MACAM SUMBER ARUS LISTRIK

I. SUMBER ARUS LISTRIK Aruslistrikmengalirdalamsuaturangkaiankarenaadanyabedapotensialantaraduatitikdalamrangkaianyaitudarititikberpotensialtinggiketitikberpotensialrendah. Agar arusterusmengalirdalamrangkaianharusadaalat yang dapatmempertahankanbedapotensial yang disebutsumbergayageraklistrik. Sumbergayageraklistrikadalahsuatualat yang dapatmengubahenergikimia, gerakatauenergibentuk lain kebentukenergilistrik yang diperlukanuntukmempertahankanmuatanlistrikterusmengalirsecarakontinyu. Jadi GGL merupakanbedapotensialdan GGL dapatmenyebabkanarusmengalir, sehinggasumber GGL dapatjugadikatakansumberbedapotensialatausumberaruslistrik. MACAM- MACAM SUMBER ARUS LISTRIK • Berdasarkanarus yang dihasilkansumberarusdibedakanmenjadi : 1. Sumberarus AC (Alternating Curent ) adalahsumberaruslistrik yang menghasilkanarusbolak-balik. Misalnya : Generator, dinamosepeda. 2. Sumberarus DC (Direct Curent )adalahsumberaruslistrik yang menghasilkanarussearah. Misalnya :elemen . Elemenadalahsumberaruslistriksearah yang berasaldarireaksikimia.Ketikadigunakanelemenmengubahenergikimiamenjadienergilistrik. • Berdasarkansifatbahan yang digunakanelemendibedakanmenjadi : 1. Elemen primer adalahelemen yang reaksikimiadidalamnyatidakdapatdiperbaharuilagi. sehinggajikaenergilistriknyatelahhabistidakdapatdimuatilagiataudiisilagi (sekalipakai).Contoh : elemenvolta, elemendaniel, elemenkering (baterai ). 2. Elemensekunderadalahelemen yang reaksikimia di dalamnyadapatdiperbaharuisehinggajikaenergilistriknyatelahhabisdapatdiisiulang (dicharge). Contoh : accumulator, selNicad • Berdasarkanbentukbahanelektrolit yang digunakan : 1. Elemenkeringyaituelemen yang lektrolitnyaberupacampuranseperti pasta. 2. Elemenbasahyaituelemen yang elektrolitnyaberupacairan. Elektrolitadalahzatkimia yang dapatmenghantarkanaruslistrik.   ELEMEN PRIMER A. ELEMEN VOLTA Bagianutamaelemen Volta, yaitu a. kutubpositif (anode) terbuatdaritembaga (Cu), b. kutubnegatif (katode) terbuatdariseng (Zn), c. larutanelektrolitterbuatdariasamsulfat (H2SO4). Lempengtembagamemilikipotensialtinggi, sedangkanlempengsengmemilikipotensialrendah.Jikakedualempenglogamitudihubungkanmelaluilampu, lampuakanmenyala. Hal inimembuktikanadanyaaruslistrik yang mengalirpadalampu.Ketikalampumenyala, larutanelektrolitakanbereaksidenganlogamtembagamaupunsengsehinggamenghasilkansejumlahelektron yang mengalirdarisengmenujutembaga. Adapun, reaksikimiapadaelemen Volta adalahsebagaiberikut. • Padalarutanelektrolitterjadireaksi H2SO4 → 2H+ + SO2–4 • Padakutubpositifterjadireaksi Cu + 2H+ → polarisasi H2 Padakutubnegatifterjadireaksi Zn + SO4 → ZnSO4+ 2e Reaksikimiapadaelemen Volta akanmenghasilkangelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogentidakdapatbereaksidengantembaga, sehingga gas hidrogenhanyamenempeldanmenutupilempengtembaga yang bersifat isolator listrik.Hal inimenyebabkanterhalangnyaaliranelektrondarisengmenujutembagamaupunaruslistrikdaritembagamenujuseng.Peristiwatertutupnyalempengtembagaolehgelembung-gelembung gas hidrogendisebutpolarisasi.Adanyapolarisasi gas hidrogenpadalempengtembagamenyebabkanelemen Volta mampumengalirkanaruslistrikhanyasebentar.Tegangan yang dihasilkansetiapelemen Volta sekitar 1,1 volt. Penggunaanlarutanelektrolit yang berupacairanmerupakankelemahanelemen Volta karenadapatmembasahiperalatanlainnya.   B. ELEMEN LECLANCHE BASAH DAN KERING (BATERAI) Elemeniniterdiridaribejanakacadanberisikarbon ( C ) sebagaielektrodapositif , batangseng ( Zn ) sebagaielektrodanegatif , larutanamoniumklorida ( NH4CI ) sebagaielektrolitdandepolarisatormangandioksida ( MnO2 ) bercampurserbukkarbon ( C ) dalambejanaberpori.Bila ion - ion sengmasukdalamlarutanamoniumklorida,makabatangsengakannegatifterhadaplarutanitu.Amoniumkloridamemberikan ion-ion amonium yang bermuatanpositif yang menembusbejanaberporimenujubatangkarbon.Ion-ion itumemberikanmuatanpositifnyakepadabatangkarbondanteruraimenjadiamoniak ( Nh3 ) dan gas hidrogen ( H2 ).ElemenLeclanchedapatmenghasilkanteganganlistriksekitar 1,5V.Elemen initidakmengandungasam yang berbahayadanpelopordarisumberaruslistrik potable yang seringdikenaldenganbaterai C. DRY CELL / ELEMEN KERING Elemenkering yang paling umumdigunakanadalahselkarbonseng .Susunannyasebagaiberikut :. Anoda : batangkarbon (C) Katoda : seng (Zn) Elektrolit : AmoniumClorida(NH4Cl) Depolarisator : Mangandioksidadanserbukkarbon ( MnO2 + C ).   