baterai (bat) - WordPress.com

MODUL PRAKTIKUM
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA
BATERAI
(BAT)
Koordinator LabTK
Dr. Pramujo Widiatmoko
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2016
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
Kontributor:
Dr. Isdiriayani Nurdin, Hary Devianto, Ph.D, Dr. Ardiyan Harimawan, Jeffrey Pradipta Wijana,
Robby Sukma Dharmawan
BAT – 2016/PW
2
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ..................................................................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL ........................................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................. 1
BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN...................................................................... 2
2.1.
Tujuan ................................................................................................................................ 2
2.2.
Sasaran ............................................................................................................................... 2
BAB III RANCANGAN PERCOBAAN ......................................................................................... 3
3.1.
Perangkat dan Alat Ukur ................................................................................................... 3
3.2.
Bahan ................................................................................................................................. 3
3.3.
Kondisi Percobaan ............................................................................................................. 3
BAB IV PROSEDUR KERJA ......................................................................................................... 4
4.1.
Langkah Percobaan............................................................................................................ 4
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................................... 8
LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH ..................................................................................... 9
A.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor..................................................................................... 9
A.2. Penentuan Tegangan dan Arus Baterai .............................................................................. 9
A.3. Penentuan Kapasitas Baterai ............................................................................................. 9
A.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder ............................................................................. 10
LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN ............................................................................ 11
B.1.
Penentuan Nilai Tahanan Resistor................................................................................... 11
B.2.
Penentuan Tegangan dan Arus Baterai ............................................................................ 11
B.3.
Penentuan Kapasitas Baterai ........................................................................................... 11
B.4.
Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder ............................................................................. 11
LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR .......................................................... 12
C.1.
Nilai Tahanan Resistor .................................................................................................... 12
LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA ........................................................................ 13
BAT – 2016/PW
i
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.1 Prosesdur penentuan nilai tahanan resistor................................................................... 4
Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai ............................................................. 5
Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai ........................................................................... 6
Gambar 4.4 Prosedur penentuan efisiensi baterai ............................................................................ 7
BAT – 2016/PW
ii
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
DAFTAR TABEL
Tabel A.1 Nilai tahanan resistor ....................................................................................................... 9
Tabel A.2 Nilai tegangan dan arus baterai ....................................................................................... 9
Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai ..................................................................................................... 9
Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner ................................................................................................ 10
Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna ...................................................................... 12
BAT – 2016/PW
iii
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
BAB I
PENDAHULUAN
Baterai listrik adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia yang bekerja
dengan mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Setiap baterai terdiri dari
elektroda negatif (anoda) sebagai tempat berlangsungnya reaksi oksidasi, elektroda positif
(katoda) sebagai tempat berlangsungnya reaksi reduksi, elektrolit sebagai media ion untuk
bergerak dari anoda ke katoda selama proses discharging (dan kembali ke anoda selama
recharging) dan terminal yang memungkinkan arus mengalir dari baterai untuk memberikan
energi listrik.
Baterai dapat dikategorikan menjadi dua, yang pertama adalah baterai primer (baterai "sekali
pakai") yang digunakan sekali dan dibuang, sedangkan yang kedua adalah baterai sekunder
(baterai isi ulang) yang setelah habis digunakan dapat diisi ulang beberapa kali.
Baterai tersusun dari bahan seperti logam, karbon, polimer dan bahkan udara. Yang paling umum
adalah baterai timbal-asam (lead acid battery) yang digunakan dalam kendaraan dan baterai
lithium ion yang digunakan untuk barang elektronik portabel. Baterai tersedia dalam berbagai
bentuk dan ukuran, dari sel mini yang digunakan untuk alat bantu dengar listrik dan jam tangan,
hingga baterai seukuran ruang tidur yang memberikan daya siaga untuk proses telekomunikasi
dan pusat data komputer.
Penelitian dan pengembangan baterai akhir-akhir ini berlangsung signifikan. Baterai diharapkan
memberikan solusi untuk penyimpanan energi dalam transisi dari bahan bakar fosil ke energi
alternatif, baik untuk transportasi dan produksi listrik maupun untuk mengaktifkan berbagai
perangkat portabel dari semua jenis.
BAT
1
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
BAB II
TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN
2.1. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk memahami fenomena proses discharging dan recharging baterai
secara elektrokimia beserta penggunaannya di dalam rangkaian listrik sederhana.
2.2. Sasaran
Pada akhir praktikum, praktikan diharapkan dapat melakukan identifikasi:
1. Diagram potensial – arus dari suatu beban listrik tertentu.
2. Perbedaan rangkaian listrik seri, paralel, maupun kombinasi seri dan paralel.
3. Proses discharging dan recharging dari baterai sekunder.
BAT – 2016/PW
2
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
BAB III
RANCANGAN PERCOBAAN
3.1. Perangkat dan Alat Ukur
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut:
1. Baterai sekunder AA dan accumulator 12 V
2. Power supply
3. Resistor 10, 20, dan 50 
4. Amperemeter
5. Voltmeter
6. Ohmmeter
7. Kabel tembaga + jepit buaya
3.2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan adalah:
1. Baterai AA
2. Baterai AAA
3. Baterai R
4. Baterai D
5. Baterai 9 V
6. Resistor
3.3. Kondisi Percobaan
Kondisi percobaan terdiri dari variabel percobaan yang dibuat tetap dan variabel percobaan
yang divariasikan.
1. Variabel yang dibuat tetap
a) Tekanan udara ruang (660 - 700 mmHg)
b) Temperatur ruang (23 – 28 oC)
2. Variabel yang divariasikan
a) Konfigurasi rangkaian seri, paralel, dan seri-paralel
b) Tegangan dan arus untuk baterai dan accumulator
BAT – 2016/PW
3
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
BAB IV
PROSEDUR KERJA
4.1. Langkah Percobaan
Prosedur percobaan meliputi penentuan nilai resistor, prosedur penentuan tegangan dan arus
baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian, serta penentuan kapasitas dan efisiensi baterai
sekunder.
