12Materi Pembelajaran. A. Pendahuluan. Prinsip kerja generator sinkron berdasarkan induksi elektromegnetik. Setelah rotor diputarkan oleh penggerak mula (prime over) dengan demikian kutub-kutub yang ada pada rotor akan berputar. Letakkumparan primer dan sekunder sedemikian sehingga perubahan fluks magnet pada kumparan primer dapat melintasi kumparan sekunder.Prinsip kerja trafo sebagai berikut.Ketika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, arus listrik bolak-balik mengalir melalui kumparan primer. Elemensekunder, 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). Arus listrik dapat mengalir jika ada beda potensial antara dua titik dalam rangkaian tertutup. Transformatoratau trafo adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Berikut prinsip kerja trafo! Terdapat dua jenis kumparan, kumparan primer dan kumparan sekunder. Kumparan primer adalah lilitan pada satu sisi inti besi dan menjadi tempat masuknya arus listrik. Sedangkan kumparan sekunder A Gaya Gerak Listrik (GGL) dan Elemen Listrik Primer dan Sekunder. Kalau dalam rangkaian, supaya beda potensial antara dua titik itu tetap ada pada saat arus mengalir, harus ada sumber energi yang mengisi kekurangan energi. Kan energi bisa hilang waktu arus lewat pada beda potensial. Nah, energi yang dikeluarkan sebagai pengisi kekosongan oleh PrinsipKerja Elemen. 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 . Soal dan Penyelesaian Fisika - Arus listrik adalah aliran elektron bebas dari daerah yang kelebihan elektron negatif ke daerah yang kekurangan elektron positif. Arah gerak elektron ini berlawanan dengan arah arus aliran arus listrik terbagi menjadi dua jenis, yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Arus searah atau yang dikenal juga direct current DC yang mengalir dari titik berpotensial tinggi menuju titik berpotensial ARUS LISTRIKSumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus listrik bolak-balik AC dan sumber arus listrik searah DC. Sumber arus listrik AC dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator. Sumber arus searah, misalnya sel volta, elemen kering baterai, akumulator. Elemen ini merupakan sumber arus searah yang dihasilkan oleh reaksi kimia, sehingga sering disebut elektrokimia, karena mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer adalah sumber arus listrik yang bersifat sekali pakai, artinya tidak bisa diisi ulang. Contoh elemen volta dan batu sekunder adalah elemen yang setelah habis muatannya dapat diisi kembali. Contoh Baterai isi ulang misalnya baterai HP, baterai penyimpanan power bank, aki atau akumulator baterai basah.Elemen Primer 1. Elemen Volta Elemen Volta adalah sumber arus listrik yang paling sederhana yang terbuat dari lempeng seng Zn dan sebuah lempeng tembaga Cu yang dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat $H_2SO_4$.Bagian utama elemen Volta, yaitukutub positif anode dari tembaga Cu, kutub negatif katode dari seng Zn, larutan elektrolit dari asam sulfat $H_2SO_4$. Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua lempeng logam itu dihubungkan melalui lampu, lampu akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan logam tembaga maupun seng sehingga menghasilkan sejumlah elektron yang mengalir dari seng menuju tembaga. Reaksi kimia pada elemen Volta adalah sebagai larutan elektrolit $\small H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_2^{-4}$Pada kutub positif $\small Cu + 2H^+ \rightarrow \textrm{polarisasi } H_2$Pada kutub negatif $\small Zn + SO_4 \rightarrow ZnSO_4+2e$Reaksi kimia pada elemen Volta akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen H2. Gas hidrogen tidak dapat bereaksi dengan tembaga, sehingga gas hidrogen hanya menempel dan menutupi lempeng tembaga yang bersifat isolator listrik. Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi gas hidrogen pada lempeng tembaga menyebabkan elemen Volta mampu mengalirkan arus listrik hanya sebentar. Tegangan tiap elemen Volta sekitar 1,1 volt. 2. Elemen KeringElemen kering disebut juga baterai atau baterai kering. Elemen kering pertama kali dibuat oleh utama elemen kering adalahkutub positif anode dari batang karbon Ckutub negatif katode dari seng Znlarutan elektrolit dari amonium klorida $NH_4Cl$dispolarisator dari mangan dioksida $MnO_2$. Baterai disebut elemen kering, karena elektrolitnya merupakan campuran antara serbuk karbon, batu kawi, dan salmiak yang berwujud pasta kering. Batang karbon batang arang memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua elektrode itu dihubungkan dengan lampu maka arus listrik akan mengalir. Reaksi kimia pada batu baterai adalah sebagai berikut. Pada larutan elektrolit $\small Zn + 2NH_4Cl \rightarrow Zn^{2+} + 2Cl + 2NH_3 + H_2$ Pada dispolarisator $\small H_2 + 2MnO_2\rightarrow Mn_2O_3 + H_2O$ Setiap batu baterai menghasilkan tegangan 1,5volt. Elemen kering batu baterai banyak digunakan karena tahan lama awet, praktis karena bentuk sesuai kebutuhan, dan tidak membasahi atau AkiAkumulator sering disebut aki. Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal Cu berpori. Bagian utama akumulator, yaitu kutup positif anode dari timbal dioksida $PbO_2$,kutub negatif katode dari timbal murni $Pb$,larutan elektrolit dari asam sulfat $H_2SO_4$ kepekatan 30%.Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel akumulator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator. Kemampuan akumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas akumulator yang dinyatakan dengan satuan Ampere Hour AH. Kapasitas akumulator 50 AH artinya akumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali. a. Proses Pengosongan Akumulator Pada saat digunakan, terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan timbal dioksida dan timbal murni menjadi timbal sulfat $PbSO_4$sekaligus menghasilkan elektron dan air. Reaksi kimia pada akumulator yang dikosongkan adalah sebagai berikut. Pada elektrolit $\small H_2SO_4\rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$ Pada anode $\small PbO_2 + 2H^+ + 2e + H_2SO_4 \rightarrow PbSO_4+2H_2O$ Pada katode $\small Pb + SO_4^{2-}\rightarrow PbSO_4+2e$ Ketika kedua kutub memiliki potensial sama dan arus listrik berhenti ini dikatakan akumulator kosong habis. b. Proses Pengisian Akumulator Pada saat pengisian terjadi penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepekatan asam sulfat dan permukaan asam sulfat turun. Oleh sebab itu, perlu ditambah air akumulator kembali. Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu pada elektrolit $\small H_2SO_4 \rightarrow 2H^+ + SO_4^{2-}$ pada anode $\small PbSO_4 + SO_4^{2-} + 2H2O\rightarrow PbO_2 + 2H_2SO_4$ pada katode $\small PbSO_4 + 2H^+ \rightarrow Pb + H_2SO_4$ Saat penyetruman terjadiperubahan anode dan katode yang berupa timbal sulfat $PbSO_4$ menjadi timbal dioksida $PbO_2$ dan timbal murni Pb.Dinamo Arus SearahLain halnya dengan elemen di atas, dinamo arus searah berfungsi mengubah energi gerak menjadi energi Arus Searah atau terkenal dengan nama Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan roda sepeda diputar dan dinamo akan berputar sehingga roda akan memutar magnet, biasanya dinamo dapat menghasilkan tegangan 6 sampai 12 Volt dan menghasilkan arus sekitar 450 mA. Panel surya Solar PanelPanel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel fotovoltaik, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks secara spontan. Dalam menghasilkan arus listrik, sel volta memiliki prinsip kerja, aliran transfer elektron dari reaksi oksidasi di anode ke reaksi reduksi di katode melalui rangkaian luar. Sel