Teori Dasar Kelistrikan

Listrik arus bolak-balik (AC)

Arus bolak-balik atau dalam bahasa bakunya disebut Arus AC atau Alternating Current. Pada umumnya listrik arus bolak-balik ini banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya sebagai penerangan rumah dan keperluan rumah tangga lainnya seperti menjalankan kipas angin, setrika, dan lain-lain.

Listrik arus bolak-balik ini dihasilkan oleh sumber pembangkit tegangan listrik yang dinamakan Generator Arus Bolak-balik yang terdapat pada pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.

Pada umumnya tegangan listrik yang dipergunakan untuk keperluan umum sudah distandarisasi secara nasional yaitu 110V dan 220V/AC dengan frekuensi sebesar 50Hz.

Perlu diperhatikan bahwa tegangan listrik baik yang 110V maupun 220V/AC selain berguna bagi manusia, juga sangat berbahaya apabila memperlakukannya kurang hati-hati, hindari jangan sampai aliran listrik tersebut tersentuh oleh tangan apalagi oleh anak-anak.

Apa kelebihan AC dibandingkan DC? Kelebihannya adalah pada pengangkutan listrik jarak jauh. Misalnya bagaimana cara menyampaikan listrik yang dihasilkan oleh PLTA Saguling utuk sampai ke rumah kita di kota.

Listrik arus searah (DC)

Arus searah atau dalam bahasa bakunya disebut Direct Current atau Arus DC. Kalau kita perhatikan lampu penerangan yang terdapat pada kendaraan bermotor, sumber listriknya tidak lain berasal dari battery atau akumulator (accu).

Battery adalah termasuk sumber listrik yang dapat menghasilkan tegangan listrik arus searah (DC).

Dengan perkembangan tekologi elektronika saat ini, listrik arus searah (DC) dapat dihasilkan dengan cara merubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut dengan Power Converter atau Adaptor (Sebaliknya Pengubah DC ke AC disebut Inverter), alat ini fungsinya sama denga trafo charger yang terdapat pada handphone.

 

Salah satu dari rangkaian power supply ini adalah seperti pada gambar.

  1. Arus Listrik

 adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

 Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628x10^16 atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”

Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:

I     = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q   = Besarnya muatan listrik, coulomb
t     = waktu, detik

2. Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere 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:

Q = I x t
I = Q/t
t = Q/I

Dimana :

Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”

“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektron. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”

Teori Kelistrikan Menggunakan Dinamo:

Prinsip Dasar Dinamo:

Dinamo adalah sebuah alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik melalui induksi elektromagnetik. Dinamo terdiri dari kumparan kawat yang diputar dalam medan magnet. Ketika kumparan kawat berputar, medan magnet menyebabkan arus listrik terinduksi di dalam kumparan.
 

Medan Magnet:

Untuk menghasilkan arus listrik, dinamo memerlukan medan magnet yang stabil. Ini dapat dicapai dengan menggunakan beberapa sumber magnet seperti permanen atau elektromagnet. Medan magnet yang kuat dan stabil sangat penting untuk menghasilkan tegangan listrik yang memadai.
 

Prinsip Induksi Elektromagnetik:

Ketika kumparan kawat dalam dinamo berputar dalam medan magnet, garis-garis medan magnetik yang melalui kumparan berubah. Perubahan dalam fluks magnetik ini menyebabkan gaya elektromotif (EMF) terinduksi di dalam kumparan. EMF adalah perbedaan potensial yang menyebabkan arus listrik mengalir dalam kawat.
 

Hukum Faraday:

Hukum Faraday menyatakan bahwa besarnya EMF yang diinduksi dalam kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang melalui kumparan. Dengan kata lain, semakin cepat kumparan berputar dalam medan magnet, semakin besar EMF yang dihasilkan.
 

Sistem Penyearah:

Dinamo menghasilkan arus listrik bolak-balik (AC) karena kumparan berputar. Namun, untuk sebagian besar aplikasi, kita membutuhkan arus searah (DC) agar dapat digunakan secara praktis. Oleh karena itu, dinamo dilengkapi dengan sistem penyearah, seperti komutator atau diode, yang berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus DC.
 

Penggunaan Dinamo:

Dinamo telah digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi, seperti pembangkit listrik, sepeda motor listrik, dan generator portabel. Meskipun dinamo telah digantikan oleh alternator dalam banyak aplikasi modern, prinsip-prinsip dasar kelistrikan yang melibatkan dinamo tetap menjadi fondasi bagi pemahaman tentang konversi energi mekanik menjadi energi listrik.