PRINSIP KERJA ELEMEN

02/06/2010 15:26

PRINSIP KERJA ELEMEN

Cara Kerja dan Susunan Elemen

A. Cara Kerja Elemen

Elemen dibagi dua, yaitu elemen primer, contohnya sel kering (baterai), elemen volta. Elemen sekunder, contohnya accu.
Elemen primer adalah elemen yang terdiri dari satu sel atau yang tidak dapat difungsikan lagi jika sudah habis terpakai sedangkan elemen sekunder adalah elemen yang terdiri dari beberapa sel atau dapat dipakai kembali walaupun energinya sudah habis, dengan cara diisi kembali energinya dengan cara di cas (charge). Contoh elemen primer adalah sel kering, elemen volta (baterai)

Sel Kering

Sudah kita ketahui bahwa arus listrik mengalir jika ada beda potensial antara dua titik dalam rangkaian tertutup. Untuk menimbulkan beda potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik selalu diperlukan sumber arus listrik seperti baterai.
Dalam subbab ini kamu akan mempelajari beberapa macam sumber arus listrik, seperti elemen volta dan elemen kering (Baterai).

Elemen Volta
Allessandro Volta menemukan bahwa pasangan logam tertentu dapat membangkitkan gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik inilah yang menyebabkan arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian, untuk memahami cara kerja elemen volta perhatikanlah animasi berikut.

Jika pelat tembaga dan pelat seng dihubungkan dengan kawat tembaga melalui sebuah lampu pijar kecil, maka lampu pijar akan menyala. Lampu pijar hanya berpijar sebentar kemudian meredup dan padam. Mengapa terjadi demikian?

Padamnya lampu pada peristiwa tersebut dinamakan polarisasi (pengkutuban) pada salah satu lempeng elemen. Pada saat terjadi aliran arus, pada lempeng seng akan menghasilkan gas-gas hidrogen berupa gelembung-gelembung dan pada lempeng tembaga dihasilkan endapan yang menempel dan menutupi lempeng tembaga, yang menyebabkan terhambatnya arus sehingga lampu menjadi padam.

Sel Kering

Sel ini disebut dengan sel kering (dry cell) karena sel ini tidak mengandung cairan,  paling umum ditemui dipasaran biasanya sel karbon-seng. Pada sel kering arus listrik timbul akibat tegangan seng (Zn) lebih besar dari tegangan batang karbon (C) sehingga arus akan mengalir dari karbon ke seng melalui penghantar luar.seng bertindak sebagai kutub negatif dan karbon bertindak sebagai kutub positif.

2. Elemen Sekunder

Akumulator (aki):
Akumulator termasuk ke dalam jenis sel sekunder, artinya  sel ini dapat dimuati  ulang ketika muatannya habis. Ini karena  reaksi kimia dalam sel dapat dibalikkan arahnya. Jadi sewaktu sel dimuati, energi listrik diubah menjadi energi kimia, dan sewaktu sel bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik.


B. Susunan Elemen

Elemen bisa disusun secara seri dan paralel dengan tujuan tertentu. Pemasangan secara paralel diharapkan bisa memperbesar arus yang bisa disediakan sedangkan pemasangan secara seri diharapkan untuk memperbesar tegangan GGL

1. Elemen Seri

Pada susunan seri, tegangan yang dihasilkan merupakan jumlah dari tegangan masing-masing. Susunan ini dapat memperbesar tegangan dengan arus kecil. Berikut adalah perbandingan antara rangkaian listrik dengan 1 baterai dan 3 baterai dirangkai seri dengan sebuah lampu dan  switch. Bagaimana nyala lampu?

2. Elemen Paralel

Pada susunan parallel, tegangan yang dihasilkan sama dengan salah satu tegangan masing-masing. Susunan ini dapat memperbesar arus dengan tegangan kecil.

Pada gambar berikut adalah dua buah baterai yang dirangkai parallel, sebuah lampu dan skalar. Beda potensial kedua baterai  yang dirangkai paralel adalah 9 V. Jika dirangkai sampai 4 buah baterai maka beda potensialnya tetap yaitu 9 V.