volta disebut juga dengan sel galvani. Untuk mengetahui lebih jelas tentang sel volta, berikut ini akan dijelaskan secara lengkap tentang pengertian sel volta, prinsip kerja sel volta, bagian-bagian sel volta, dengan pembahasan terlengkap. Baca Juga Benzena dan turunannya serta Penjelasannya Sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi redoks secara spontan. Sel volta atau sel galvani merupakan gagasan yang lahir dari seorang ilmuwan berkebangsaan Italia yaitu Alessandro Giuseppe Volta 1745-1827 dan Lugini Galvani 1737-1798. Disebut sel galvani karena kata Galvani berasal dari Lugini Galvani yang menemukan fenomena adanya sifat listrik pada tulang. Sedangkan disebut sel volta karena kata Volta berasal dari Alessandro Giuseppe Volta yang melakukan percobaan dan menyatakan bahwa kontak dua logam yang berbeda dapat menimbulkan listrik. Pernyataan dari Alessandro Giuseppe Volta membantah pernyataan dari Luigi Galvani yang sekaligus menjelaskan lebih lanjut mengenai fenomena tersebut. Sel volta terdiri dari 4 bagian, yaitu Voltmeter, Jembatan Garam, Anoda, dan Katoda. VoltmeterVoltmeter berfungsi untuk menentukan besarnya potensial pistrik atau tegangan listrik yang dihasilkan. Jembatan garam salt bridgeJembatan garam salt bridge berfungsi menjaga kenetralan muatan listrik pada larutan. Jembatan garam terdiri dari senyawaNa2SO4. Anoda Elektroda NegatifAnoda merupakan tempat terjadinya reaksi oksidasi pelepasan elektron. Pada gambar dibawah anoda yang digunakan adalah Zn seng. Katoda Elektroda Positif Katoda merupakan tempat terjadinya reaksi reduksi penangkapan elektron. Pada gambar dibawah katoda yang digunakan adalah Cu tembaga. Berdasarkan gambar tersebut, reaksi kimia yang terjadi pada sel volta adalah Anoda Zn → Zn2+ + 2e¯Katoda Cu2+ + 2e¯ → Cu Pada sel volta terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik yang disebut dengan reaksi spontan atau reaksi redoks Reduksi-Oksidasi. Syarat terjadinya reaksi spontan yaitu Nilai Potensial Elektroda Standar E° pada Voltmeter harus bernilai positif. Namun, jila nilai Potensial Elektroda Standar E°pada Voltmeter bernilai negatif maka tidak terjadi reaksi spontan. Baca Juga Larutan Penyangga dan Penjelasannya Prinsip Kerja Sel Volta Prinsip kerja sel volta yaitu, jika logam Zn dimasukkan dalam larutan yang mengandung ion Zn2+ dan logam Cu dimasukkan ke dalam larutan Cu2+, maka atom-atom logam Zn akan teroksidasi melepaskan 2 elektron dan larut dalam larutan tersebut hal ini karena larutan tersebut lebih reaktif dibandingkan dengan atom Cu. Elektron-elektron yang dibebaskan oleh logam Zn akan melewati kawat dan masuk ke arah logam Cu dan tereduksi ion Cu2+ sehingga jumlah Cu2+ akan berkurang dalam larutan. Elektroda atau kawat akan mengalirkan arus listrik elektron masuk dan keluar dari suatu larutan sehingga muncul tegangan listrik yang dapat dilihat dari Volmeter. Secara umum, Reaksi spontan pada sel Volta adalah sebagai berikut Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Baca Juga Fermentasi dan Penjelasannya Bagian-bagian Sel Volta Sel volta dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sel volta primer, sel volta sekunder, dan sel bahan bakar. Berikut penjelasannya. 1. Sel Volta Primer Sel volta primer adalah komponen baterai atau disebut juga dengan sel Lenchance. Sel volta primer memiliki baterai dengan daya yang langsung habis jika selesai dipakai dan kompone baterai tidak dapat diisi ulang. Baterai tersebut dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu sel kering seng-sarbon, baterai merkuri dan baterai perak oksida. Sel Kering Sel-Karbon Sel kering seng-sarbon terdiri dari silinder zink yang berisi pasta campuran batu kawi MnO2, Salmiak NH4Cl, karbon C, dan sedikit air. Bagian anoda baterai ini adalah logam seng