Cara kerja : Ketikakeduaelektrodadihubungkandengansuatupenghantarmakaakanterjadireaksikimia yang menghasilkanaliranaruslistrik. Padasaat yang samaakanterjadigelembung gas Hidrogen yang kemudiandiserapolehcampuran MnO2 + C sehinggatidakmenempelpadaanoda. Bateraimengubahenergikimiamenjadienergilistrik. Beda potensial yang dihasilkan + 1,5 volt. Selkarbonsengtermasukelemen primer karenajikamuatanyahabismakatidakdapatdiisiulang.Namunadajugaselkering yang bias diisiulang. ContohnyaselNicad. D. ELEMEN ALKALIN Elemen Alkalin memiliki bagian yang sama dengan dry cell.Elemen Alkalin memiliki kapasitas 1,5 volt, hanya memiliki perbedaan pada segi konstruksi, elektrolitnya, dan tahanan dalamnya lebih kecil. Batere ini memiliki kelebihan yaitu : • Pada proses pemakaian akan tetap pada rating yang dimiliki meskipun pemakaiannya tak menentu. • Pada pembebanan tingi dan terus menerus, mampu memberikan umur pelayanan 2 – 10 kali pemakaian dari sel leclanche. • Sangat baik dioperasikan pada temperature rendah sampai -25 derajat celcius. Baterai yang sering digunakan adalah zinc-alcaline manganese oxide. zinc-alcaline manganese oxide memberikan daya lebih per penggunaannya dibandingkan batere sekunder. zinc-alcaline manganese oxide mempunyai umur (waktu hidup yang lama). Rechargeable alcaline Baterai alcaline mempunyai umur(waktu hidup) yang panjang ,namun daur hidupnya lebih pendek dari pada batere sekunder lainnya.   ELEMEN SEKUNDER A. AKI / ACCU Susunan Accumulator sebagaiberikut : Anoda :timbaldioksida (PbO2) Katoda : timbal (Pb) Elektrolit : asamsulfat (H2SO4) Beda potensial yang dihasilkansatusel accumulator + 2 volt. Sebuahaki 12 volt memiliki 6 sel yang disusunseri. Cara Kerja : Ketika accumulator digunakanterjadi : - perubahanenergikimiamenjadienergilistrik - Reaksikimia : PbO2 + Pb + 2 H2SO4 2PbSO4 + 2H2O Timbaldiosidadantimbalmejaditimbalsulfat. Dalamreaksiinidilepaskan electron-elektronsehinggaaruslistrikmengalirpadapenghantarluardarikutub + kekutub -.Reaksikimia yang terjadimengencerkanasamsulfatsehinggamassajenisnyaberkurang. Padanilaimassajenistertentu, akitidakdapatmenghasilkanmuatanlistrik (accumulator mati/ soak). Agar dapatdigunakankembaliaccuharus di muatiulang. Ketika accumulator diisi (dicharge) terjadi : - perubahanenergilistrikmenjadienergikimia - reaksikimia : 2PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4 Pengisianakidilakukandenganmengalirkanarussearah yang memilikibedapotensiallebihbesardaribedapotensialakidengancaramenghubungkankutubpositifsumberaruspengisidengankutubpositifaki (PbO2) dankutubnegatifsumberaruspengisidengankutubnegatifaki ( Pb). Kapasitaspenyimpananakidiukurdalamsatuan ampere hour(AH).Contoh: sebuahakimemiliki 12 V 40 AH berartigglaki 12 volt dandapatmengalirkanarus 1 ampere selama 40 jam atau 0,5 ampere selama 80 jam sebelumakidimuatiulang.   B. BATERAI NIKEL – KADMIUM BiasadikenalsebagaibateraiNikel-Kadmium (Ni-Cd) adalahselkering yang dapatdiisiulang.Bateraiinisangatpopulerkarenamempunyaikemampuanmemberikanarus yang kuatdansetiapwaktudapatdiisiulang.BateraiNikel-Kadmiumterdiriatasnikelhidrosida ( Ni (OH2) ) sebagaielektrodapositifdanKadmiumhidrosida ( Cd (OH2) )sebagaielektrodanegatif.Larutan yang digunakanadalah potassium hidrosida ( KOH ).Bateraijenisinimemilikiteganganselsebesar 1,2 Volt dengankerapatanenergidua kali lipatdaribateraiasamtimbal. Baterainikelkadmiummemilikinilaihambatanintenal yang kecildanmemungkinkanuntuk di charge dan discharge dengan rate yang tinggi. Umumnyabateraijenisinimemilikiwaktusiklushinggalebihdari 500 siklus. Salah satukekuranganbateraijenisnikelkadmiumadalahadanyaefekingatan (memory effect) yang berartibahwabateraidapatmengingatjumlahenergi yang dilepaskanpadasaat discharge sebelumnya. Efekingatandisebabkanolehperubahan yang terjadipadastrukturkristalelektrodeketikabaterainikelkadmiumdiisimuatanlistrikkembalisebelumseluruhenergilistrik yang terdapatpadabaterainikelkadmiundikeluarkan/digunakan. Selainitu, baterainikelkadmiumjugasangatsensitifterhadapkelebihanpengisian, sehinggaperluperhatiankhususpadasaatpengisianmuatanlistrikpadabaterai. Sumber : http://n3zedine.blogspot.com/2011/09/elemen-primer-dan-elemen-sekunder.html