1. Penentuan nilai tahanan resistor
Mulai
Buat rangkaian
resistor
Hubungkan Rangkaian
Resistor dengan
Ohmmeter
Data Literatur
Pengolahan Data dan
Bandingkan data dengan
Literatur
Selesai
Gambar 4.1 Prosesdur penentuan nilai tahanan resistor
2. Penentuan tegangan dan arus baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian pada
rangkaian listrik tertutup.
BAT – 2016/PW
4
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
 Penentuan tegangan dilakukan dengan menggunakan voltmeter yang dipasang paralel
dengan beban yang akan diukur, sedangkan penentuan arus dilakukan dengan
menggunakan amperemeter yang dipasang seri dengan beban yang akan diukur.
Mulai
Ubah konfigurasi
rangkaian listrik
Buat rangkaian listrik
tertutup
Hubungkan Rangkaian
listrik dengan voltmeter
dan amperemeter
Pengambilan data
Data Literatur
Data
Pengolahan data dan
Bandingkan terhadap
literatur
Selesai
Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai
BAT – 2016/PW
5
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
3. Penentuan kapasitas baterai
Mulai
Buat rangkaian listrik
tertutup
Hubungkan Rangkaian
listrik dengan voltmeter
dan amperemeter
Baca nilai arus dan
tegangan tiap selang
waktu yang sudah
ditentukan selama 1 jam
Pengambilan data
Data Literatur
Data
Pengolahan data dan
Bandignkan terhadap
literatur
Selesai
Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai
BAT – 2016/PW
6
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
4. Penentuan efisiensi baterai sekunder
 perhitungan efisiensi dilakukan berdasarkan rasio slope kurva discharging terhadap
slope kurva charging.
Mulai
Buat rangkaian listrik
tertutup
Hubungkan Rangkaian
listrik dengan voltmeter
dan amperemeter
Baca nilai arus dan
tegangan tiap selang
waktu yang sudah
ditentukan selama 1 jam
Ubah rangkaian listrik
dengan menambahkan
power supply / adaptor
Sesuaikan nilai kuat arus
sehingga nilainya sama
dengan saat posisi
discharge
Pengambilan Data
Data
Pengolahan data dan
Bandignkan terhadap
literatur
Selesai
Gambar 4.4 Prosedur penentuan efisiensi baterai
BAT – 2016/PW
7
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
DAFTAR PUSTAKA
Bagotsky, V.S., 2006, Fundamental of Electrochemistry, 2nd Ed., John Wiley & Sons Inc.
Prentice, G., 1991, Electrochemical Engineering Principles, Prentice-Hall International, Inc.
Rahn, C. D., Wang, C.-Y., 2013, Battery Systems Engineering, John Wiley & Sons Inc.
BAT – 2016/PW
8
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
LAMPIRAN A
TABEL DATA MENTAH
A.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor
Tabel A.1 Nilai tahanan resistor
No.
Skema Rangkaian
Listrik
Nilai Tahanan
Berdasarkan Perhitungan
Nilai Tahanan Terukur
(Ω)
(Ω)
Galat (%)
A.2. Penentuan Tegangan dan Arus Baterai
Tabel A.2 Nilai tegangan dan arus baterai
No.
Skema Rangkaian Nilai Tahanan Berdasarkan
Listrik
Perhitungan (Ω)
Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A)
A.3. Penentuan Kapasitas Baterai
Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai
No.
Jenis Baterai dan Tahanan
Terhubung
BAT – 2016/PW
Waktu (menit) Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A)
9
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
A.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder
Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner
No.
Jenis Baterai dan Tahanan
Terhubung
BAT – 2016/PW
Waktu (menit)
Nilai Tegangan saat
Nilai Tegangan saat
discharging (V)
charging (V)
10
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
LAMPIRAN B
PROSEDUR PERHITUNGAN
B.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor
 Seri:
 Paralel:
B.2. Penentuan Tegangan dan Arus Baterai
 Seri:
 Paralel:
B.3. Penentuan Kapasitas Baterai
B.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder
BAT – 2016/PW
11
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
LAMPIRAN C
DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR
C.1. Nilai Tahanan Resistor
Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna
Warna
Hitam
Coklat
Merah
Orange
Kuning
Hijau
Biru
Ungu
Abu abu
Putih
Emas
Perak
BAT – 2016/PW
Warna ke 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Warna ke 2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Warna ke 3
0
00
000
0000
00000
000000
0000000
Warna ke 4
Toleransi 5%
Toleransi 10%
12
LABORATORIUM INSTRUKSIONAL
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FTI - ITB
MODUL BATERAI
(BAT)
LAMPIRAN D
LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA
No
1
Bahan
Baterai
bekas
Sifat Bahan
• Limbah
• Berpeluang
beracun, perlu
terjadi
penanganan
kebocoran
terpisah
Kecelakaan yang mungkin terjadi
Tindakan Penanggulangan
 Siapkan tempat
pembuangan khusus
baterai
 Pastikan menyimpan
baterai bekas di tempat
yang kering
Penanggulangan
Hubungan arus pendek
-
Tersengat listrik
-
Segera lepas salah satu sambungan kabel
pada rangkaian.
Periksa alat yang menyebabkan
hubungan arus pendek.
Segera matikan alat yang tersambung
dengan sumber arus AC.
Perlengkapan keselamatan kerja
Sarung tangan
Asisten
BAT – 2016/PW
Jas laboratorium
Pembimbing
Goggle
Koordinator Lab TK
13