Perbedaan Listrik AC dan DC

Arus AC dan DC (Arus bolak-balik dan searah)

Hampir semua orang pernah merasakan kegunaan dari arus listrik. Namun mungkin tidak banyak yang mengerti bahwa arus listrik mengalir dengan dua cara: yang pertama dengan arus bolak balik (AC) atau yang lainnya arus searah (DC). Arus listrik bukanlah sesuatu yang mistis, itu adalah pergerakan elektron melalui konduktor. Pada arus searah (DC), elektron mengalir dengan tetap dengan arah yang maju. Sedangkan pada arus bolak balik (AC), elektron terus berganti arah, kadang bergerak maju kadang bergerak mundur.

AC
(Arus Bolak Balik)
DC
(Arus Searah)
Energi yang dibawaAman untuk memindahkan energi dalam jarak yang jauh
Dan memberikan lebih banyak energi
Tidak dapat memindahkan energi yang jauh, karena akan kehilangan energi
Penyebab dari arah aliran elektronMagnet yang berputar di sepanjang kawatMagnet yang stabil di sepanjang kawat
Frekuensi50 - 60 Hz, berbeda pada setiap negara0
ArahBerbalik arah ketika mengalir dalam rangkaianMengalir satu arah dalam rangkaian
ArusBervariasi pada tiap waktuTetap
Aliran ElektronBergantian - maju dan mundurterus maju
Diperoleh dariGenerator arus bolak balikBaterai
Parameter pasifImpedasiHambatan
Faktor dayaAntara 0 dan 1Selalu 1
JenisSinusoidal, trapesium, segitiga, segiempatMurni dan bergetar

Asal mula arus AC dan DC

Medan magnet didekat kawat menyebabkan elektron mengalir satu arah mengikuti kawat, karena mereka ditolak oleh sisi negatif dari magnet dan tertarik ke sisi positif magnet. Inilah bagaimana daya DC dari baterai diciptakan, yang dikenalkan oleh Thomas Edison.

Animasi arus DC. gambar milik pbs.org

Animasi arus DC. gambar milik pbs.org

Generator bolak balik (AC) perlahan menggantikan sistem baterai DC milik Thomas Edison karena sistem bolak balik (AC) lebih aman dan efisien ketika dialirkan pada jarak jauh seperti kota ke kota, dan dapat menghantarkan daya yang besar. Arus DC tidak menggunakan sistem magnetis bersama kabel, ilmuan Nikola Tesla menggunakan magnet yang berputar. Ketika magnet mengarah kesuatu arah, elektron bergerak menuju positif, namun ketika magnet berbalik arah, elektron juga bergerak ke arah sebaliknya.

Animasi Arus AC. Gambar milik pbs.org

Animasi Arus AC. Gambar milik pbs.org

 

Video perbedaan arus AC dan DC

 

Perbedaan baterai dan generator AC

Baterai

Baterai dapat diibaratkan seperti pompa. Tapi bukan air yang dipompa melalui pipa, melainkan elektron yang dipompa melalui kabel (dan benda yang hihubungan oleh kabel).

Ini skema bagaimana baterai bekerja:

Reaksi kimia didalam baterai menyebabkan elektron keluar dari elektroda karbon. Jika bisa, elektron akan mencoba mengalir dari terminal negatif baterai menuju ke terminal positif. Gambar milik pbs.org

Reaksi kimia didalam baterai menyebabkan elektron keluar dari elektroda karbon. Jika bisa, elektron akan mencoba mengalir dari terminal negatif baterai menuju ke terminal positif. Gambar milik pbs.org

Baterai terbuat dari kaleng zinc, yang berfungsi sebagai tempat baterai (biasanya juga dilapisi oleh lapisan metal yang mengkilap) dan sebuah tongkat karbon, yang berada di tengah – tengah baterai, tergantung diantara campuran dalam baterai yang mengandung potassium hidroksida.

Sebuah reaksi kimia didalam campuran baterai melepas elektron dari beberapa atomnya. Beberapa elektron ini kemudia dikumpulkan di kaleng zinc yang berfungsi sebagai terminal negatif.

Pada tongkat karbon, banyak atom yang kekurangan elektron. Elektron yang berada di terminal negatif ingin kembali ke terminal positif, namun mereka butuh jalan untuk kesana. Didalam sebuah rangkaian bohlam, cara untuk kembali ke terminal positif adalah melalui kabel. Jumlah elektron dalam baterai yang dapat lewat dalam rangkaian tergantung hambatan yang berada di filamen bohlam.

Karena elektron mengalir pada satu arah saja, baterai menghasilkan arus searah (DC)

Dengan sistem arus searah milik Edison, listrik tidak diproduksi dengan baterai, namun dengan generator DC. Pada dasarnya generator menghasilkan arus bolak balik, namun dikonversi menjadi arus searah lewat sebuah komutator.

 

Generator AC

Tujuan utama dari generator adalah mengubah gerak menjadi listrik. Hal ini tidak mungkin terjadi karena satu hal: kabel yang melewati medan magnet menyebabkan elektron dalam kabel bergerak dalam satu arah.

A loop of wire spinning through a magnetic field will create an alternating current. Note: current will flow only if the circuit connected to the generator is complete

Kabel yang berputar melewati medan magnet akan membuat sebuah arus bolak balik. Catatan: arus listrik hanya akan mengalir jika rangkaian sudah terhubung ke generator.
Sebuah generator listrik terdiri dari beberapa magnet dan kabel (biasanya sangat panjang yang mengelilingi beberapa gulungan, biasanya disebut armatur). Sebuah mesin uap atau sumber penggerak lainnya menggerakkan kabel / armatur melewati medan magnet yang dibuat oleh magnet.

Pada contoh diatas, kabel berputar melewati medan magnet. Karena itu selalu begerak melalui medan magnet, arus listrik selalu terjadi. Namun, karena kabel terus berputar, ia pertama melewati medan magnet pada sisi yang satu kemudian yang lainnya, yang membuat arus elektron terus berganti.

Karena elektron bergerak pada arah yang terus berganti, generator menhasilkan arus bolak – balik (AC)

Salah satu keuntungan AC dibandingkan DC adalah, tegangan AC dapat dengan mudah dinaikkan atau diturunkan melalui transformator. Dengan kata lain sebuah transformator dapat mengubah tegangan rendah menjadi tinggi atau sebaliknya.

Hal ini membuat memindahkan listrik dalam jarak yang jauh leih mudah. Karena AC lebih efisien dipindahkan pada tegangan tinggi, transformator menaikkan tegangan sebelum listrik dipindahkan, kemudian diturunkan lagi ketika sudah masuk ke perumahan / gedung.

Penyimpanan dan Konversi Listrik AC dan DC

Arus AC dapat diubah menjadi DC dengan menggunakan adaptor. Contoh penggunaannya ketika menggunakan laptop, bisa menggunakan arus listrik kemudian disambungkan ke adaptor untuk mengisi baterai di laptop. Sebaliknya arus DC juga bisa di naik – turunnkan untuk menjadi arus AC, namun lebih sulit. Contohnya ketika aki mobil 12 volt diubah menjadi arus ac 120 volt untuk mengisi daya alat kecil.

Untuk penyimpanan daya, listrik DC dapat disimpan dalam baterai, sedangkan arus AC tidak bisa disimpan.

 

Referensi:

Comments

comments