Tugas Fisika
“ Pengamatan Sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak-balik (AC)”
Kelompok 2 : Adinda Syafhira Annisa Safitri Deggry Mulia Ego Alfian Nopri Davili Thea Carolina
Kelas : XII MIPA 2
Guru Pembimbing: Diah Rahayu Ningsih S.Pd
KATA PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami,
sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang “Pengamatan Sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak-balik (AC)”
Makalah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini.
Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca yang bersifat membangun agar kami dapat
memperbaiki makalah ini menjadi lebih baik.
Akhir kata kami berharap semoga makalah tentang “Pengamatan Sumber arus searah (DC) dan sumber arus bolak-balik (AC)” ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.
Prabumulih, 05 Agustus 2016
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah
Cahaya lampu dihasilkan dari energi listrik. Untuk mengalirkan muatan listrik dari katoda ke anoda membentuk siklus yang tiada henti sumber tegangan harus mengerluarkan energi. Energi ini diperlukan untuk menggerakan muatan-muatan listrik di dalam lampu, yang terindikasi dengan nyala lampu. Nyala lampu terjadi karena muatan-muatan listrik menimbulkan energi kalor ketika melalui kawat filament lampu.
Dari contoh lampu tadi kita dapat tentang adanya beda potensial dalam muatan listrik. Satuan beda potensial adalah volt (V). Dan dalam
mengukur besarnya beda potensial, kita dapat menggunakan multimeter. Pada multimeter saklarnya di tunjukkan pada tulisan DC V atau AC V. DC adalah arus listrik searah, sedangkan AC arus listrik bolak-balik. AC dan DC sering kali kita jumpai dalam kehidupan kita sehari-hari.
Pemakaian AC dan DC tidak bisa sembarangan kita harus
memperhitungkan kekuatan listrik tersebut atau daya listrik yang di miliki semua benda elektronik.
1.2 Tujuan
Dapat mengetahui arus listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari.
Mampu menagaplikasikan konsep arus bolak balik serta penerapannya.
1.3 Rumusan Masalah
1. Bagaimana prinsip kerja sumber arus searah ?
2. Apakah perbedaan elemen primer dan elemen sekunder pada peralatan listrik searah ?
DAFTAR ISI
Cover Depan...1
Kata pengantar...2
Pendahuluan ...3
Latar belakang masalah...3
Tujuan...3
Rumusan masalah...3
Daftar isi...4
Prinsip kerja sumber arus searah...5
Perbedaan elemen primer dan sekunder...5
Elemen primer...6
Elemen sekunder...9
Bagaimana arus listrik bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) sesuai kebutuhan ...10
Prinsip kerja DC power supply (Adaptor)...10
Transformer...11
Rectivier...11
Filter...12
1. Prinsip Kerja Sumber Arus Searah.
Arus searah atau Direct Current yang lebih populer disingkat arus DC adalah jenis arus yang arahnya uni directional terhadap muatan listrik.
Arus DC dapat mengalir melalui konduktur seperti kawat, tapi juga dapat mengalir melalui semi konduktor , isolator , atau bahkan melalui ruang hampa seperti elektron atau beam ion. Arus listrik mengalir dalam arah yang konstan, hal inilah yang membedakannya dengan Arus Bolak Balik (AC).
Salah satu contoh generator ini adalah dinamo sepeda. Generator DC hampir sama dengan generator AC, namun cincinnya hanya satu. Cincin komutator itu dibelah dan dipisahkan oleh isolator.
Gambar: Generator Arus DC
Ketika kumparan diputar searah jarum jam, kumparan akan memotong garis gaya magnet sehingga arus listrik akan diinduksikan keluar dari cincin A dan masuk ke cincin B.
Ketika kumparan kawat sejajar dengan medan magnet, arus listrik tidak diinduksikan sehingga arus listrik mati untuk sementara waktu. Ketika kumparan diputar kembali, arus listrik pun akan diinduksikan kembali.
2. Perbedaan Elemen Primer dan Elemen Sekunder
Berdasarkan kemampuannya memberikan gaya gerak listrik, sumber arus listrik dibedakan menjadi elemen primer dan elemen sekunder. Baterai yang digunakan oleh jam dinding merupakan elemen primer.