Gaya Gerak Listrik (GGL) dan Tegangan Jepit

Mengukur Gaya Gerak Listrik

Istilah gaya gerak listrik dan tegangan jepit sebenarnya bersumber pada keadaan sumber tegangan yang terpasang secara terbuka dan tertutup. Untuk mengukur gaya gerak listrik (ggl) dan tegangan jepit kita gunakan alat yang dinamakan Voltmeter. Sedangkan untuk mengukur besar kuat arus, kita gunakan Amperemeter. Berikut ini adalah gambar kedua alat tersebut yang sering digunakan di sekolah-sekolah, fungsi alat ini terdiri dari dua yaitu sebagai pengukur arus (amperemeter) dan sebagai pengukur beda potensial (voltmeter).

Bagaimana cara membaca hasil pengukuran dengan menggunakan amperemeter atau Voltmeter? Sebelum kita membahas mengenai bagaimana cara membaca hasil pengukuran arus listrik dan tegangan, perlu diketahui dulu bagian-bagian dari alat tersebut. Bagian-bagian amperemeter/voltmeter terdiri dari batas ukur, terminal positip skala dan terminal negatip seperti terlihat pada gambar.

Untuk Membaca hasil pengukuran amperemeter/voltmeter kita gunakan rumus:

NP= Nilai pengukuran, PJ = penunjukan jarum, ST=skala tertinggi, dan BU= Batas ukur

Contoh :

Ditentukan sebuah amperemeter dengan batas ukur 5A, penunjukan jarum 8 dan skala tertinggi yang kita gunakan adalah 50, maka berapa nilai pengukuran amperemeter tersebut?
Jawab:

    

 

 Berikut ini adalah dua contoh pembacaan dari dua posisi jarum Q dan P

1. Nilai yang ditunjukkan P adalah :
Batas ukur  (BU)           = 1 A
Skala tertinggi (ST)       = 100
Penunjukan Jarum (PJ)  = 54
Berapa nilai pengukuran (NP) = …… ?

Jawab:

     

 

2. Nilai yang ditunjuk Q adalah:
Misal kita ambil nilai batas ukur adalah 100 mA.

Penunjukan jarum 22 dan skala tertinggi adalah     100,      maka nilai pengukuran Q adalah ....

Jawab:

         

Membaca hasil pengukuran pada skala amperemeter/Voltmeter harus dibiasakan dan berlatih terus, hal ini untuk memudahkan dalam menjawab soal atau penerapan aplikasi yang membutuhkan kecepatan dalam membaca skala. Di samping anda dilatih untuk membaca skala, ada hal yang penting lagi yang berkenaan dengan keamanan alat, yaitu cara memasang amperemeter/voltmeter. Jika dalam pemasangan amperemetr dan voltmeter kita salah, maka alat  tersebut bisa mengalami kerusakan. Berikut ini adalah cara pemasangan amperemeter dengan menggunakan KIT listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu, batu baterai dan soket penghubung komponen-komponen yang ada.

Pemasangan amperemeter pada rangkaian harus secara seri sedangkan pemasangan voltmeter harus dipasang paralel. Apabila pemasangannya tertukar maka alat tersebut akan rusak. Pada saat kita ingin mengetahui besar beda potensial atau gaya gerak listrik atau tegangan jepit suatu rangkaian, voltmeter dipasang secara paralel dengan beban. Untuk lebih jelasnya, perhatikan cara pemasangan voltmeter pada suatu rangkaian dengan menggunakan alat KIT Listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu, batu baterai dan soket penghubung komponen-komponen yang ada pada gambar berikut.

Bila kita hendak melakukan pengukuran arus dan tegangan secara bersamaan menggunakan kedua alat tersebut, prinsip pemasangannya tetap. Amperemeter dipasang seri dengan beban dan voltmeter dipasang paralel dengan beban. Untuk lebih jelasnya maka perhatikan gambar berikut, yang diambil dari KIT Listrik yang terdiri dari panel rangkaian, lampu, batu baterai dan soket penghubung komponen-komponen yang ada.

http://Devoav1997.Webnode.Com/