Sumber Arus Listrik Searah (DC) dan Bolak-Balik (AC)
November 13, 2015
Edit
Pada listrik dinamis, aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian berasal dari suatu sumber arus listrik. Sumber arus listrik dapat berupa sumber arus searah atau Direct Current (DC) dan sumber arus bolak balik atau Alternating Current (AC).
Aliran lsitrik akan mengalir melalui kawat penghantar yang dihubungkan pada kedua elektroda. Beda potensial antara kedua elektroda biasanya memiliki beda potensial 1,5 V.
Elektroda karbon berfungsi sebagai kutub positif sedangkan wadah seng sebagai kutub negatif. Beda potensial antara kutub positif dan negatif memiliki perbedaan potensial sekitar 1,5 V.
Accumulator merupakan sumber tegangan yang dapat digunakan kembali setelah habis dengan cara disetrum. Ketika aki mengalirkan listrik terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik,sedangkan saat disetrum sebaliknya energi listrik menjadi energi kimia.
Saat sumber arus listrik dipasangkan dalam suatu rangkaian listrik maka beda potensial diantara kedua kutub akan menyebabkan listrik mengalir dan lampu pun akan menyala.
Sumber tegangan listrik seperti pada diagram digambarkan dengan tanda ┤|- . Bagian yang tinggi menyatakan kutub positif, sedangkan bagian yang rendah menyatakan kutub negatif dari sumber tegangan listrik.
Diagram sumber tegangan bisa dibalik menjadi -|├, tetapi bagian yang tinggi tetap menyatakan kutub positif dan yang rendah kutub negatif. Kutub positif memiliki potensial yang lebih tinggi daripada kutub negatif.
Pada saat rangkaian tertutup, sumber arus mengalirkan arus listrik. Beda potensial antara kutub-kutub sumber arus pada rangkaian tertutup disebut tegangan jepit. Tegangan jepit dinyatakan dengan simbol V.
Pada suatu rangkaian terbuka, sumber arus listrik tidak mengalirkan arus listrik. Beda potensial antar kutub-kutub sumber arus pada rangkaian terbuka tersebut disebut sebagai gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik dilambangkan dengan ε, satuan GGL adalah volt V.
Di dalam baterai arus mengalir dari kutub negatif ke kutub positif dan dalam rangkaian listrik arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. GGL adalah tegangan kutub-kutub baterai ketika tidak memberikan arus.
Pada suatu rangkaian tertutup sumber arus mengalirkan arus listrik. Beda potensial antara kutub-kutub sumber arus pada rangkaian tertutup disebut tegangan jepit. Tegangan jepit adalah tegangan ketika baterai sedang mengalirkan arus. Tegangan jepit dilambangkan dengan V.
Angka yang ditunjukkan pada tulisan pada suatu baterai menunjukkan GGL, sedangkan yang terukur oleh voltmeter adalah tegangan jepit.
Baterai atau sumber tegangan dapat dipasangkan secara seri terhadap rangkaian. Pada pemasangan secara seri kutub negatif baterai yang pertama dihubungkan dengan kutub positif baterai berikutnya.
Pemasangan dua baterai secara seri ini menghasilkan nyala lampu yang lebih terang dibanding dengan satu lampu. Pemasangan baterai atau sumber tegangan dapat juga secara pararel. Tetapi, nyala lampu kurang terang dibandingkan nyala lampu pada susunan baterai secara seri. Nyala lampu untuk susunan yang kedua ini sama terangnya bila menggunakan hanya 1 baterai.
Untuk elemen listrik yang dihubungkan secara pararel, kutub-kutub senama elemen itu dihubungkan satu sama lain menjadi satu, maka beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif baterai sama dengan beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif masing-masing elemen.
Jadi , GGL baterai sama dengan GGL masing-masing. Sumber tegangan listrik menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan oleh sumber tegangan bergantung pada banyaknya muatan listrik yang berpindah. Makin banyak muatan listrik yang berpindah, makin banyak energi yang dihasilkan sumber tegangan listrik.
Jika hambatan dalam rangkaian merupakan rangkaian bercabang dengan hambatan pararel, maka dalam penyelesaian permasalahannya diterapkan pula hukum Ohm dan hukum Kirchoff.
Macam-macam Sumber Arus Listrik
Sumber arus listrik dapat berupa sel volta, elemen kering, accumulator atau generator pembangkit listrik. Alat ini berguna untuk menjaga agar potensial pada ujung kawat yang satu selalu lebih tinggi daripada potensial pada ujung kawat yang lain sehingga muatan listrik tetap mengalir.1. Sel Volta
Sel volta berupa alat yang terdiri dari wadah berisi larutan elektrolit dan sepasang elektroda. Bila digunakan elektroda seng dan tembaga, maka seng menjadi elektroda negatif dan tembaga menjadi elektroda positif.Aliran lsitrik akan mengalir melalui kawat penghantar yang dihubungkan pada kedua elektroda. Beda potensial antara kedua elektroda biasanya memiliki beda potensial 1,5 V.
