Home » , , » Contoh Sumber Tegangan

Contoh Sumber Tegangan

Written By onfisika on Saturday, January 26, 2013 | 4:22 AM

a. Elemen Volta
Elemen Volta, ditemukan oleh Alessandro Volta (1745-1827) ilmuwan dari Italia. Elemen Volta yang paling sederhana ini terdiri dari sebuah bejana kaca yang berisi asam sulfat encer. Sebuah lempeng tembaga (Cu) dan sebuah lempeng seng (Zn) dicelupkan ke dalam larutan tersebut. Bila lempeng tembaga dan lempeng seng tersebut dihubungkan dengan kawat penghantar maka akan ada arus yang mengalir sepanjang penghantar tersebut. Ini terbukti dengan menyalanya lampu yang dipasang pada penghantar tersebut. Hal ini juga membuktikan bahwa antara tembaga dan seng terdapat beda potensial.
clip_image005
Beda potensial antara seng dan tembaga sebesar 1,5 volt. Namun beda potensial ini tidak dapat bertahan dalam waktu lama karena pada seng mengalami pelepasan ion-ion Zn 2+ yang bergabung dengan ion SO42- dan menyebabkan plat seng menjadi korosif dan lama kelamaan habis. Selain itu terjadi peristiwa polarisasi pada tembaga, yaitu tertutupnya permukaan tembaga yang tercelup oleh gelembung-gelembung gas H2 yang berasal dari ion-ion H+ yang bergerak menuju plat tembaga untuk mengambil elektron.
Di dalam praktek, elemen volta ini jarang digunakan sebab kurang praktis. Elemen Volta ini tidak dapat mengalirkan arus yang lama sebab dalam reaksi kimia tersebut terjadi gelembung-gelembung gas hidrogen yang menempel pada tembaga dan menghambat arus listrik yang mengalir.
Pada perkembangannya elemen volta disempurnakan dengan menambahkan jembatan garam KCl. Namun secara keseluruhan elemen Volta ini mengandung kelemahan yaitu kurang praktis.
Gambar Aliran elektron dari elemen Volta
clip_image008

Gambar Aliran elektron dari elemen Volta

b. Elemen Kering/ Elemen Leclanche/ Baterai
Elemen Kering atau baterai atau elemen Leclanche kering merupakan penyempurnaan elemen Leclanche basah, terdiri dari sebuah bejana seng yang bagian dalamnya dilapisi dengan kertas karton dan berisi campuran salmiak, serbuk arang dan batu kawi yang berbentuk pasta.
image
Batang arang ini mempunyai potensial yang lebih tinggi dari pada seng. Kutub positif elemen kering ini adalah batang arang ( C ), sedangkan kutub negatifnya adalah seng (Zn). Potensial kutub positif ini lebih tinggi daripada potensial kutub negatif.
GGL yang diperoleh standar tiap baterai atau sel adalah 1,5 volt. Bila dua baterai kita serikan berarti memperoleh ggl 3 volt. Seperti elemen Volta elemen kering termasuk elemen kimiawi yaitu mengubah energi kimia menjadi energi listrik, Elemen Leclanche kering ini trermasuk elemen primer sehingga apabila potensialnya habis, sudah tidak dapat digunakan lagi. Untuk mengatasi kelemahan itu diciptakan baterai yang dapat disetrum lagi seperti baterai alkali atau baterai nikel-besi yang dikembangkan oleh Thomas Alva Edison tahun 1900, energizer dan lain-lain yang termasuk elemen sekunder.
c. Sel Bikromat
Banyaknya penemuan sumber tegangan yang menggunakan berbagai plat katoda dan anoda untuk mengatasi kelemahan sel Volta dan sel Leclanche kering, misalnya
· sel oksida mercuri-seng (katoda = seng, anoda = oksida mercuri) dengan larutan elektrolit potassium hidroksida yang menghasilkan ggl = 1,34 volt
· sel nikel-besi atau baterai Edison (katoda = besi, anoda= oksida nikel, elektrolit potassium hidroksida) menghasilkan ggl = 1,15 volt
· sel nikel-cadmium atau baterai cadmium ( katoda = cadmium, anoda = oksida nikel, elektrolit potassium hidroksida) dengan ggl = 1,15 volt; baterai ini menyempurnakan baterai Edison.
· Dan masih banyak lagi
Namun demikian kekhawatiran terhadap bahan beracun dari elektrolit yang dipakai mendorong ditemukannya sel bikromat.
clip_image013
Gambar Sel Bikromat

Sel Bikromat dikembangkan pada tahun 1850, berisi plat elektroda dari seng (katoda) dan karbon (anoda) dalam tabung kaca yang berisi asam kromit, sel ini lebih aman penggunaannya daripada sel yang menggunakan asam nitrat atau potassium hidroksida karena beracun.
d. Akki (accumulator)
Akki (accumulator), akki terdiri dari sebuah bak kecil yang terbuat dari karet keras atau kaca yang berisi larutan asam sulfat encer.
Di dalamnya terdapat dua kerangka P (positif) dan N (negatif) terbuat dari timbal (Pb) yang berlubang-lubang berbentuk segiempat. Lubang-lubang kerangka P diisi dengan timbal peroksida (PbO2) yang berupa lapisan berpori. Kerangka P ini berwarna coklat dan merupakan kutub positif akki. Kerangka N berisi lapisan timbal berpori (Pb), warnanya abu-abu dan merupakan kutub negatif akki. Ggl yang dihasilkan kedua kutub ini besarnya sekitar 2 volt.
clip_image015
Gambar Accumulator
Bila akki mengalirkan arus listrik, maka lapisan timbal dan timbal peroksida keduanya berubah sedikit demi sedikit menjadi timbal sulfat (PbSO4), sehingga kemampuan akki untuk mengalirkan arus listrik menjadi berkurang. Untuk memulihkan kembali kemampuan akki ini, maka akki harus “diisi” kembali dengan cara menyetrumnya, yaitu dengan jalan mengalirkan arus searah dari sumber arus, dengan arah yang bertentangan dengan arah arus yang dialirkan oleh aki tersebut. Karena aliran listrik ini, timbal sulfat berubah menjadi timbal dan timbal peroksida kembali.
Dalam pemakaian elemen Volta, elemen kering, maupun akki terjadi perubahan bentuk energi dari energi kimia menjadi energi listrik. Sedangkan dalam pengisian akki terjadi perubahan bentuk energi yaitu dari energi listrik menjadi energi kimia.
e. Dinamo/Generator
Dinamo, terdiri dari sebuah magnet dan sebuah kumparan (gulungan kawat penghantar) yang dapat berputar di antara kutub-kutub magnet tersebut. Bila kumparan tersebut berputar, maka terjadi beda potensial pada kedua ujung-ujung kawat kumparan. Dalam teknis prakteknya dapat diubah magnet yang berputar dan kumparan yang diam. Generator adalah dinamo yang berukuran besar. Prinsip kerja dinamo atau generator menggunakan induksi elektromagnetik yaitu terjadi perubahan garis-garis medan magnet tiap satuan waktu yang melalui kumparan kawat
ε = N clip_image017
dimana ε adalah ggl yang dihasilkan kedua ujung kumparan generator, N adalah jumlah lilitan kawat kumparan, clip_image017[1] adalah perubahan fluks magnet tiap satuan waktu.
Dinamo ini berfungsi untuk mengubah energi gerak (mekanik) menjadi energi listrik.
clip_image020
Gambar Generator
Comments
0 Comments

0 komentar :

Post a Comment