PERBEDAAN ANTARA ARUS BOLAK-BALIK DAN SEARAH? - ILMU

The perbedaan antara bolak-balik dan arus searah secara fundamental dalam cara elektron bergerak dalam kabel yang membawanya. Dalam arus bolak-balik itu adalah gerakan osilasi, sedangkan pada arus searah elektron mengalir hanya dalam satu arah: dari kutub negatif ke kutub positif.

Namun ada lebih banyak perbedaan, mulai dari pembangkitan hingga efisiensi penggunaan, keamanan dan transportasi. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan, jadi penggunaan salah satunya tergantung pada aplikasinya.

	Arus bolak-balik	Arus searah
Arah arus	Dua arah (Berosilasi)	Searah (Seragam)
Sumber	Alternator	Baterai, baterai, dinamo
Sumber gaya gerak listrik (ggl)	Konduktor atau konduktor berosilasi atau berputar di hadapan medan magnet.	Reaksi elektrokimia di dalam sel dan baterai. Generator AC yang dialihkan atau diperbaiki dengan dioda
Frekuensi operasi	Di outlet domestik dan industri 50Hz atau 60HZ	0 Hz
Tegangan operasi	110 V atau 220 V.	1.5V; 9V; 12V atau 24V
Tegangan transmisi jarak jauh	Hingga 380.000 Volt	Tidak dapat diangkut jarak jauh karena memiliki banyak kerugian
Amp beredar di motor 1 Hp	Fase tunggal 110V 60Hz: 16 amp	Pada 12 volt DC: 100 amp
Arus maksimum per Joule konsumsi	110V: 0,01 A / J 220V: 0,005 A / J	12 V: 0,08 A / J 9V: 0,1 A / J
Elemen pasif di sirkuit	Impedansi: -Resistive -Kapasitif -Induktif	-Perlawanan
Keuntungan	Sedikit kerugian saat diangkut.	Aman karena bertegangan rendah. Mudah disimpan dalam baterai dan baterai.
Kekurangan	Tidak terlalu aman karena tegangan operasi yang tinggi.	Tidak dapat diangkut jarak jauh karena memiliki banyak kerugian
Aplikasi	Domestik dan industri: mesin cuci, lemari es, pabrik.	Peralatan elektronik portabel: smartphone, laptop, radio, senter, jam tangan.

Arus bolak-balik

Tidak mungkin berbicara tentang arus bolak-balik tanpa menyebutkan Nikola Tesla (1846-1943), insinyur asal Serbia-Kroasia yang menemukan dan mempromosikannya. Dialah yang menghasilkan paling banyak paten untuk aplikasi, transportasi, dan penggunaannya.

Semua paten ini diberikan kepada perusahaan Amerika Westinghouse Electric Co oleh penciptanya, untuk mendapatkan pembiayaan yang diperlukan untuk eksperimen dan proyeknya.

Tes pertama dalam arus bolak-balik dilakukan oleh salah satu pelopor utama listrik: Michael Faraday (1791-1867), yang menemukan induksi elektromagnetik dan membangun generator arus bolak-balik pertama.

Transmisi arus bolak-balik jauh lebih efisien. Sumber: Pixabay.

Salah satu penggunaan praktis pertamanya pada tahun 1855 adalah elektroterapi dengan arus bolak-balik untuk mengaktifkan kontraksi otot. Untuk jenis perawatan ini, arus bolak-balik jauh lebih unggul daripada arus searah.

Kemudian pada tahun 1876, insinyur Rusia Pavel Yáblochkov menemukan sistem pencahayaan berdasarkan lampu busur listrik dan generator arus bolak-balik. Pada tahun 1883, perusahaan Austro-Hungaria Ganz Works telah memasang sekitar lima puluh sistem pencahayaan arus bolak-balik.

Penemuan Tesla

Diantara kontribusi utama Nicola Tesla untuk pengembangan dan penggunaan arus bolak-balik adalah penemuan motor listrik yang bekerja dengan arus bolak-balik, tanpa perlu diubah menjadi arus searah.