Zn, sedangkan bagian katodanya adalah grafit yang dicelupkan di tengah-tengah pasta. Baterai sel kering seng-sarbon biasanya dipakai pada alat elektronika seperti senter, radio, lampu, jam, dan lainnya. Persamaan redoks dari baterai sel kering seng-sarbon adalah sebagai berikut Zns → Zn2+ aq + 2e¯ anoda 2Mn02s + 2NH4+ aq2e¯ → Mn203s + H20I katoda Baterai Perak Oksida Baterap perak oksida memiliki komponen yang sangat tipis. Anoda baterai perak oksida adalah seng Zn, katoda nya adalah perak oksida Ag20. Baterai perak oksida memiliki ketegangan 1,5V. Baterai perak oksida biasanya digunakan pada beberapa komponen alat seperti pada kamera, jam, dan kalkulator elektronik. Reaksi yang terjadi pada baterai perak oksida adalah sebagai berikut Zns + 20H¯aq → Zn0H2s + 2e¯ anoda Ag20s + H20 + 2e¯ → 2Ags + 20¯H aq katoda Baca Juga Kimia Organik dan Penjelasannya 2. Sel Volta Sekunder Sel volta sekunder adalah komponen sel volta yang daya nya dapat di isi ulang. Contohnya Aki timbal, baterai lithium dan sel perang seng. Berikut penjelasannya Aki timbal Aki timbal merupakan baterai yang digunakan pada kendaraan bermotor. Komponen aki terdiri dari PbO2 sebagai katoda dan Pb timah hitam sebagai anoda. Kedua komponen tersebut dicelupkan pada larutan asam sulfat H2SO4, dan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut Pbs + SO42¯aq → PbSO4s + 2e¯ anoda PbO2s + 4H+aq + SO42¯aq + 2e¯ → PbSO4s + 2H2O katoda Pengisian daya pada aki dilakukan dengan menghubungkan elektroda timbal ke kutub negatif sumber arus sehingga Pb2SO4 yang terdapat pada elektrolda timbal di reduksi. Berikut ini reaksi yang terjadi pada aki PbSO4s + H+aq+2e¯ → Pbs + HSO4¯aq elektrode Pb sebagai katoda PbSO4s + 2H2OI → PbO2s + HSO4¯aq + 3H+aq + 2e¯ elektrode Pb02 sebagai anoda Baterai Litium Baterai litium merupakan sumber bahan energi untuk mobil listrik. Mobil listrik merupakan mobil dengan sumber tenaga tidak menggunakan bensin namun menggunakan baterai litium yang dapat diisi ulang, karena itulah mobil listrik lebih ramah lingkungan dan lebih irit. Baterai litium memiliki komponen anoda yaitu litium dan katoda adalah MnO2. Baterai litium menghasilkan arus listrik yang lebih besar dan memiliki daya tahan lebih lama. Reaksi yang terjadi pada baterai litium adalah sebagai berikut Li Li+ pelarut non-air K0H pasta MnO2, MnOH3,C Sel Perak Seng Pada sel perak seng memiliki komponen anodanya adalah seng Zn dan katodanya adalah perak Ag. Anoda dan katoda pada komponen ini dihubungkan dengan larutan KOH. Komponen tersebut lebih ringan dibandingkan aki timbal dan memiliki daya yang lebih besar sehingga baterai ini digunakan pada kendaraan di arena balap seperti mobil Formula 1 agar memiliki kecepatan yang lebih besar. Baca Juga Hidrokarbon dan Penjelasannya 3. Sel Bahan Bakar Sel bahan bakar menggunakan campuran bahan bakar sebagai sumber energinya. Sel bahan bakar memiliki sumber bahan bakar seperti campuran Hidrogen H2 dengan Oksigen O2 atau campuran gas alam dengan oksigen. Komponen katoda dari sel bahan bakar adalah gas oksigen dan anodanya adalah gas hidrogen. Sel bahan bakar biasanya digunakan pada pesawat untuk menjelajah luar angkasa seperti pesawat ulang-alik, pesawat challenger, dan pesawat columbia. Reaksi kimia pada sel bahan bakar adalah sebagai berikut Katoda menghasilkan ion OH¯ O2g + 2H2OI + 4e¯→ 4OH¯ aq Anoda dari katode berreaksi dengan gas H2 H2g + 2OH¯aq → 2H2OI + 2e¯ Reaksi sel yang terjadi adalah O2g + 2H2g → 2H2OI Baca Juga Larutan ELektrolit dan Non Elektrolit Serta Penjelasannya Demikian artikel mengenai Sel Volta dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam. Elemen Primer dan Sekunder Anode Batang Karbon C Elektrolit Amonium Klorida NH4CL Dispolisator Mangan Dioksida MNO2 Cara Kerja 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. Elektrolit