Arus Searah (DC)

Posted by aditya.pratama October 5th, 2010

Arus searah (DC)

Beberapa contoh listrik arus searah

Arus searah (bahasa Inggris direct current atau DC) adalah 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

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.

Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. 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.

konsep dasar elektronika pada arus searah (DC)

Berikut hal-hal yang penting diketahui didalam konsep dasar elektronika arus searah;
1. Listrik statis
- Semua materi didunia ini disusun oleh yang kita kenal dengan atom
- Semua atom berisi apa yang kita sebut dengan electron, proton, dan neutron
- Elektron bermuatan negative
- Proton bermuatan postif
- Neutron tidak memiliki muatan
- Electron lebih mudah terlepas dibandingkan dengan proton dan neutron
- Jumlah proton pada inti atom menandakan keunikan pada benda tersebut

2. konduktor, isulator, dan arus listrik
- Pada bahan konduktor, electron terluar pada setiap atom dapat mudah datang dan pergi, ini yang disebut dengan electron bebas dan pada bahan konduktor electron-elektron tersebut mudah bergerak.
- Pada bahan isulator, electron terluar pada atom tidak mudah bergerak sehingga electron tidak mudah terlepas.
- Semua logam adalah merupakan konduktor
- Listrik dinamis, atau arus listrik adalah bentuk dari pergeakan electron melalui konduktor. Listrik static tidak bergerak, jumlahnya adalah berdasarkan electron yang ada, dinyatakan dengan kekurangan atau kelebihan electron pada suatu benda.
- Agar electron dapat mengalir secara terus-menerus melalui konduktor, harus ada lintasan yang tidak terputus pada konduktor tersebut.3. rangkaian listrik
- Sebuah rangkaian listrik adalah loop dari bahan konduktor yang tak teputus sehingga terjadi aliran terus-menerus tanpa putus
- Jika sebuah rangkaian putus berarti konduktor atau penghantar tidak lagi pada bagian yang utuh, dan aliran electron tidak dapat melaluinya.
- Putusnya rangkaian dimanapun tidak lagi dapat membuat aliran electron secara terus-menerus. Putus dibagian manapun pada rangkaian akan mengakibatkan terhambatnya elektro melalui rangkaian.
4. Tegangan dan arus
- Electron dapat mengalir pada konduktor disebabkan adanya energi yang mendorong listrik statis.
- Voltage (tegangan) adalah hasil pengukuran dari energi potensial pada suatu benda antara dua titik.
- Voltage (tegangan) , adalah sebuah bentuk dari energi potensial, ini selalu relative antara dua titik. Terkadang kita juga menyebutnya dengan jatuh tegangan (“voltage drop” )
- Ketika sumber tegangan dihubungkan dengan rangkaian, tegangan akan menyebabkan electron mengalir melalui benda tersebut atau yang kita sebut dengan arus.
- Pada rangkaian tunggal, jumlah arus pada satu titik sama dengan pada titik lainnya.
- Jika rangkaian berisi sumber tegangan putus, maka tegangan penuh akan berada pada titik yang putus tersebut
- simbol +/- merupakan orientasi pada jatuh tegangan yang kita sebut dengan polaritas atau kutub. Ini juga relative antara dua titik.

5. hambatan
-Resistance (hambatan) adalah lawan dari arus listrik..
- Hubungan pendek adalah rangkaian listrik yang memiliki hambatan yang kecil atau bahkan tidak ada hambatan pada aliran electron. Hubungan pendek sangat berbahaya apabila pada sumber tegangan yang tinggi, sebab arus akan menyebabkan lepasnya jumlah energi berupa panas dalam jumlah besar.
- Rangkaian terbuka adalah ketika sebuah aliran telah rusak oleh sebuah interupsi pada aliran electron
- Rangkaian tertutup adalah sebuah rangkaian lengkap dengan nilai kontinuitas yang baik.
Sebuah alat yang didesain untuk mengontrol membuka dan menutup disebut dengan switch.