Nikola Tesla juga menemukan arus tiga fase, untuk memanfaatkan energi dalam produksi dan infrastruktur dalam pengangkutan listrik. Saat ini sistem ini masih digunakan.

Transformator

Kontribusi besar lainnya dalam pengembangan arus bolak-balik adalah penemuan trafo. Perangkat ini memungkinkan tegangan dinaikkan untuk transportasi jarak jauh dan menurunkan tegangan untuk penggunaan yang lebih aman di rumah dan industri.

Jelas, penemuan ini membuat arus bolak-balik menjadi alternatif yang lebih baik sebagai metode distribusi tenaga listrik daripada metode arus searah.

Cikal bakal transformator modern adalah perangkat inti besi yang disebut "generator sekunder", yang dipamerkan di London pada tahun 1882 dan kemudian di Turin, di mana ia digunakan untuk penerangan listrik.

Trafo inti besi tertutup pertama, seperti yang kita kenal sekarang, disajikan oleh dua insinyur Hongaria dari perusahaan Ganz di Budapest. Paten tersebut dibeli oleh Westinghouse Electric Co.

Karakteristik dasar transformator

Karakteristik mendasar dari transformator adalah bahwa hasil bagi antara tegangan output di sekunder V _S dan tegangan input dalam utama V _P adalah sama dengan hasil bagi antara jumlah lilitan berliku V sekunder ₂ dibagi dengan jumlah lilitan belitan primer _No.1 :

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

Dengan hanya memilih rasio belitan yang sesuai antara primer dan sekunder transformator, tegangan keluaran yang benar dapat dicapai secara akurat dan tanpa kehilangan daya yang cukup besar.

Skema transformator. Sumber: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Sistem distribusi listrik komersial pertama yang menggunakan trafo diresmikan di negara bagian Massachusetts, Amerika Serikat, pada tahun 1886.

Tetapi Eropa mengikuti perkembangan kelistrikan, karena pada tahun yang sama saluran transmisi berdasarkan trafo yang baru ditemukan dipasang di Cerchi, Italia, yang mentransmisikan arus bolak-balik sepanjang 30 km pada tegangan efektif 2000 volt. .

Trafo ternyata bukan hanya revolusi di bidang transmisi tenaga listrik. Juga di bidang industri otomotif, saat ini digunakan oleh Ford Motor Company pada sistem koil pengapian busi Ford Model T.

Arus searah

Arus searah diproduksi pada tahun 1800 melalui penemuan tumpukan volta, dinamakan demikian karena penemunya adalah fisikawan Italia Alessandro Volta, yang hidup antara tahun 1745 dan 1827.

Meskipun asal muasal arus tidak dipahami dengan baik, fisikawan Prancis André Marie Ampere (1775-1836), mengidentifikasi dua polaritas dalam sel volta dan menduga bahwa arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Saat ini, konvensi ini masih digunakan, meskipun diketahui bahwa pembawa muatan listrik adalah elektron yang bergerak sebaliknya, dari terminal negatif ke terminal positif.

Gambar 4. Arus searah mudah disimpan dan nyaman dalam baterai. (pixabay)

Penemu Perancis Hippolyte Pixii (1808-1835) membangun generator yang terdiri dari loop atau loop kawat yang berputar mengelilingi magnet, mencatat bahwa setiap setengah putaran aliran arus dibalik.

Atas saran Ampere, penemu menambahkan komutator dan dengan demikian dinamo pertama atau generator arus searah dibuat.

Mengenai sistem penerangan listrik, antara tahun 1870 dan 1880 digunakan lampu busur listrik yang membutuhkan tegangan tinggi, baik arus searah maupun searah.

Seperti diketahui, tegangan tinggi sangat tidak aman untuk digunakan di rumah. Dalam pengertian ini, penemu Amerika Thomas Alva Edison (1847-1931) menjadikan penggunaan listrik untuk keperluan penerangan lebih aman dan lebih komersial. Edison menyempurnakan bola lampu pijar pada tahun 1880 dan membuatnya menguntungkan.