Asam Sulfat H2SO4 Cara kerja 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. Kamu 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. Elektrolit Asam Sulfat H2SO4 Dispolisator Tembaga Sulfat Cara kerja 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. Elektrolit Amonium Klorida Cara kerja Elemen ini terdiri dari bejana kaca dan berisi karbon C sebagai elektroda positif , batang seng Zn sebagai elektroda negatif , larutan amonium klorida NH4CI sebagai elektrolit dan depolarisator mangandioksida MnO2 bercampur serbuk karbon C dalam bejana ion - ion seng masuk dalam larutan amonium klorida,maka batang seng akan negatif terhadap larutan klorida memberikan ion-ion amonium yang bermuatan positif yang menembus bejana berpori menuju batang itu memberikan muatan positifnya kepada batang karbon dan terurai menjadi amoniak Nh3 dan gas hidrogen H2 .Elemen Leclanche dapat menghasilkan tegangan listrik sekitar 1, ini tidak mengandung asam yang berbahaya dan pelopor dari sumber arus listrik potable yang sering dikenal dengan baterai. Anode Timbal Dioksida PbO2 Katode Timbal Murni Pb Elektrolit Asam Sulfat H2SO4 Cara kerja Ketika accumulator digunakan terjadi - perubahan energi kimia menjadi energi listrik - Reaksi kimia PbO2 + Pb + 2 H2SO4 2PbSO4 + 2H2O Timbal diosida dan timbal mejadi timbal sulfat. Dalam reaksi ini dilepaskan electron-elektron sehingga arus listrik mengalir pada penghantar luar dari kutub + ke kutub -. Reaksi kimia yang terjadi mengencerkan asam sulfat sehingga massa jenisnya berkurang. Pada nilai massa jenis tertentu, aki tidak dapat menghasilkan muatan listrik accumulator mati/ soak. Agar dapat digunakan kembali accu harus di muati ulang. Ketika accumulator diisi dicharge terjadi - perubahan energi listrik menjadi energi kimia - reaksi kimia 2PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4 Pengisian aki dilakukan dengan mengalirkan arus searah yang memiliki beda potensial lebih besar dari beda potensial aki dengan cara menghubungkan kutub positif sumber arus pengisi dengan kutub positif aki PbO2 dan kutub negatif sumber arus pengisi dengan kutub negatif aki Pb. Kapasitas penyimpanan aki diukur dalam satuan ampere hourAH.Contoh sebuah aki memiliki 12 V 40 AH berarti ggl aki 12 volt dan dapat mengalirkan arus 1 ampere selama 40 jam atau 0,5 ampere selama 80 jam sebelum aki dimuati ulang. 2. Baterai Nikel Metal Hidrat Ni-MH Katode Nikel Oksi Hidroksida Elektrolit Potasium Hidroksida 3. Baterai Nikel Kadmium Ni-Cd Anode Nikel Hidroksida NiOOH Katode Kadmium Hidroksida Elektrolit Potasium Hidroksida Cara kerja Baterai Nikel-Kadmium terdiri atas nikel hidrosida NiOH2 sebagai elektroda positif dan Kadmium hidrosida CdOH2sebagai elektroda yang digunakan adalah potassium hidrosida KOH.Baterai jenis ini memiliki tegangan sel sebesar 1,2 Volt dengan kerapatan energi dua kali lipat dari baterai asam timbal. Baterai nikel kadmium memiliki nilai hambatan intenal yang kecil dan memungkinkan untuk di charge dan discharge dengan rate yang tinggi. Umumnya baterai jenis ini memiliki waktu siklus hingga lebih dari 500 siklus. Salah satu kekurangan baterai jenis nikel kadmium adalah adanya efek ingatan memory effect yang berarti bahwa baterai dapat mengingat jumlah energi yang dilepaskan pada saat discharge sebelumnya. Efek ingatan disebabkan oleh perubahan yang terjadi pada struktur kristal elektrode ketika baterai nikel kadmium diisi muatan listrik kembali sebelum seluruh energi listrik yang terdapat pada baterai nikel kadmiun dikeluarkan/digunakan. Selain itu, baterai nikel kadmium juga sangat sensitif terhadap kelebihan pengisian, sehingga perlu perhatian khusus pada saat pengisian muatan listrik pada baterai. Anode Lithium – Metal Oksida Elektrolit Lithium Perklorat ~ Home Pedoman Shalat Ilmu Tajwid Pojok Anak Artikel Lagu Rancak Ranah Minang Cerdas Cermat Islami Edukasi ~ Cara Kerja dan Susunan Elemen 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 Elemen Premier 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. 