Tabel pengamatan objek AC/DC disekitar :
Nama objek Listrik searah (DC) Listrik bolak – balik (AC)
Elemen primer merupakan sebuah sumber arus listrik. Elemen primer merupakan sumber arus listrik yang bersifat sekali pakai. Artinya jika sumber arus tersebut sudah habis energinya, kita tidak dapat mengisi elemen primer. Kamu harus mengganti sumber arus listrik tersebut dengan sumber arus yang baru.
a. Baterai
Gambar di atas adalah gambar baterai yang mempunyai kutub positif dan kutub negatif. Campuran mangan dioksida berfungsi sebagai zat
pelindung elektrolit. Di antara lapisan paling luar yaitu seng berfungsi sebagai kutub negatif dan campuran mangan dioksida terdapat pasta amonium klorida yang berfungsi sebagai elektrolit. Di antara kutub positif dan kutub negatif ini terdapat beda potensial. Beda potensial inilah yang menyebabkan baterai tersebut dapat mengalirkan arus listrik jika
dipasangkan secara benar dalam sebuah rangkaian. Suatu saat, karbon dan elektrolit dari baterai akan habis sehingga baterai tersebut tidak dapat menghasilkan arus listrik. Baterai termasuk sumber arus listrik yang tidak dapat diisi ulang.
Dengan adanya arus listrik ini, kita akan dipermudah memperoleh sumber energi listrik yang dapat dibawa ke mana-mana, sehingga akan lebih mudah dan praktis. Baterai masih banyak digunakan pada jam dinding, radio, lampu senter, dan sebagainya.
Penyempurnaan dari sel seng karbon adalah baterai alkalin. Ukuran, bentuk, dan tegangannya mirip dengan sel seng karbon, tetapi jika digunakan dalam suatu peralatan, sel alkalin dapat bertahan enam atau tujuh kali lebih lama dibanding sel seng karbon biasa. Dalam sel alkalin mengandung elektrolit larutan kalium hidroksida. Pelat logamnya terbuat dari nikel dan senyawa kadmium.
b. Elemen Volta
Elemen volta ini pertama kali pertama ditemukan oleh Alessandro Volta (1745 – 1827) seorang ahli Fisika berkebangsaan Italia.
Gambar: (a) Diagram elemen Volta, (b) Beda Potensial yang dihasilkan oleh elemen volta
Elemen volta terdiri atas tabung kaca yang berisi larutan asam sulfat (H2SO4) dan sebagai anoda adalah logam Cu (tembaga) sedangkan kutub negatif adalah Zn (seng).
Jika elektroda-elektroda seng dan tembaga dimasukkan ke dalam larutan asam sulfat, akan terjadi reaksi kimia yang menyebabkan lempeng
tembaga bermuatan listrik positif dan lempeng seng bermuatan listrik negatif.
Hal ini menunjukkan bahwa lempeng tembaga memiliki potensial lebih tinggi daripada potensial lempeng seng. Elektron akan mengalir dari lempeng seng menuju lempeng tembaga.
Jika kedua lempeng ini dirangkaikan dengan lampu, arus akan mengalir dari lempeng tembaga ke lempeng seng sehingga lampu akan menyala. Namun, aliran arus listrik ini tidak berlangsung lama sehingga lampu akan padam.
Hal ini dikarenakan gelembung-gelembung gas hidrogen yang dihasilkan oleh asam sulfat (H2SO4) akan menempel pada lempeng tembaga. Gelembung gas hidrogen ini akan menghambat aliran elektron.
Kita telah mengetahui bahwa arus listrik adalah aliran elektron-elektron sehingga jika aliran elektron ini terhambat, tidak akan ada arus yang mengalir.
Peristiwa ini disebut polarisasi. Dengan kata lain, polarisasi adalah
peristiwa tertutupnya elektroda elemen oleh hasil reaksi yang mengendap pada elektroda tersebut. Namun demikian, ide Volta inilah yang menjadi prinsip dalam pembuatan baterai dan aki.
Gambar: Diagram Elemen Daniell
Cara kerja elemen daniell pada dasarnya sama dengan cara kerja elemen volta. Namun pada elemen daniell ditambahkan larutan tembaga sulfat (CuSO4) untuk mencegah terjadi polarisasi, yang dinamakan depolarisator sehingga usia elemen dapat lebih lama.
2) Elemen Sekunder
Tidak seperti elemen primer, elemen sekunder bersifat dapat
diperbaharui. Artinya tegangan yang berasal dari elemen sekunder suatu saat akan habis, tetapi kamu masih dapat mengisi elemen tersebut. Contoh elemen sekunder adalah akumulator. Akumulator banyak
digunakan dalam kendaraan bermotor seperti sepeda motor dan mobil. Akumulator disebut juga elemen basah. Akumulator terdiri atas pasangan-pasangan keping timbal dan timbal dioksida. Pasangan ini disebut sel (Gambar di bawah). Setiap pasangan timbal dan timbal dioksida ini
Sama seperti pada baterai, akumulator juga mempunyai dua buah kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Kutub negatif terletak pada timbal dan kutub positif pada timbal dioksida. Timbal dan timbal dioksida dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat. Keuntungan pemakaian elemen sekunder misalnya akumulator yaitu dapat
diperbaharui. Agar akumulator dapat berfungsi kembali, perlu dimuati oleh sumber arus searah (DC).
