Arus searah
(
bahasa Inggris
:
direct current
) adalah
arus listrik
yang nilainya tidak berubah. Arah pengaliran arus listriknya hanya
positif
atau hanya
negatif
saja.
Arus searah didefinisikan sebagai arus listrik yang mempunyai
nilai
tetap atau konstan terhadap satuan
waktu
. Nilai ini ditinjau dari pengaliran arus listrik pada waktu yang berbeda dan akan selalu mendapatkan nilai yang sama.
[2]
Sumber
tegangan listrik
dan arus searah diperoleh dari elemen-elemen seperti
elemen volta
,
baterai
, dan akumulator, yang merupakan suatu
energi listrik
yang mengalir secara merata pada setiap saat.
Alat pengukur
tegangan dan arus searah yaitu jenis
kumparan
berputar yang terdiri dari sebuah kumparan yang berada dalam suatu
medan magnet
permanen. Kumparan yang disanggah oleh
sumbu
yang dilengkapi dengan
pegas
, apabila dialiri arus maka kumparan tersebut akan berputar. Pada saat momen putar yang timbul akibat adanya interaksi antara medan magnet dan arus listrik kumparan maka perputaran tersebut akan mencapai kududukan tertentu. Terjadinya
defleksi
maksimum disebabkan oleh arus listrik maksimum yang diperbolehkan mengalir pada kumparan. Untuk mendapatkan kumparan yang ringan, maka harus dibuat dari
kawat
yang halus sehingga arus listrik yang mengalir padanya sangat terbatas dan disebut dengan
resistansi
internal alat ukur.
Beberapa contoh listrik arus listrik searah
Sumber arus searah merupakan sumber energi listrik yang dapat menimbulkan arus listrik yang besar dan arahnya selalu tetap. Sumber arus searah diperoleh dari
proses kimia
yang disebut elemen-elemen
elektrokimia
. Elemen elektrokimia dibagi menjadi dua golongan, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Contoh elemen primer yaitu?:
elemen volta
, elemen Leclance, elemen
kering
, elemen
alkalin
, dan elemen
raksa
, sedangkan contoh elemen sekunder adalah akumulator. Sumber lain arus searah yaitu generator arus searah.
Generator merupakan alat yang dapat mengubah
energi mekanik
menjadi energi listrik ditandai dengan terjadinya peristiwa
induksi
. Dengan mengubah bentuk cincin terminalnya, maka generator arus searah dapat menghasilkan
gaya gerak listrik
induksi ke satu arah dan
cincin
ini disebut cincin belah atau komutator.
Elemen
primer
adalah elemen yang hanya dapat digunakan selama
reaksi kimia
yang terjadi sedang berlangsung. Jika reaksi kimia yang terjadi pada elemen primer habis, maka
bahan kimia
di dalamnya tidak dapat dikembalikan seperti semula.
Elemen sekunder
sunting
Elemen sekunder adalah elemen yang bahan-bahan
pereaksi
nya dapat diperbaharui kembali jika bahan-bahan pereaksinya tidak dapat berfungsi. Dengan cara mengalirkan
arus listrik
dari sumber luar yang arahnya berlawanan dengan arus listrik yang dihasilkan.
Susunan
elemen Volta
terdiri atas:
- elektroda negatif (
katoda
) yaitu elektroda yang terbuat dari bahan
seng
(Zn)
- elektroda positif (
anoda)
yaitu elektroda yang terbuat dari bahan
tembaga
(Cu)
- elektrolit yaitu elektrolit yang terbuat dari
asam sulfat
(H
2
SO
4
).
Susunan Elemen
Daniel
terdiri atas:
- Anoda yaitu elemen yang terbuat dari
material
/bahan tembaga (Cu)
- Katoda yaitu elemen yang terbuat dari
bahan
seng (Zn)
- Elektrolit
yaitu elemen yang terbuat dari bahan cair asam sulfat (H
2
SO
4
)
- Depolarisator merupakan elemen yang terdiri dari bahan tembaga
sulfat
(CuSO
4
)
Cara kerja dari elemen kering yaitu ketika kedua elektroda dihubungkan dengan suatu
penghantar
maka akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan aliran
arus
listrik. Kemudian akan terjadi
gelembung
gas
Hidrogen
yang selanjutnya akan diserap oleh
campuran
MnO
2
+C sehingga tidak menempel pada anoda. Energi listrik yang dihasilkan oleh
baterai
terjadi karena baterai tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang menghasilkan
beda potensial
+1,5 Volt. Elemen primer yang tidak dapat diisi ulang jika muatannya habis yaitu
sel
karbon
seng
, tetapi ada juga sel kering yang biasa diisi ulang seperti sel Nicad.
Susunan elemen
kering
yang paling umum digunakan adalah sel karbon seng, diantaranya:
Sebuah akumulator 12
Volt
terdiri dari 6 sel yang disusun
seri
dan satu sel akumulator menghasilkan beda potensial + 2 Volt. Dalam melakukan pengisian akumulator, yang harus listrik dilakukan adalah mengalirkan arus searah yang memiliki beda potensial lebih besar dari beda potensial akumulator. Hal tersebut dilakukan dengan cara menghubungkan
kutub
positif sumber arus listrik pengisi dengan kutub positif akumulator (PbO
2
) dan kutub negatif sumber arus listrik pengisi dengan kutub negatif akumulator (Pb). Satuan dalam pengukuran kapasitas penyimpanan akumulator yaitu
ampere
hour (AH).
Susunan
material
akumulator sebagai berikut:
- Anoda terbuat dari material
timbal
dioksida (PbO
2
)
- Katoda terbuat dari material timbal (Pb)
- Elektrolit terbuat dari
asam
sulfat (H
2
SO
4
)
Ketika akumulator digunakan, maka akan terjadi:
- Berubahnya
energi kimia
menjadi energi listrik
- Reaksi kimia
: PbO
2
+ Pb + 2 H
2
SO
4
2PbSO
4
+ 2H
2
O.
- Berubahnya energi listrik menjadi energi kimia
- Reaksi kimia: 2PbSO
4
+ 2H
2
O PbO
2
+ Pb + 2H
2
SO
4
Termoelemen merupakan sumber arus listrik searah yang proses terjadinya akibat adanya perbedaan
suhu
. Perubahan
energi panas
menjadi energi listrik termasuk proses Termoelemen yang pertama kali ditemukan oleh John Seebach (1826). Apabila perbedaan suhu antara
titik
A dan B pada suatu logam semakin besar, maka semakin besar pula arus listrik yang mengalir.
Generator arus searah
sunting
Generator
arus searah merupakan suatu alat yang dapat mengubah
energi mekanik
menjadi energi listrik yang disebabkan oleh peristiwa
induksi
. Pada prinsipnya generator menghasilkan arus bolak balik yang memiliki dua
cincin
yang terpisah, sedangkan pada generator arus searah menggunakan komutator satu cincin yang terbelah dua.
Sel fotovoltaik
sunting
Sel
fotovoltaik
atau
sel surya
termasuk alat
semikonduktor
yang terdiri dari komponen
dioda
sambungan P-N. dimana sel fotovoltaik berfungsi mengubah
sinar
matahari menjadi energi listrik. Cara kerjanya adalah jika pelat foil alumunium terkena sinar matahari, maka akan menimbulkan panas kemudian selanjutnya diteruskan ke pelat yang terbuat dari
silicon
yang bersifat semikonduktor. Ketika suhu semakin tinggi, maka
elektron
-elektronnya terlepas dari silikon kemudian masuk pada foil alumunium dan selanjutnya muatan-muatan positifnya menempel pada kedua foil besi. Proses tersebut akan menghasilkan aliran elektron atau sering disebut arus listrik apabila kedua foil tersebut dihubungkan pada suatu rangkaian. Proses tersebut terjadi karena adanya beda potensial antara kedua foil.
Arus bolak balik
sunting
Arus bolak-balik merupakan suatu
tegangan
dan arus listrik yang besar dan arahnya berubah-ubah secara periodik dalam waktu tertentu. Arus bolak-balik memiliki
gelombang
yang berbentuk
sinusoida
, sehingga memungkinkan penyaluran energi yang paling efisien. Penyaluran arus bolak-balik dimulai dari sumbernya menuju ke pelanggan misalnya ke kantor-kantor dan rumah-rumah
penduduk
, serta sinyal-sinyal
radio
atau
audio
yang disalurkan melalui kabel.
Penyearahan dilakukan dengan tujuan memperoleh arus searah, dimana
arus
searah ini mengandung komponen
arus bolak-balik
. Riak tegangan pada
penyearah
setengah gelombang lebih besar dari penyearah gelombang penuh. Untuk meloloskan komponen searah dan mencegah komponen bolak-balik, maka digunakan penyaring dalam memperkecil riak
tegangan
. SIfat dari penyearah ialah:
- Peneyearah merupakan alat listrik yang berfungsi untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, sesuai dengan kapasitas batterai yang diperlukan.
- Peneyarah harus selalu terhubung dengan baterai.
- Penyearah harus diperiksa kondisi baterainya secara periodik dan rutin.
Baterai memiliki sifat sebagai berikut:
[14]
- Alat yang menghasilkan sumber tenaga listrik arus searah yang diperoleh melalui
proses kimia
.
- Baterry merupakan sumber arus searah yang berfungsi untuk menggerakkan peralatan kontrol, relai pengaman, motor penggerak CB, DS, dan lain-lain.
- Sumber arus searah ini harus selalu terhubung dengan penyearah.
- Sumber arus searah ini harus diperiksa secara rutin kondisi air, kebersihan dan
berat
jenisnya.
Daftar Pustaka
sunting