2. Baterai (Elemen Kering)
Elemen kering adalah bentuk sel volta yang kita kenal sebagai baterai. Elemen kering terdiri dari wadah seng yang berisi pasta ammonium klorida dan mangan dioksida. Di tengah-tengah elemen terdapat batang karbon yang bagian atasnya ditutupi sejenis logam seperti kuningan.Elektroda karbon berfungsi sebagai kutub positif sedangkan wadah seng sebagai kutub negatif. Beda potensial antara kutub positif dan negatif memiliki perbedaan potensial sekitar 1,5 V.
3. Aki (Accumulator)
Accumulator atau kita kenal sebagai aki, merupakan bentuk sel volta yang berupa bak kecil dari plastik. Bak tersebut berisi larutan elektrolit yaitu asam sulfat encer. Kutub positif aki adalah timbal peroksida sedangkan kutub negatifnya adalah timbal. Beda potensial antara kedua kutub sekitar 6 volt atau 9 volt.Accumulator merupakan sumber tegangan yang dapat digunakan kembali setelah habis dengan cara disetrum. Ketika aki mengalirkan listrik terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik,sedangkan saat disetrum sebaliknya energi listrik menjadi energi kimia.
Saat sumber arus listrik dipasangkan dalam suatu rangkaian listrik maka beda potensial diantara kedua kutub akan menyebabkan listrik mengalir dan lampu pun akan menyala.
 |
| Rangkaian Listrik |
Diagram sumber tegangan bisa dibalik menjadi -|├, tetapi bagian yang tinggi tetap menyatakan kutub positif dan yang rendah kutub negatif. Kutub positif memiliki potensial yang lebih tinggi daripada kutub negatif.
Pada saat rangkaian tertutup, sumber arus mengalirkan arus listrik. Beda potensial antara kutub-kutub sumber arus pada rangkaian tertutup disebut tegangan jepit. Tegangan jepit dinyatakan dengan simbol V.
Pada suatu rangkaian terbuka, sumber arus listrik tidak mengalirkan arus listrik. Beda potensial antar kutub-kutub sumber arus pada rangkaian terbuka tersebut disebut sebagai gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik dilambangkan dengan ε, satuan GGL adalah volt V.
Di dalam baterai arus mengalir dari kutub negatif ke kutub positif dan dalam rangkaian listrik arus mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. GGL adalah tegangan kutub-kutub baterai ketika tidak memberikan arus.
Pada suatu rangkaian tertutup sumber arus mengalirkan arus listrik. Beda potensial antara kutub-kutub sumber arus pada rangkaian tertutup disebut tegangan jepit. Tegangan jepit adalah tegangan ketika baterai sedang mengalirkan arus. Tegangan jepit dilambangkan dengan V.
Angka yang ditunjukkan pada tulisan pada suatu baterai menunjukkan GGL, sedangkan yang terukur oleh voltmeter adalah tegangan jepit.
Baterai atau sumber tegangan dapat dipasangkan secara seri terhadap rangkaian. Pada pemasangan secara seri kutub negatif baterai yang pertama dihubungkan dengan kutub positif baterai berikutnya.
Pemasangan dua baterai secara seri ini menghasilkan nyala lampu yang lebih terang dibanding dengan satu lampu. Pemasangan baterai atau sumber tegangan dapat juga secara pararel. Tetapi, nyala lampu kurang terang dibandingkan nyala lampu pada susunan baterai secara seri. Nyala lampu untuk susunan yang kedua ini sama terangnya bila menggunakan hanya 1 baterai.
Untuk elemen listrik yang dihubungkan secara pararel, kutub-kutub senama elemen itu dihubungkan satu sama lain menjadi satu, maka beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif baterai sama dengan beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif masing-masing elemen.
Jadi , GGL baterai sama dengan GGL masing-masing. Sumber tegangan listrik menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan oleh sumber tegangan bergantung pada banyaknya muatan listrik yang berpindah. Makin banyak muatan listrik yang berpindah, makin banyak energi yang dihasilkan sumber tegangan listrik.
Penerapan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff
Menurut hukum Ohm kuat arus pada rangkaian tertutup besarnya berbanding lurus dengan GGL sumber dan berbanding terbalik dengan hambatan seluruh rangkaianI = e/(R + r)Bentuk lain persamaan dapat dinyatakan sebagai
e = I (R +r) = I R + I rkarena I R = V, maka
e = V + I rDalam hal ini V = tegangan jepit (volt), yaitu beda potensial yang terdapat antara titik A dan titik B, ketika ada arus mengalir. Dari persamaan itu tampak bahwa tegangan jepit lebih kecil dari GGL.
Jika hambatan dalam rangkaian merupakan rangkaian bercabang dengan hambatan pararel, maka dalam penyelesaian permasalahannya diterapkan pula hukum Ohm dan hukum Kirchoff.