Perubahan energi saat aki digunakan yaitu dari energi kimia menjadi energi listrik. Sedangkan saat pengisian aki terjadi perubahan energi dari energi listrik menjadi energi kimia.
3. Bagaimana arus listrik bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC ) sesuai kebutuhan peralatan tersebut
Sumber daya adaptor adalah pesawat / alat yang dapat mengubah arus bolak-balik ( AC ) alternating curent menjadi arus searah (direck current).
Arus bolak balik (AC) dihasilkan oleh generator melalui sebuah
Arus searah (DC) dihasilkan oleh elemen kering atau baterai dan elemen basah atau aki. Keuntungan aki atau accumulator dapat diisi kembali jika tegangannya sudah habis. Perusahaan Listrik Negara (PLN) menghasilkan arus kuat dan arusnya bolak balik sedangkan semua pesawat elektronika menggunakan arus lemah dan searah/ rata.
Tujuan pembuatan pesawat sumber daya adaptor adalah
menggantikan posisi baterai maupun aki. Di dalam pesawat radio, televisi, tape recorder, amplifier, komputer, VCD, DVD ataupun CD player terdapat adaptor termasuk semua alat pengisi baterai atau charger handphone. Dengan menggunakan adaptor berarti mengurangi pemborosan energi.
Sebuah DC Power Supply atau Adaptor pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC yang stabil. Keempat bagian utama tersebut diantaranya adalah Transformer, Rectifier, Filter dan Voltage Regulator.
Prinsip Kerja DC Power Supply (Adaptor)
Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang prinsip kerja DC Power Supply (Adaptor) pada masing-masing blok berdasarkan Diagram blok diatas.
Berikut ini adalah Rangkaian Dasar dari sebuah DC Power Supply :
Transformator (Transformer/Trafo)
elektromagnetik yang terdiri dari 2 bagian utama yang berbentuk lilitan yaitu lilitan Primer dan lilitan Sekunder. Lilitan Primer merupakan Input dari pada Transformator sedangkan Output-nya adalah pada lilitan sekunder. Meskipun tegangan telah diturunkan, Output dari Transformator masih berbentuk arus bolak-balik (arus AC) yang harus diproses
selanjutnya.
Rectifier (Penyearah Gelombang)
Rectifier atau penyearah gelombang adalah rangkaian Elektronika dalam Power Supply (catu daya) yang berfungsi untuk mengubah gelombang AC menjadi gelombang DC setelah tegangannya diturunkan oleh Transformator Step down. Rangkaian Rectifier biasanya terdiri dari komponen Dioda. Terdapat 2 jenis rangkaian Rectifier dalam Power Supply yaitu “Half Wave Rectifier” yang hanya terdiri dari 1 komponen Dioda dan “Full Wave Rectifier” yang terdiri dari 2 atau 4 komponen dioda.
Filter (Penyaring)
Dalam rangkaian Power supply (Adaptor), Filter digunakan untuk
meratakan sinyal arus yang keluar dari Rectifier. Filter ini biasanya terdiri dari komponen Kapasitor (Kondensator) yang
Voltage Regulator (Pengatur Tegangan)
Untuk menghasilkan Tegangan dan Arus DC (arus searah) yang tetap dan stabil, diperlukan Voltage Regulator yang berfungsi untuk mengatur
tegangan sehingga tegangan Output tidak dipengaruhi oleh suhu, arus beban dan juga tegangan input yang berasal Output Filter. Voltage Regulator pada umumnya terdiri dari Dioda Zener, Transistor atau IC (Integrated Circuit).
Pada DC Power Supply yang canggih, biasanya Voltage Regulator juga dilengkapi dengan Short Circuit Protection (perlindungan atas hubung singkat), Current Limiting (Pembatas Arus) ataupun Over Voltage Protection (perlindungan atas kelebihan tegangan).
DAFTAR PUSTAKA
http://teknikelektronika.com/prinsip-kerja-dc-power-supply-adaptor/
http://rahmaniaptr.blogspot.co.id/2015/11/makalah-tentang-sumber-arus-listrik.html
