HANTARAN LISTRIK Pernyataan bahwa listrik mengalir sebenarnya berkaitan dengan muatan yang berpindah,sebab perpindahan elektron pada bahan akan menghasilkan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan elektron tersebut ,sering ya kita lihat orang menggunakan kabel untuk menghantarkan listrik dari ujung kabel ke ujung lainnya.kabel biasanya terbuat dari perak atau tembaga di dalamnya yang dilapisi dengan plastik atau karet dibagian luarnya hal ini berkaitan dengan bahan untuk menghasilkan listrik karena setiap bahan memiliki daya hantar yang berbeda tembaga and perak yang paling baik menghantarkan listrik sedangkan plastik dan karet tidak dapat menghantarkan listrik Pada bahan konduktor elektron akan mengalir dengan mudah contoh perak dan emas tapi mahal biasanya kabel rumah tangga “’ /menggunakan tembaga ,tujuan isolator adalah supaya aman ,karena pada bahan ini elektron sulit mengalir ,bahan semi konduktor Bahan semikonduktor listrik adalah bahan2 yang jika berada pada suhu rendah bersifat isolator dan pada suhu tinggi menjadi konduktor Question 1. Mengapa kabel diluar dilapisi plastik atau karet? Supaya aman dari sengatan listrik karena dua bahan tersebut termasuk isolator 2. Berikan contoh bahan semi konduktor? semikonduktor murni Misalnya, silikon, germanium, selenium. Semikonduktor adalah bahan setengah konduktor dan setengah isolator. Bahan semikonduktor dapat menghantarkan listrik namun tidak sebaik konduktor serta dapat menghambat listrik namun juga tidak sebaik isolator. Semikonduktor dapat berfungsi sebagai penghantar listrik atau konduktor dalam jumlah energi listrik tertentu, suhu, tekanan, radiasi dan medan magnet atau listrik.serta tata cara tertentu. Pada suhu rendah bahan semikonduktor bersifat isolator dan pada suhu kamar bersifat konduktor ,.Dalam tabel periodik terdapat 14 elemen semikonduktor, di antaranya silikon, germanium, selenium, kadmium, aluminium, galium, boron, indium, dan karbon. Semikonduktor adalah padatan kristal dengan konduktivitas listrik sedang, sehingga mereka dapat digunakan dengan cara ganda sebagai konduktor dan isolator.Semikonduktor digunakan dalam aplikasi elektronik, terutama untuk pembuatan komponen seperti transistor, dioda dan sirkuit terpadu. Mereka juga digunakan sebagai aksesori atau aksesori untuk sensor optik, seperti laser solid-state, dan beberapa perangkat daya untuk sistem transmisi tenaga listrik. Kemampuan tersebut tergantung pada nilai hambatan jenis suatu benda atau bahan Home › contoh soal fisika sma › sma Contoh Soal Hambatan Listrik Lengkap dengan Materi dan Pembahasannya Friday, 2 November 2018 Contoh soal fisika kelas 10 soal fisika kelas 10 semester 2 soal fisika kelas 10 semester 2 dan pembahasannya latihan soal fisika kelas 10 contoh soal fisika kelas 9 soal fisika kelas 8 semester 2 Latihan soal Fisika kumpulan soal fisika kelas 10 latihan soal fisika kelas 10 semester 2 kumpulan soal fisika smp dan pembahasannya kumpulan soal fisika kelas 11 soal fisika kelas 7 semester 1 latihan soal fisika kelas 12 semester 1 download soal fisika kelas 11. Contoh Soal Hambatan Listrik – Hambatan Listrik memiliki peran yang sangat penting. Sesuai dengan namanya, hambatan listrik merupakan komponen pasif yang fungsi umumnya adalah menghambat arus listrik. Disini kita akan mempelajari cara menghitung suatu hambatan listrik pada suatu rangkaian dan cara menghitung besarnya hambatan pada sebuah kawat serta hubungan hambatan terhadap suhu. Ketika suatu komponen elektronika dialiri oleh arus listrik, maka lama kelamaan komponen tersebut akan terasa panas. Contoh ketika HP digunakan secara terus menerus, maka HP akan terasa panas. Karena HP membutuhkan daya dan arus listrik, sehingga arus akan menyebabkan komponen tersebut panas. Suatu hambatan Listrik memiliki hubungan terhadap suhu. Sehingga ketika suhu resistor meningkat atau menurun, nilai hambatan resistor akan berubah dari nilai mula-mula. Besarnya perubahan nilai hambatan terhadap suhu akan kita bahas melalui ringkasan materi dan contoh soal di bawah ini. Hukum Ohm Hukum Ohm menyatakan bahwa besarnya arus listrik yang melalui sebuah kawat penghantar selalu berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang diberikan pada kawat penghantar tersebut. V=I.R Keterangan : V adalah Beda Potensial (Volt, simbol “V”) I adalah Kuat Arus Listrik (Ampere, simbol “A”) R adalah Hambatan Listrik (Ohm) Besarnya Hambatan Pada Kawat Penghantar Sebuah kawat penghantar arus listrik seperti tembaga, memiliki nilai hambatan (Resistansi). Akan tetapi nilai hambatan ini sangat kecil. Sehingga sering sekali di abaikan. Nilai hambatan pada kawat ini dipengaruhi oleh beberapa variabel, seperti Panjang Kawat Penghantar (L), Luas penampang Kawat, Hambatan Jenis Kawat (ρ) dan perubahan suhu (∆T). Nilai hambatan jenis suatu kawat penghantar dapat di hitung menggunakan persamaan berikut: Keterangan : R adalah Hambatan Listrik (Ohm) ρ adalah Hambatan Jenis Kawat (Ωm) L adalah Panjang Kawat Penghantar (m) A adalah lusa penampang kawat penghantar (m^2) Hubungan Hambatan Listrik dan Suhu Untuk mengetahui besarnya perubahan hambatan listrik terhadap suhu, maka kita dapat gunakan persamaan berikut ini R = Ro [1 + α.