-hari juga cukup banyak. Seperti pada handphone, laptop, radio, dan komputer. Biasanya, arus listrik DC disimpan dalam bentuk baterai yang umum digunakan pada jam dinding, remot TV, dan lain-lain.
Tokoh yang menemukan arus listrik AC ialah Nicola Tesla, yang merupakan ilmuwan, fisikawan, dan teknisi listrik berkebangsaan Serbia-Amerika. Arus AC memiliki nilai dan arah yang selalu berubah-ubah dan akan membentuk suatu gelombang yang bernama gelombang sinusoida. Pada arus listrik AC, dikenal yang namanya frekuensi, yang mana besarnya frekuensi ini berbeda-beda di setiap negara. Di Indonesia, arus listrik AC yang ditetapkan oleh PLN memiliki frekuensi sebesar 50 Hertz, sedangkan tegangan standar untuk arus bolak-bali 1 fasa di Indonesia adalah 220 Volt. Contoh penggunaan dari arus listrik AC pun sangat banyak. Anda bisa dengan mudah menjumpainya dimana-mana. Hampir semua alat-alat yang ada di rumah anda menggunakan arus listrik AC.
Tabel 1. Perbedaan arus searah dan bolak-balik
Arus bolak balik (AC)
Arus searah (DC)
Jumlah energi yang dapat dibawa
Aman untuk mentransfer jarak kota lama dan dapat memberikan lebih banyak kekuatan.
Tegangan DC tidak dapat melakukan perjalanan sangat jauh sampai mulai kehilangan energi.
Penyebab arah aliran elektron
Berputar magnet sepanjang kawat.
Magnet stabil sepanjang kawat.
Frekuensi
Frekuensi arus bolak-balik adalah 50Hz atau 60Hz tergantung pada negara.
Frekuensi arus searah adalah nol.
Arah
Ini berbalik arah saat mengalir dalam suatu rangkaian.
Mengalir dalam satu arah di sirkuit.
Besar Arus
Ini adalah arus yang besarnya bervariasi dengan waktu
Ini adalah arus yang besarnya konstan.
Aliran elektron
Elektron terus beralih arah maju dan mundur.
Elektron bergerak terus dalam satu arah atau maju.
Diperoleh dari
A.C Generator dan listrik.
Sel surya atau batere
Parameterpasif
Empedansi
Hanya resistansi
Faktor Daya
Terletak antara 0 & 1.
Selalu 1
Jenis
Sinusoidal, trapezoidal, segitiga, kotak.
Pulsa
BAB III
KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan uraian makalah di atas, dapat ditarik kesimpulan :
Listrik arus searah (DC-dirrect current) yang mana arus listriknya bergerak searah dari kutub positif ke negatif, maka elektronnya bergerak dari kutub negatif ke positif, seperti listrik DC biasanya dihasilkan oleh baterai.
Listrik arus bolak balik (AC-alternating current) yang mana arah arusnya tidak bergerak dari kutub positif ke negatif, tapi arusnya bolak balik. Arus listrik AC ini dihasilkan oleh generator AC.
Listrik AC lebih dominan dalam sistem kelistrikan dunia, karena sistem listrik AC biasanya lebih ekonomis dibandingkan dengan sistem listrik DC.
3.2 Saran
Dalam pemanfaatannnya arus searah memberikan banyak manfaat untuk kehidupan manusia terutama dengan besarnya dan mudahnya pemanfaatan energy tersebut dalam kehidupan sehari-hari mengingat semua benda sekarang membutuhkan listrik. Dengan demikian, kita harus bisa mengembangkan penemuan-penemuan yang akan bisa menambah manfaat dari arus searah ini supaya menjadi lebih banyak, lebih praktis dan murah.
DAFTAR PUSTAKA
http://elektron.snob.tv/t53-arus-listrik-dc-dan-ac
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/12/mengenal-peralatan-instalasi-listrik.html
http://perawatanrtdonto.blogspot.com/2012/12/cara-menyambung-kabel-listrik-ke.html
REFERENSI
https://www. Definisi Arus DC (Searah) dan Arus AC (Bolak-Balik). Teknisiberat. Diakses tanggal 13 April 2018.
https://www. Pengertian Arus Listrik AC (bolak-balik) dan DC (searah) Serta Contohnya Secara Lengkap. Diakses tanggal 13 April 2018.
https://www. Perbedaan listrik arus searah (DC) dan listrik arus bolak-balik (AC). Diakses tanggal 11 April 2018.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar