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
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
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
Bahan Bacaan
1.
Muhammad H rasyid, 1993, “ Elektronika Daya”, Prentice Hall
Inc Edisi Indonesia
2.
Mohan Undeland. Robbins, 1995,“Power Electronic Converter Applications and
Design”, John Wiley & Sons, 2nd, Edition
3.
D.W. Hart, 1997,” Introduction to Power Electronic” Prentice Hall
4.
Chyril W Lander, 1981,”Power Electronic” McGraw-Hill, Inc
Postingan
Comments (0)
Posting Komentar