ΔT] Keterangan: Ro adalah hambatan listrik mula-mula (Ohm) R adalah Hambatan Listrik Setela terjadi perubahan suhu (Ohm) α adalah koefisien suhu hambatan (C^-1) – C adalah derajat Celsius ΔT adalah Perubahan suhu (C) Tabel Nilai Hambatan Jenis dan Koefieisn Suhu Dari Suatu Hambatan. Resistansi dan Daya Daya Listrik adalah Laju hantar energi listrik dalam suatu rangkaian listrik. Keterangan: p adalah daya listrik (Joule/s atau Watt) Contoh 1 – Soal Hambatan Listrik Suatu hambatan listrik dialiri oleh arus sebesar 3 A. Jika beda potensial pada kedua ujung penghambat listrik adalah 9 Volt. Tentukan besar nilai Hambatan Listrik Tersebut? Pembahasan: Diketahui: I=3A V = 9 Volt Ditanya : Hambatan Listrik (R) = .....? Gunakan Hukum Ohm V = I.R R = V/I R = (9 Volt) / (3 A) R = 3 Ohm. Jadi, besar hambatan listrik adalah 3 Ohm Contoh 2 – Soal Hambatan Listrik Jika suatu Hambatan X di hubungkan pada sebuah sumber tegangan sebesar 15 Volt, maka arus yang terbaca oleh amperameter adalah 5 A. Sedangkan, jika suatu Hambatan Y dihubungkan pada sumber tegangan sebesar 20 Volt, maka arus yang terbaca adalah 2 A. Tentukan besar perbandingan Hambatan X:Y? Pembahasan : Diketahu: Hambatan X : Vx = 15 V Ix = 3 A Hambatan Y: Vy = 20 V Iy = 2 A Ditanya : Hambatan X : Y = ....? Mencari Besar Hambatan X Rx = Vx / Ix Rx = (15 V) / ( 3 A) = 5 Ohm Mencari Besar Hambatan Y Ry = Vy / Iy Ry = (20 V) / (2 A) = 10 Ohm Maka Besar Perbandingan Hambatan X : Y adalah Rx : Ry = 5 : 10, atau Rx : Ry = 1 : 2 Jadi besar perbandingan Hambatan X:Y adalah 1:2 Contoh 3 – Soal Hambatan Listrik Sebuah kawat Aluminium yang memiliki panjang 20 cm dan lusa penampang 2.10^-4 m^2. Jika diketahui hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. tentukan besarnya hambatan listrik yang dimiliki oleh kawat tersebut? Keterangan : tanda “^” adalah pangkat. Misalnya, 10^2 artinya 10 pangkat 2. Pembahasan: Diketahui: L = 20 cm = 0,2 m A = 2.10^-4 m^2 ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm Ditanya : R = ...? Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar Jadi, besarnya hambatan listrik adalah 2,82 . 10^-5 Ohm Contoh 4 – Soal Hambatan Listrik Sebuah kawat aluminium yang memiliki dengan luas penampang 2.10^-4 m^2 memiliki nilai hambatan sebesar 10^-4 Ohm. Jika hambatan jenis aluminium adalah 2,82 . 10^-8 Ωm. Tentukan berapa panjang kawat aluminium tersebut? Pembahasan: Diketahui: A = 2.10^-4 m^2 R = 10^-4 Ohm ρ = 2,82 . 10^-8 Ωm Ditanya : Berapa Panjang Kawat Aluminium (L) = ....? Gunakan persamaan hambatan pada sebuah kawat penghantar Jadi, panjang kawat aluminium tersebut adalah 70,92 cm Sumber-Sumber Energi Listrik Bila disuruh menyebutkan macam-macam sumber energi listrik yang dihasilkan atau ditanya mengenai dari mana listrik berasal, maka jawabannya adalah bisa didapatkan dari sumber energi batu bara, minyak, matahari, panas bumi, angin, gelombang dan nuklir. Semua energi yang dihasilkan besarannya mulai dari satuan joule sampai puluhan juta joule. Biogas Biogas adalah adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk menghasilkan suatu gas yang sebagian besar merupakan metan dan karbon dioksida dan proses dekomposisi anaerobik dibantu oleh sejumlah mikroorganisme, terutama bakteri metan. Feses ternak yang dimasukkan dalam tangki pengurai (digester) akan mengalami pembusukan sehingga terbentuk gas yang mengandung metan, karbon dioksida, hydrogen, nitrogen dan oksigen. Energi biogas memiliki kelebihan-kelebihan dibanding energi nuklir atau batubara, yakni tak beresiko tinggi bagi lingkungan. Selain itu biogas tak memiliki polusi yang tinggi. Limbah biogas yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk organik yang sangat kaya unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Prinsip dasar teknologi biogas adalah proses penguraian bahan-bahan organik oleh mikroorganisme dalam kondisi tanpa udara (anaerob) untuk menghasilkan campuran dari beberapa gas, di antaranya metan dan CO2. Biogas dihasilkan dengan bantuan bakteri metanogen atau metanogenik, bakteri ini secara alami terdapat dalam limbah yang mengandung bahan organik, seperti limbah ternak dan sampah organik. Proses tersebut dikenal dengan istilah anaerobic digestion atau pencernaan secara anaerob. Umumnya, biogas diproduksi menggunakan alat yang disebut reaktor biogas (digester) yang dirancang agar kedap udara (anaerob), sehingga proses penguraian oleh mikroorganisme dapat berjalan secara optimal. Bioenergi Bioenergi adalah energi yang di peroleh dari biomassa. Biomassa merupakan bahan organik yang berasal dari makhluk hidup, baik dari tumbuhan maupun hewan. Limbah dari budidaya pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, maupun perikanan juga dapat digunakan sebagai sumber bioenergi. Energi yang diperoleh dari biomassa ini dapat diubah menjadi energi listrik dengan cara mengolah biomassa menjadi bahan bakar nabati, misalnya etanol atau biodiesel. Bahan bakar nabati ini selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan bakar generator atau diesel untuk menghasilkan listrik. Energi air Air yang mengalir dari hulu ke hilir, khususnya pada sungai-sungai yang deras, dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik. Arus air sungai tersebut dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin yang terhubung pada generator, sehingga energi listrik dapat dihasilkan. Banyaknya jumlah sungai dan danau air tawar membuat Indonesia membangun banyak Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) di seluruh wilayahnya. Energi Nuklir Nuklir merupakan salah satu sumber energi yang maha dahsyat. Selain sebagai pembangkit listrik nuklir juga digunakan pada senjata-senjara modern saat ini. Hal baik pada energy nuklir adalah dengan menggunakan sedikit bahan dapat dapat menghasilkan energy yang cukup besar. Kelemahan nuklir adalah tidak boleh terjadi kesalahan atau kecelakaan kerja karena bias menjad bencana yang cukup besar. Nuklir harus ditangani oleh orang-orang yang sudah mempunyai kualifikasi dibidangnya. Perlu perhatian lebih jika suatu Negara ingin menggunakan energi tersebut Bahan Bakar Gas Hidrogen BBH atau bahan bakar hidrogen (bahasa Inggris: fuel cell) adalah sumber energi masa depan bersifat ecoenergy dengan proses pembakaran yang hanya menghasilkan air dan energi (listrik dan panas). BBH berbeda dengan kerja aki. Jika aki menghabiskan zat dari dalam untuk bekerja, sel bahan bakar memanfaatkan zat dari luar, seperti hidrogen dan oksigen, dan terus bekerja tanpa henti selama sumber bahan bakar tersedia 3). Hidrogen dihasilkan melalui proses tertentu dan disimpan, sedangkan oksigen berasal dari atmosfer. Hidrogen yang disimpan akan dicampur dengan oksigen dari atmosfer dan terjadi reaksi kimia. Reaksi ini merupakan pereaksian pembentukan air yang membebaskan energi. Energi tersebut dikonversi menjadi listrik hingga mendekati 100% dan sisanya adalah panas. Hidrogen bisa digunakan sebagai bahan bakar mobil adalah dengan memanfaatkan reaksi kimia pemecahan air menjadi hydrogen dan oksigen kemudian mengalirkan hidrogren ke kutub negative dari fuel cell dan mengalirkan oksigen ke kutub positif dari fuel cell. Cara kerja mobil hidrogen sehingga menghasilkan nol emisi adalah dengan fuel cell berbahan bakar air yang kemudian menghasilkan energy listrik dan kemudian diubah menjadi energy gerak untuk menggerakkan mesin mobil. Pembahasan Fuel Cell adalah suatu teknologi yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar untuk menghasilkan elektron, proton, panas dan air. Teknologi fuel cell ini didasarkan pada prinsip reaksi pembakaran sederhana yaitu berupa pemecahan air menjadi hydrogen dan oksigen yang selanjutnya akan terjadi reaksi bolak balik seperti berikut ini: 2H₂ + O₂ ⇄ H₂O Di dalam reaksi tersebut, Hidrogen disuplai ke kutub anoda atau kubub negatif dari fuel cell ketika Oksigen disuplai ke kutub Katoda atau kutub positif dan melalui reaksi kimia, hidrogren dibelah menjadi elektron dan proton. Setiap bagian proton dan elektron tersebut melewati jalur yang berbeda menuju katoda. Elektron dialirkan melalui jalur tertentu sehingga terjadilah aliran elektron yang kita sebut arus listrik untuk mensuplai energy yang kita butuhkan. Sedangkan proton akan mengalir melaui elektrolit dan akhirnya keduanya disatukan kembali di kutub katoda dan bereaksi dengan oksigen yang berasal dari udara kemudian menghasilkan produk yang tidak berbahaya yaitu air. Teknologi Fuel cell sendiri sangat sederhana dan tidak terlalu rumit. Selain itu, fuel cell nyaris tidak memiliki emisi yang buruk dengan kata lain zero emission karena emisi yang dikeluarkan adalah berupa air. Dan satu lagi keunggulan dari fuel cell yaitu tidak berisik. Tidak seperti dengan menggunakan mesin yang dimana memakai bahan bakar untuk meledakan ruang di dalam piston sehingga bisa menggerakan piston untuk menggerakan mobil sehingga menimbulkan suara yang berisik, Fuel cell hanya menggunakan reaksi kimia yang tidak berbahaya sehingga tidak menimbulkan suara berisik. Selain teknologi fuel cell sebagai sumber energy, ada pula solar cell atau panel surya yang juga sedang dikembangkan sebagai teknologi energy alternative. Hamper sama seperti fuel cell, teknologi solar cell juga nol emisi karena menggunakan energy cahaya matahari kemudian diubah menjadi energy listrik untuk dipakai sesuai kebutuhan misalnya sebagai tenaga penggerak mesin mobil. Saat cahaya matahari sampai ke permukaan panel surya, maka energi cahaya akan mengakibatkan elektron yang terdapat di dalam panel surya terus bergerak melintasi konduktor dan berubah menjadi energi listrik. Energi listrik inilah yang kemudian dapat menggerakkan mesin mobil pada mobil tenaga surya. Jika memakai bahan bakar berupa bensin, maka akan menghasilkan polutan berupa karbon dioksida, karbon monoksida, sulfur oksida, nitrogen oksida dan lain sebagainya. Gelombang Air Laut Energi ini memanfaatkan gelombang laut atau ombak yang ada di laut untuk menghasilkan energy listrik. Energy ini sangat baik untuk lingkungan karena tidak menimbulkan polusi. Hal yang dibutuhkan untuk mengambil energi ini adalah sebuah reactor. Energi yang di hasilkan tergantung kekuatan ombak, energi ini hampir sama dengan energi angin. Pembangkit listrik tenaga gelombang laut ini bekerja dengan cara aliran gelombang laut yang mempunyai energi kinetik masuk ke mesin konversi energi gelombang. Kemudian dari mesin konversi aliran gelombang ini dialirkan menuju turbin. Di dalam turbin, energi kinetik yang dihasilkan gelombang digunakan untuk memutar rotor. Kemudian dari perputaran rotor inilah energi mekanik yang kemudian disalurkan menuju generator. Di dalam generator, energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik. Dari generator ini, daya listrik yang dihasilkan dialirkan lagi menuju sistem tranmisi (beban). Piezoelektrik Pengertian piezoelektrik – Piezoelektrik merupakan salah satu komponen elektronika yang banyak digunakan untuk perangkat yang berhubungan dengan bunyi (tone) ataupun sebagai tranduser yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada pembahasan kali ini akan dibahas mengenai pengertian piezoelektrik, cara kerja piezoelektrik beserta kelebihan dan kekurangannya. Pengertian piezoelektrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya berdasarkan efek piezoelektrik. Piezoelektrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi getaran suara (bunyi) disebut juga dengan piezoelektrik buzzer. Lalu apa itu efek piezoelektrik? Piezoelektrik merupakan sistem yang terdiri dari bahan material tertentu yang akan menghasilkan tegangan listrik akibat tekanan atau kekuatan mekanik yang diberikan pada kedua bidang. Efek piezoelektrik ini pertama kali ditemukan di perancis pada tahun 1880. Nama penemunya adalah dua orang fisikawan yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie. Nama “piezo” sendiri berasal dari kata Yunani yang artinya tekanan. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, piezoelektrik mulai dikembangkan oleh salah satu perusahaan jepang pada tahun 1970an. o Efek piezoelektrik ini akan menghasilkan kemampuan suatu benda material tertentu untuk bergetar ketika diberikan tegangan listrik. Namun sebaliknya ketika pada bidang material tersebut diberikan tekanan tertentu, maka dari material tersebut akan menghasilkan tegangan listrik. Prinsip kerja piezoelektrik Seperti diketahui pada penjelasan sebelumnya, bahwa piezoelektrik berasal dari bahan atau material yang menggunakan prinsip efek piezoelektrik. Prinsip kerja piezo elektrik sendiri pada dasarnya adalah terdiri dari 2 bidang yang berdempet. Yang mana diantara bidang tersebut akan menghasilkan dipole yang terinduksi molekul yang terdiri dari berbagai struktur kristal tergantung dari bahan pada bidang tersebut. Ketika piezoelektrik mengalami tekanan yang disengaja, makan akan menghasilkan gaya listrik pada bidang piezo sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada kedua bagian tersebut. Secara lebih mudah dapat dikatakan bahwa prinsip kerja piezoelektrik akan menghasilkan gerakan mekanis berupa getaran suara ketika kedua bidang pada piezo dialiri arus listrik. Sebaliknya ketika bidang piezo diberikan tekanan berupa ketukan misalnya, maka energi mekanik tersebut akan diubah menjadi energi listrik. Energi matahari Energi matahari adalah sumber energi terbesar dan ketersediaannya paling melimpah. Energi matahari dapat diubah menjadi energi listrik melalui penggunaan panel surya. Pada saat cuaca cerah dan matahari bersinar terang, maka eneri matahari akan disimpan dalam baterai agar dapat digunakan saat cuaca mendung atau bahkan malam hari. Penggunaan energi surya di Indonesia diterapkan dalam dua macam teknologi, yaitu teknologi energi surya termal dan energi surya fotovoltaik. Energi surya termal banyak digunakan untuk memasak (kompor surya), mengeringkan hasil pertanian dan memanaskan air. Energi surya fotovoltaik digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik, pompa air, televisi, telekomunikasi, dan lemari pendingin. Energi angin Kincir angin merupakan contoh sumber energi listrik alternatif yang memanfaatkan angin. Energi gerak, yang dihasilkan oleh gerakan angin terhadap kincir, diubah oleh generator menjadi energi listrik. Pada tahun 1930, pemerintah Amerika sudah mulai menggunakan kincir angin sebagai sumber energi listrik utamanya. Di California, sudah ada sekitar 13.000 kincir angin yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik hingga 1,5 – 4 juta kWh setiap tahunnya. Pengertian Sumber Arus Listrik, Jenis, dan Contohnya Dilengkapi Gambar Amongguru.com. Arus listrik dapat mengalir karena adanya sumber arus listrik. Sumber arus listrik digunakan untuk menimbulkan beda potensial pada ujung-ujung rangkaian listrik. Beda potensial antara dua buah kutub sumber arus listrik selanjutnya dinamakan tegangan listrik. Sumber arus listrik biasa disebut dengan elemen listrik atau sel listrik. Sumber arus listrik dapat diartikan sebagai semua benda yang dapat menghasilkan arus listrik. Semua sumber arus listrik memiliki kemampuan untuk memberikan gaya pada elektron, sehingga sebuah atom dapat bergerak. Gaya dari sumber arus listrik yang demikian dinamakan Gaya Gerak Listrik (GGL). Gaya gerak listrik disebut juga tegangan, dengan satuan Volt (V). Misalnya, pada kulit luar baterai tercantum label 1,5 V, hal ini menunjukkan besarnya GGL yang dibangkitkan baterai tersebut sebesar 1,5 V. Sumber arus listrik merupakan komponen penting yang berfungsi sebagai tempat untuk mengubah satu jenis energi, misalnya energi kimia menjadi energi listrik. Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, sebagai berikut. 1. Sumber arus listrik bolak balik (AC) Sumber arus listrik bolak-balik (Alternating Current) dihasilkan oleh dinamo arus AC dan elemen basah (elemen sekunder). 2. `Sumber arus listrik searah (DC) Sumber arus listrik searah (Direct Current) dihasilkan oleh sel volta, elemen kering (baterai), akumulator, solar sel, dan dinamo arus searah. Elemen Listrik Elemen listrik dibedakan menjadi dua, yaitu elemen kering (primer) dan elemen basah (sekunder). A. Elemen Primer Elemen primer merupakan sumber arus listrik yang bersifat sekali pakai. Artinya, jika sumber arus tersebut sudah habis energinya, kita tidak dapat mengisinya kembali dan harus diganti dengan sumber arus yang baru. 1. Elemen Volta Pengertian Sumber Arus Listrik, Jenis, dan Contohnya Dilengkapi Gambar Elemen volta pertama kali ditemukan oleh Fisikawan berkebangsaaan Italia, Alessandro Volta (1745 – 1827). Alessandro Volta menemukan bahwa pasangan logam tertentu dapat membangkitkan gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik inilah yang menyebabkan arus listrik mengalir pada suatu rangkaian. Elemen volta adalah sel elektrokimia yang dapat menghasilkan arus listrik. Bagian-bagian elemen Volta adalah sebagai berikut. a. Kutub positif (anoda) adalah tembaga (Cu). b. Kutub negatif (katoda) adalah seng (Zn) c. Larutan elektrolit adalah asam sulfat (H2SO4) Jika elektroda-elektroda seng dan tembaga dimasukkan ke dalam larutan asam sulfat, akan terjadi reaksi kimia yang menyebabkan lempeng tembaga bermuatan listrik positif dan lempeng seng bermuatan listrik negatif. Hal ini menunjukkan bahwa lempeng tembaga memiliki potensial lebih tinggi daripada potensial lempeng seng. Elektron akan mengalir dari lempeng seng menuju lempeng tembaga. Jika kedua lempeng ini dirangkaikan dengan lampu, arus akan mengalir dari lempeng tembaga ke lempeng seng sehingga lampu akan menyala. Akan tetapi aliran arus listrik ini tidak berlangsung lama sehingga lampu akan padam. Hal ini dikarenakan gelembung-gelembung gas hidrogen yang dihasilkan oleh asam sulfat (H2SO4) akan menempel pada lempeng tembaga. Gelembung gas hidrogen ini akan menghambat aliran elektron. Peristiwa ini disebut polarisasi. Polarisasi adalah peristiwa tertutupnya elektroda elemen oleh hasil reaksi yang mengendap pada elektroda tersebut. Meskipun penemuannya memiliki keterbatasan, akan tetapi elemen Volta ini menjadi prinsip dalam pembuatan baterai dan aki. 2. Elemen Daniell Elemen Daniell memiliki cara kerja yang hampir sama dengan elemen Volta. Akan tetapi, pada elemen Daniell ditambahkan larutan tembaga sulfat (CuSO4) sebagai larutan elektrolit dan campuran serbuk karbon dengan oksida mangan sebagai dispolarisator. Dispolarisator berfungsi untuk mencegah terjadinya polarisasi. Campuran tersebut akan menyerap gelembung-gelembung gas yang terjadi selama muatan listrik mengalir. 3. Baterai (Elemen Kering) Baterai memiliki dua kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif baterai berupa batang karbon yang dibenamkan ke dalam campuran mangan dioksida (MnO2) dan amonium klorida (NH4Cl). Kutub negatif baterai adalah lapisan paling luar yang terbuat dari seng (Zn). Sedangkan campuran mangan dioksida berfungsi sebagai zat pelindung elektrolit. Di antara lapisan paling luar, yaitu seng yang berfungsi sebagai kutub negatif dan campuran mangan dioksida terdapat pasta amonium klorida yang berfungsi sebagai elektrolit. Di antara kutub positif dan kutub negatif terdapat beda potensial. Beda potensial inilah yang menyebabkan baterai tersebut dapat mengalirkan arus listrik jika dipasangkan secara benar dalam sebuah rangkaian. Penyempurnaan dari sel seng karbon adalah baterai alkalin. Apabila digunakan dalam suatu peralatan, sel alkalin dapat bertahan enam atau tujuh kali lebih lama dibanding sel seng karbon biasa. Di dalam sel alkalin mengandung elektrolit larutan kalium hidroksida. Pelat logamnya terbuat dari nikel dan senyawa kadmium. B. Elemen Sekunder Elemen sekunder bersifat dapat diperbaharui. Artinya tegangan yang berasal dari elemen sekunder suatu saat akan habis, tetapi masih dapat diisi ulang. Contoh elemen sekunder adalah akumulator, yang banyak digunakan dalam kendaraan bermotor, seperti sepeda motor dan mobil. Akumulator sering disebut juga elemen basah. Akumulator atau aki terdiri atas pasangan-pasangan keping timbal dan timbal dioksida, dimana tiap pasangan ini disebut sel. Setiap pasangan timbal dan timbal dioksida ini mampu memberikan tegangan 2 volt. Kapasitas penyimpanan sebuah aki dapat terlihat berupa tulisan angka pada aki. Misalkan pada aki tertulis 12V 40 AH, ini artinya aki mempunyai ggl 12 volt dan mengalirkan arus listrik 40 Ampere selama waktu satu jam. Akumulator juga mempunyai dua buah kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Kutub negatif akumulator terletak pada timbal dan kutub positif pada timbal dioksida. Timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam Agar akumulator dapat berfungsi kembali, perlu aliri sumber arus searah (DC). Perubahan energi saat aki digunakan, yaitu dari energi kimia menjadi energi listrik. Sedangkan saat pengisian aki terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi kimia. TRANSMISI ENERGI LISTRIK APA ITU TRANSMISI? Transmisi (penyaluran) adalah Penyaluran energi listrik sehingga mempunyai listrik, maksud proses dan cara menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, misalnya : - Dari pembangkit listrik ke gardu induk. - Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya. - Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan gardu distribusi. Penyaluran tenaga listrik di Indonesia pada umumnya menggunakan arus bolak-balik (AC). Saluran transmisi dengan menggunakan sistem arus bolak-balik tiga fase merupakan sistem yang banyak digunakan, mengingat kelebihan sebagai berikut : - Mudah pembangkitannya - Mudah pengubahan tegangannya - Dapat menghasilkan medan magnet putar - Dengan sistem tiga fasa, daya yang disalurkan lebih besar dan nilai sesaatnya konstan Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan Saluran Udara - Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV (1 kv=1000 volt) - Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kV - Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kV Saluran Transmisi Berdasarkan Jarak Jaringan transmisi jarak pendek • Jaringan transmisi yang mempunyai jarak di bawah 80 Km dan tegangan operasinya di bawah 20 KV Jaringan transmisi jarak menengah • Jaringan transmisi yang mempunyai panjang antara 80 – 150 Km dan tegangan jaringan antara 20 – 100 KV Jaringan transmisi jarak jauh • Jaringan transmisi yang mempunyai jarak di atas 150 Km dan tegangan kerja di atas 100 KV Saluran Udara (Overhead Lines) Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawatkawat yang digantung pada isolator antara menara atau tiang transmisi. Kategori Saluran Transmisi - Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah - Saluran kabel bawah tanah (underground cable) : Saluran yang diisolasi dengan gas, misalnya: gas SF6, seperti pada gambar di bawah ini. Karena mahal dan resiko terhadap lingkungan sangat tinggi maka saluran ini jarang digunakan. - Saluran Isolasi Gas : Pertimbangan yang pertama dalam merancang bangun jaringan adalah listriknya. Penghantar yang dipakai harus sesuai, sehingga jika jaringan dipakai untuk menyalurkan tenaga listrik tidak timbul panas yang berlebihan atau rugi tegangan yang besar. Isolasinya juga harus sesuai dengan sistem tegangan yang digunakan, semakin besar sistem tegangan yang dipakai menuntut pula isolasi yang lebih besar. Rancang bangun mekanik juga harus dipertimbangkan, sebagai contoh penghantar dan tiang jaringan yang dipakai harus cukup kuat untuk menahan beban mekanik. Komponen Saluran Transmisi Tenaga Listrik Komponen Saluran Transmisi Tenaga Listrik Konduktor (Kawat Penghantar) Isolator Konstruksi Saluran Tiang Penyangga Kawat Tanah Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan listrik yang ditransmisikan. Bahan konduktor (penghatar) yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki sifat-sifat sebagai berikut : a. Konduktivitas tinggi b. Kekuatan tarik mekanikal tinggi c. Titik berat d. Biaya rendah e. Tidak mudah patah Merupakan suatu fakta bahwa arus akan lebih mudah mengalir pada penampang yang lebih besar, dimana resistansinya lebih kecil Tembaga dengan konduktivitas 100% (cu 100%) 2) Tembaga dengan konduktivitas 97,5% (cu 97,5%) 3) Alumunium dengan konduktivitas 61% (Al 61%) Jenis yang sering dipakai adalah jenis alumunium dengan campuran baja. Kawat penghantar alumunium, terdiri dari berbagai jenis: - AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium. - AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. - ACSR (Alumunium Conductor, Steel- Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja. - ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium yang diperkuat dengan logam campuran. Perlengkapan kawat penghantar Sambungan penghantar (joint) Perentang (spacer) Batang Pelindung (armour rod) Peredam (damper) Kawat Pengaman / Perlindungan Isolator Perlengkapan kawat penghantar Menentukan ukuran konduktor Ada beberap pertimbangan dalam menentukan ukuran konduktor yang akan digunakan untuk transmisi dan distribusi tenaga listrik, diantaranya adalah : - Besarnya arus yang mengalir dalam konduktor - Jarak antara pembangkit dengan pusat beban - Perkiraan peningkatan beban - Kehilangan daya Isolator adalah media penyekat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. Fungsi isolator pada SUTT/SUTET adalah untuk mengisolir kawat fasa dengan tower. Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. Menurut bentuknya: 1. Piringan yaitu isolator yang berbentuk piring, salah satu sisi dipasang semacam mangkuk logam dan sisi lainnya dipasang pasak. Antara pasak dengan mangkuk diisolasi dengan semen khusus. 2. Long rod adalah isolator yang berbentuk batang panjang, di kedua ujungnya dipasang sarana penghubung yang terbuat dari logam. Sirip-sirip isolator berada di antara kedua ujung tersebut. Isolator jenis ini dipakai sebagai isolator gantung. 3. Post isolator adalah isolator berbentuk batang panjang, di kedua ujungnya dipasang sarana penghubung yang terbuat dari logam. Isolator ini dipakai sebagai isolator yang didudukkan. Susunan Isolator - Piring Isolator - Tonggak Saluran Horisontal Isolator - Tonggak Saluran Vertikal - “I” string - “V” string - Horisontal string - Single string - Double string - Quadruple Suatu menara/ tower listrik harus kuat terhadap beban yang bekerja, antara lain - Gaya berat tower dan kawat penghantar (gaya tekan) - Gaya tarik akibat rentangan kawat - Gaya angin akibat terpaan angin pada kawat maupun badan tower. Menurut bentuk konstruksinya, tower dibagi menjadi : - Lattice tower - Tubular steel pole - Concrete pole - Wooden pole 1. Dead end tower 2. Section tower 3. Suspension tower 4. Tension tower 5. Transposision tower 6. Gantry tower 7. Combined tower Pondasi, yaitu suatu konstruksi beton bertulang untuk mengikat kaki tower (stub) dengan bumi. - Stub, bagian paling bawah dari kaki tower. - Leg, kaki tower yang terhubung antara stub dengan body tower. - Halaman tower adalah daerah tapak tower yang luasnya diukur dari proyeksi keatas tanah galian pondasi. Biasanya antara 3 hingga 8 meter di luar stub tergantung pada jenis tower . - Common Body, badan tower bagian bawah yang terhubung antara leg dengan badan tower bagian atas (super structure). Super structure, badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Kabel Pentanahan Tower Transmisi - Cross arm, bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. “K” frame, bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun cross arm. Bridge, penghubung antara cross arm kiri dan cross arm tengah. Rambu tanda bahaya, berfungsi untuk memberi peringatan bahwa instalasi SUTT/SUTET mempunyai resiko bahaya. Rambu identifikasi tower dan penghantar/jalur berfungsi untuk memberitahukan identitas tower. Anti Climbing Device (ACD), berfungsi untuk menghalangi orang yang tidak berkepentingan untuk naik ke tower. Step bolt, baut panjang yang dipasang dari atas ACD ke sepanjang badan tower hingga super structure dan arm kawat petir. Rambu identifikasi tower Anti Climbing Device (ACD) Step bolt Kawat Tanah Kawat Tanah atau Earth wire (kawat petir / kawat tanah) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat mengakibat-kan kawat fasa tersambar dan dapat mengakibatkan terjadinya gangguan. Bahan Kawat Tanah Bahan ground wire terbuat dari steel yang sudah digalvanis, maupun sudah dilapisi dengan almunium. Pada SUTETI yang dibangun mulai tahun 1990an, didalam ground wire difungsikan fibre optic untuk keperluan telemetri, tele proteksi maupun telekomunikasi yang dikenal dengan OPGW (Optic Ground Wire), sehingga mempunyai beberapa