Perang Arus: AC vs DC

Seperti Nikola Tesla sebagai promotor arus bolak-balik, Thomas Alva Edison adalah promotor arus searah karena dianggap lebih aman.

Bahkan untuk mencegah penggunaan arus bolak-balik untuk tujuan komersial, Edison menemukan kursi listrik arus bolak-balik, agar publik memahami bahayanya bagi kehidupan manusia.

Awalnya, Nikola Tesla bekerja di perusahaan listrik Edison Electric dan memberikan berbagai kontribusi untuk meningkatkan generator arus searah.

Gambar 5. Dari kanan ke kiri Henry Ford, Thomas Edison, Presiden Amerika Serikat Warren G. Harding, dan Harvey S. Firestone, 1921, melalui Wikimedia Commons.

Tetapi karena Tesla yakin akan keuntungan arus bolak-balik dari sudut pandang transportasi dan distribusinya, tidak butuh waktu lama bagi perbedaan dengan Edison untuk membawa kedua kepribadian yang kuat ini ke dalam konflik. Maka dimulailah perang arus: AC vs. DC.

Keuntungan dari transmisi arus bolak-balik dan sistem distribusi arus bolak-balik antar kota pertama pada tahun 1891 menyebabkan Edison, yang dengan keras kepala terus menganjurkan arus searah, kehilangan kursi kepresidenan dan arahan perusahaan yang ia dirikan, yang lewat. untuk disebut perusahaan General Electric.

Nikola Tesla juga tidak memenangkan perang ini, karena akhirnya George Westinghouse dan pemegang saham perusahaannya menjadi jutawan. Tesla, yang terobsesi dengan gagasan untuk mentransmisikan tenaga listrik jarak jauh tanpa kabel, menjadi miskin dan terlupakan.

Arus searah tegangan tinggi

Ide penggunaan arus searah untuk distribusi tenaga listrik jarak jauh belum sepenuhnya dikesampingkan, karena sistem semacam itu dikembangkan pada tahun 1950-an.

Saat ini kabel bawah laut terpanjang di dunia untuk pengangkutan energi listrik, kabel NorNed, yang menghubungkan Norwegia dengan Belanda, menggunakan arus searah 450 ribu volt.

Gambar 6. Rute kabel bawah laut NorNed antara Belanda dan Norwegia, yang mengalirkan arus searah melalui Laut Utara. Sumber: Wikimedia Commons.Michiel1972

Penggunaan arus bolak-balik untuk kabel bawah laut tidak sesuai karena air laut merupakan konduktor listrik yang sangat baik dan kabel bawah laut arus bolak-balik menginduksi arus eddy dalam air asin. Hal ini akan menyebabkan kerugian besar pada energi listrik yang hendak disalurkan.

Arus searah tegangan tinggi juga digunakan saat ini untuk menyalakan kereta listrik dengan menggunakan rel.

Referensi

Agarwal, T. (2015). ProCus. Diperoleh dari Apa Perbedaan Antara Arus AC dan DC: elprocus.com
(2017). Diffen. Diperoleh dari AC vs. DC (Arus Bolak-balik vs. Arus Searah): diffen.com
Earley, E. (2017). Teknik Sekolah. Diperoleh dari Apa Perbedaan Antara AC dan DC?: Engineering.mit.edu
Khatri, I. (19 Januari 2015). Quora. Diperoleh dari Apa perbedaan antara arus AC dan DC?: Quora.com
(2017). SparkFun Electronics. Diperoleh dari Arus Bolak-balik (AC) vs. Arus Searah (DC): learn.sparkfun.com.
Wikipedia. Arus bolak-balik. Diperoleh dari: es.wikipedia.com
Wikipedia. DC. Diperoleh dari: es. wikipedia.com
Wikipedia. Kabel NorNed. Diperoleh dari: es. wikipedia.com

PERBEDAAN ANTARA ARUS BOLAK-BALIK DAN SEARAH? - ILMU - 2025