Sumber: http://kakeko.wordpress.com/2007/11/20/konsep-dasar-elektronika-pada-arus-searah-dc/

Berikut ini adalah contoh-contoh benda yang menggunakan prinsip arus serah:

Batu baterai :


1. Elemen primer
Elemen primer adalah elemen yang terdiri dari satu sel atau yang tidak dapat difungsikan lagi jika sudah habis terpakai sedangkan elemen sekunder adalah elemen yang terdiri dari beberapa sel atau dapat dipakai kembali walaupun energinya sudah habis, dengan cara diisi kembali energinya dengan cara di cas (charge). Contoh elemen primer adalah sel kering, elemen volta (baterai)

Sel Kering
Sudah kita ketahui bahwa arus listrik mengalir jika ada beda potensial antara dua titik dalam rangkaian tertutup. Untuk menimbulkan beda potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik selalu diperlukan sumber arus listrik seperti baterai.

Elemen Volta
Allessandro Volta menemukan bahwa pasangan logam tertentu dapat membangkitkan gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik inilah yang menyebabkan arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian
Jika pelat tembaga dan pelat seng dihubungkan dengan kawat tembaga melalui sebuah lampu pijar kecil, maka lampu pijar akan menyala. Lampu pijar hanya berpijar sebentar kemudian meredup dan padam. Mengapa terjadi demikian?
Padamnya lampu pada peristiwa tersebut dinamakan polarisasi (pengkutuban) pada salah satu lempeng elemen. Pada saat terjadi aliran arus, pada lempeng seng akan menghasilkan gas-gas hidrogen berupa gelembung-gelembung dan pada lempeng tembaga dihasilkan endapan yang menempel dan menutupi lempeng tembaga, yang menyebabkan terhambatnya arus sehingga lampu menjadi padam.

Sel Kering

Sel ini disebut dengan sel kering (dry cell) karena sel ini tidak mengandung cairan, paling umum ditemui dipasaran biasanya sel karbon-seng. Pada sel kering arus listrik timbul akibat tegangan seng (Zn) lebih besar dari tegangan batang karbon (C) sehingga arus akan mengalir dari karbon ke seng melalui penghantar luar.seng bertindak sebagai kutub negatif dan karbon bertindak sebagai kutub positif.

Panel Surya

Membangkitkan listrik sendiri di rumah? Itu dimungkinkan dengan pemasangan panel surya - solar cell, panel surya – solar cell mengubah sinar matahari menjadi listrik. Listrik tersebut disimpan di dalam aki, aki menghidupkan lampu.

Dalam penggunaan panel suryasolar cell untuk membangkitkan listrik di rumah, ada beberapa hal yang perlu kita pertimbangkan karena karakteristik dari panel surya / solar cell:

  • Panel suryasolar cell memerlukan sinar matahari. Tempatkan panel surya / solar cell pada posisi dimana tidak terhalangi oleh objek sepanjang pagi sampai sore.
  • Panel surya – solar cell menghasilkan listrik arus searah DC.
  • Untuk efisiensi yang lebih tinggi, gunakan lampu DC seperti lampu LED.
  • Instalasi kabel baru khusus untuk arus searah DC untuk perangkat berikut ini misalnya: lampu penerangan berbasis LED (Light Emiting Diode), kamera CCTV, wifi (wireless fideliity), dll.

Kalau kita membuat rumah baru, disarankan untuk  menggunakan PLN dan panel surya / solar cell. Panel surya / solar cell digunakan untuk sebagian penerangan (dalam hal ini menggunakan arus searah DC) dan PLN untuk perangkat arus bolak balik AC seperti: Air Conditioning, Lemari Es, sebagian penerangan dll.

Bila listrik DC yang tersimpan dalam aki ingin digunakan menyalakan perangkat AC: pompa air, kulkas, dsbnya maka diperlukan inverter yang dapat mengubah listrik DC menjadi AC. Sesuaikan kebutuhan daya yang dibutuhkan dengan panel sel surya, inverter, aki.

