LISTRIK DC dan LISTRIK AC

Post by: Omega delta electric A. Listrik Arus Searah (DC) 1. Generator arus searah (dc). Generator arus searah adalah mesin pengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dan lain sebagainya. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hukum Faraday dimana konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang dipasang pada sumbu generator maka pada terminal generator akan terjadi tegangan searah. 2. Batere atau Accumulator. Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel. Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. 3. Arus Listrik. Arus listrik adalah mengalirnya electron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere. 1 ampere arus adalah mengalirnya electron sebanyak 628x1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik meliwati suatu penampang konduktor. I = Q/t [Ampere] Keterangan : 1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 electron Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb I = Kuat Arus dalam satuan Amper. t = waktu dalam satuan detik. Contoh : Sebuah batere memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?. Jawab : Diketahui : I = 0,5 amp t = 2 menit. Ditanyakan : Q (muatan listrik). Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik Q = I x t = 0,5 x 120 = 60 coulomb. 4. Kuat Arus Listrik. Kuat arus listrik adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu. Difinisi : Amper adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik. Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu. 5. Rapat Arus. Rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat. S = I/q Keterangan : S = Rapat arus [ A/mm²] I = Kuat arus [ Amp] q = luas penampang kawat [ mm²] 6. Tahanan dan daya hantar. Tahanan difinisikan sbb : 1 (satu Ohm / Ω) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0º C. Daya hantar didifinisikan sbb : Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik. Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus. R = 1/G Keterangan : R = Tahanan kawat listrik [ Ω/ohm] G = Daya hantar arus [Y/mho] Tahanan pengahantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya. Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah : ρ = R (L/q) Keterangan : R = tahanan kawat [ Ω/ohm] l = panjang kawat [meter/m] l ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = penampang kawat [mm²] faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistance, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada : • panjang tahanan • luas penampang konduktor. • jenis konduktor • temperatur. B. Listrik Arus Bolak Balik (AC) 1. Generator Arus Bolak-Balik. Gaya gerak listrik dapat dihasilkan oleh kumparan yang bergerak diantara medan magnet. Gaya gerak listrik (ggl) yang dihasilkan berupa tegangan sinusiodal. Tegangan listrik yang berubah dengan waktu sering disebut dengan tegangan bolak-balik (AC = Alternating Current). Jika kumparan tersebut berputar dengan frekuensi sudut ω, maka persamaan tegangan bolak-balik dapat dinyatakan dengan fungsi sinusoida sebagai berikut : V =Vm sin 2πft = Vm sin (2π/T)t=Vm sin ωt Keterangan : v = Tegangan sesaat Vm = Tegangan Maksimum f = Frekuensi T = Periode = waktu untuk satu siklus gelombang Ω = kecepatan sudut = 2p¦ = 2p/T = radian perdetik Frekuensi dalam listrik AC merupakan banyaknya gelombang yang terjadi dalam satu detik. Jika waktu yang diperlukan oleh satu gelombang disebut periode (T) maka. t = 1 / T atau T = 1 / f jika generator mempunyai P kutub dan berputar sebanyak N kali dalam satu menit, maka frekuensi mempunyai persamaan sebagai berikut : f = (P.N)/120 Keterangan : P = Jumlah kutub generator N = Jumlah putaran permenit (rpm) 2. NILAI MAKSIMUM DAN EFEKTIF TEGANGAN DAN ARUS BOLAK-BALIK Tegangan listrik bolak-balik selalu berubah tergantung dari waktu dan tegangan maksimumnya. Salah satu alat untuk mengukur tegangan listrik bolak-balik adalah osiloskop. Osiloskop juga dapat dipakai untuk mengukur frekuensi dan tegangan maksimum. Tegangan dan arus efektif adalah nilai tegangan dan arus bolak-balik yang memberi efek panas (kalor) yang sama dengan suatu nilai tegangan /arus searah. Nilai efektif disebut juga dengan nilai akar rata-rata kuadrat (root mean square). Nilai efektif dari tegangan atau arus bolak-balik akan ditunjukkan oleh alat ukur listrik, seperti Voltmeter dan Amperemeter. Selain nilai efektif dan nilai maksimum, pada arus bolak-balik juga dikenal nilai rata-rata (average value) dan tegangan puncak-puncak (peak to peak). Hubungan antara nilai efektif, nilai maksimum dan nilai rata-rata dari tegangan dan arus bolak-balik adalah : Tegangan Efektif Veff = 0,707 x Vm Ieff = 0,707 x Im Keterangan : Vef = tegangan efektif (Volt) Vm = tegangan maksimum (V) Ief = kuat arus efektif (A) Im = kuat arus maksimum (A) Vp-p = tegangan puncak ke puncak (V) Contoh : Suatu tegangan bolak-balik mempunyai persamaan V = 311 sin 200t Tentukan tegangan efektifnya ! Penyelesaian : Diketahui : Dari persamaan, Vm = 311 V Veff = 0,707 x Vm Vef = = 0,707 x 311 = 220 V