fungsi. Jumlah dan posisi Kawat Tanah Jumlah Kawat Tanah paling tidak ada satu buah diatas kawat fasa, namun umumnya di setiap tower dipasang dua buah. Pemasangan yang hanya satu buah untuk dua penghantar akan membuat sudut perlindungan menjadi besar sehingga kawat fasa mudah tersambar petir. Jarak antara ground wire dengan kawat fasa di tower adalah sebesar jarak antar kawat fasa, namun pada daerah tengah gawangan dapat mencapai 120% dari jarak tersebut. Nilai Pentanahan Tower Sistem 70kV : maksimal 5 Ohm Sistem 150kV : maksimal 10 Ohm Sistem 500kV : maksimal 15 Ohm Jenis Pentanahan Electroda bar: suatu rel logam yang ditanam di dalam tanah. Electroda plat : plat logam yang ditanam di dalam tanah secara horisontal atau vertikal. Counter poise electroda: suatu konduktor yang digelar secara horisontal di dalam tanah. Pentanahan ini dibuat pada daerah yang nilai tahanan tanahnya tinggi. Atau untuk memperbaiki nilai tahanan pentanahan. Mesh electroda: yaitu sejumlah konduktor yang digelar secara horisontal di tanah yang umumnya cocok untuk daerah kemiringan. DAYA LISTRIK Cara Menghitung Daya Listrik yang diperlukan Rumah – Setiap rumah yang sudah dialiri listrik pasti dilengkapi dengan Meter Listrik dan MCB (Miniature Circuit Breaker) yang dipasang oleh PLN. Fungsi Meter Listrik tentunya adalah mengukur seberapa besar Arus Listrik yang digunakan agar dapat menghitung tagihan listrik. Sedangkan MCB yang merupakan singkatan dari Miniature Circuit Breaker atau sering disebut dengan Breaker adalah alat yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang digunakan dan juga sebagai pengaman dalam Instalasi Listrik. Sebagai pengaman, MCB akan secara otomatis akan memutuskan arus listrik jika terjadi hubungan singkat (Short Circuit) dan juga memutuskan aliran listrik jika penggunaan daya listrik melebihi batas yang telah ditentukan. Baca juga : Pengertian MCB dan Prinsip kerja MCB. PLN akan memasangkan Kapasitas MCB sesuai dengan batas Daya Listrik yang diminta oleh pelanggan. Kita dapat melihatnya melalui tulisan Ampere (Satuan Arus Listrik) yang tertera di MCB tersebut. Contohnya 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A dan lain sebagainya. Untuk meng-konversi Arus Listrik tersebut ke Daya Listrik, kita perlu sedikit perhitungan berdasarkan Rumus dibawah ini : Rumus Daya Listrik Daya Listrik = Tegangan x Arus Atau Watt = Volt x Ampere Jadi jika di MCB tertulis 10A, berapakah batas Daya Listrik yang diizinkan ? Pada Umumnya, Tegangan Listrik yang dihasilkan oleh PLN Indonesia adalah 220V Watt = 220V x 10A Watt = 2200 Watt atau 2200VA Pertanyaan selanjutnya adalah berapakah daya listrik yang diperlukan oleh rumah kita? Sebagai Contoh, anda membangun rumah baru dan akan ingin melakukan pemasangan baru listrik PLN. Berapakah Daya Listrik yang diperlukan ? Pertama, tuliskan peralatan listrik yang diperlukan dan daya listrik yang dikonsumsinya. Biasanya pada peralatan listrik yang bersangkutan sudah tertera Konsumsi Daya Listrik yang diperlukan. Terdapat 2 jenis penulisan pada Label peralatan listrik, diantaranya adalah mencantumkan Watt atau Ampere. Anda dapat menggunakan rumus daya listrik diatas (Watt = Volt x Ampere) untuk menghitung konversi Ampere ke Watt. Contoh Peralatan Listrik yang diperlukan : 2 unit AC (Air Conditioner) 1 PK = @820Watt x 2 Unit 1.640 Watt 2 unit TV LED 32” Unit = = @55Watt x 2 110 Watt 1 unit Kulkas = @128Watt = 1 unit Mesin Cuci @300Watt = = 1 unit Rice Cooker @400Watt 1 unit Kipas Angin biji = 216 Watt 400 Watt = = 12 biji Lampu Penerang 300 Watt = = @60Watt 128 Watt 60 Watt = @18Watt x 12 = Total = 2.854 Watt Kemudian kita jumlahkan semuanya, hasilnya adalah 2.854Watt. Jadi Daya Listrik Listrik yang diperlukan adalah sekitar 2.854Watt atau 2.854VA, Jika dikonversikan menjadi arus listrik adalah sebagai berikut (Menggunakan Rumus Daya Listrik diatas) : Arus = Watt / Volt Arus = 2854 Watt / 220 Volt Arus = 12,97 Ampere Umumnya PLN hanya menyediakan beberapa pilihan standar Daya Listrik yaitu 220VA (1A), 450VA (2A), 900VA (4A), 1300VA (6A), 2200VA (10A), 3500VA (16A), 4400VA (20A), 5500VA (25A) dan seterusnya. Jadi Pengajuan permintaan Daya Listrik yang dianjurkan ke PLN adalah 3500VA atau 16A. Hal yang perlu diperhatikan adalah makin tinggi Daya Listrik yang dipasangkan, makin tinggi pula biaya beban yang dikenakan. Oleh karena itu, kita perlu memilih pemasangan daya listrik yang sesuai dengan kebutuhan saja. Pemasangan Daya Listrik yang rendah atau tidak cukup akan mengalami kekurangan arus listrik dan akibatnya adalah sering loncatnya MCB (Breaker Listrik), hal ini dapat merusak peralatan listrik rumah kita. Sedangkan pemasangan Daya listrik yang terlalu tinggi akan mengakibatkan semakin tingginya tagihan listrik yang sebenarnya adalah merupakan suatu pemborosan biaya.