Lampu LED sebagai Penerangan Rumah

Saat ini sudah ada lampu hemat energi yang menggunakan DC seperti lampu LED. Bandingkan lampu LED 3 Watt setara dengan Lampu AC 15 Watt.

Kekurangannya adalah:
* Instalasi kabel baru untuk lampu LED.
* Biaya pengadaan lampu yang lebih mahal.

Keuntungannya adalah:
* Penggunaan energi yang kecil
* Keandalan lampu LED 10 x lampu standard biasa
* Penggunaan kabel listrik 2 inti.

Lampu AC Lampu LED
Voltage 220 VAC 12 VDC
Watt 15 Watt 3 Watt
Lifetime 6,000 jam 50,000 jam
Harga + Rp. 25,000 + Rp. 250,000

Panel Surya / Solar Cell untuk Listrik AC

Bila kita berkeinginan untuk menggunakan energi sel surya untuk peralatan rumah lainnya, ikuti contoh perhitungan berikut ini.

Bila kita membutuhkan daya listrik Alternating Current sebesar 2000W selama 10 jam per hari ( 20KWh/hari ) maka dibutuhkan 24 panel sel surya dgn kapasitas masing-masing 210WP dan 30 aki @12V 100Ah. Ini berdasarkan perhitungan energi surya dari jam 7 pagi s/d jam 5 sore ( 10 jam ) dan asumsi konversi energi minimal 4 jam sehari.

Energi surya Jumlah panel sel surya Kapasitas panel sel surya Perhitungan Hasil
4 jam 24 panel 210 Watt 4 x 24 x 210 20.160 Watt hour

Dasar perhitungan jumlah aki adalah 2 x 3 x kebutuhan listriknya.

Adanya faktor pengali 3 untuk mengantisipasi bila hujan/mendung terus-menerus selama 3 hari berturut-turut.  Sedangkan faktor pengali 2 disebabkan battery tidak boleh lebih dari 50% kehilangan kapasitasnya bila ingin battery-nya tahan lama, terutama untuk battery kering seperti type gel dan AGM.  Dengan kata lain diusahakan agar DOD ( Depth of Discharge ) tidak melampaui 50% karena sangat mempengaruhi life time dari battery itu sendiri.

Jumlah Aki Voltage Ampere Perhitungan Hasil
100 12 Volt 100 Ampere hour 100 x 12 x 100 120.000 Watt hour
http://www.panelsurya.com/

Motor Listrik.


Alat yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak (mekanik).
Bagian utama sebuah motor listrik adalah sebuah kumparan dan sebuah (atau mungkin sepasang) magnet tetap yang berfungsi untuk menghasilkan induksi magnet (B).
Cara kerja :
(1). jika kumparan dilalui arus listrik (I), maka pada tepian kumparan yang saling berhadapan akan timbul gaya Lorentz, sesuai dengan persamaan : F = B.I.L sin θ, dengan arah yang berlawanan, tapi sama besar.
(2). Dua buah gaya yang sama besar, berlawanan arah dan tidak segaris akan menghasilkan “momen kopel” yaitu penyebab gerak rotasi (putaran), sesuai dengan persamaan :
τ = N.I.B.A.sin θ (dalam N.m)
keterangan :
B = induksi magnet (Tesla) ; N = jumlah lilitan
I = arus listrik (Amp) ; A = luas penampang kumparan (m²)
θ = sudut antara arah B, dengan normal bidang kumparan
http://www.google.co.id/url?sa=t&source=…

2 Responses

  1. Jackie says:

    You are posting recent blog entries on twitter as well? If so I would like to know your account, so I can follow you there and be informed.

  2. DingoDogg says:

    Ya he visto algunos hay …

    DingoDogg

Comments links could be nofollow free.

Trackback URL for this entry

Improve the web with Nofollow Reciprocity.