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. 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. 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? 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. BAB 9 A. Gaya Gerak Listrik GGL dan Elemen Listrik Primer dan Sekunder Kalau dalam rangkaian, supaya beda potensial antara dua titik itu tetap ada pada saat arus mengalir, harus ada sumber energi yang mengisi kekurangan energi. Kan energi bisa hilang waktu arus lewat pada beda potensial. Nah, energi yang dikeluarkan sebagai pengisi kekosongan oleh sumber inilah yang disebut Gaya Gerak Listrik. Sumber ini gak boleh sumber listrik loh. Ia mestinya kimiawi, magnetik ataupun mekanik atau non listrik lainnya. Simbolnya huruf E melintir. Pada dasarnya sumber GGL itu segala jenis alat yang muatan positif ama negatifnya terpisah. Kedua ujung dari alat tersebut di sebut terminal. Muatan positif ya numpuknya di terminal positif, sementara muatan negatif, tentunya di terminal negatif. Terminal positif namanya anoda. Terminal negatif namanya katoda. Ingetnya gini aja. Kalau positif itu ga ada noda. Ga ada noda ya gak belajar.. hehe. Ga ada noda kan anoda, seperti gak ada tuhan, kan disebut ateis. Huruf a didepannya itu loh. Positif gak ada noda, negatif katoda. Mudah kan menghapalnya. Oke, kembali ke anoda ama katoda tadi. Karena kedua jenis muatan ini misah, akibatnya ada medan listrik. Medannya nunjuk dari anoda ke katoda. Inget tuh arahnya. Dari anoda ke katoda. Medan ini, kemudian, memaksakan sebuah gaya pada muatan positif. Medan ini memaksa, mendorong muatan positif dalam alat ini menuju katoda. Sementara itu, gaya ini juga memaksa muatan negatif ke anoda. Supaya muatan positif tetap di terminal positif dan muatan negatif tetep di terminal negatif, alat ini menghasilkan gaya non listrik yang melawan gaya listrik dan terus mendorong muatan positif ke anoda dan muatan negatif ke katoda. Jadi seperti gulat gitu. Sumo bisa juga. Medan listrik vs medan non listrik. Saling dorong mendorong. Mungkin bisa dibayangkan GGL itu seperti air dalam pipa tegak yang dipaksa naik. Waktu airnya naik ke puncak anoda gravitasi maksain supaya tuh air turun katoda. Jadi supaya air tetap bisa naik, harus ada gaya non gravitasi, seperti pompa misalnya, yang mendorong air melawan gravitasi. Nah, dalam kasus GGL, gaya dari mesin pompa ini bisa berasal dari reaksi kimia, seperti baterai. Bisa juga dari gaya magnet, seperti dari generator listrik. Atau dari sumber mekanik lainnya lah. Seperti dalam kasus air tadi, dimana energi potensial gravitasi air bertambah saat air di dorong semakin tinggi, gaya lain ini menyebabkan muatan mengalir ke anoda, meningkatkan energi potensial listrik. Akibatnya terjadi beda potensial antara anoda dan katoda. Kalau ga ada rugi gara-gara panas waktu muatan mengalir ke anoda di dalam alat ini, beda potensialnya pastilah sama dengan GGL sumber. Ituloh, kan ada hukum kekekalan energi. Kalau, di luar alat ini, kita pasang apakeq yang membuat anoda terhubung balik ke katoda, maka arus akan mengalir lewat penghubung ini dari anoda ke katoda. Ya penghubungnya bisa kabel atau kawat telanjang kesetrum tanggung sendiri. Ntar, nih ada contoh gambarnya. Coba liat gambar ini Titik a dengan c itu kalau dihubungkan akan menjadi rangkaian loh. Jadi titik a dihubungkan ke anoda dan titik c dihubungkan ke katoda. Coba lihat di gambar ini biar jelas Muatan kehilangan energi listrik yang bergerak dari terminal tinggi ke terminal rendah lewat rangkaian luar, lalu dipaksa oleh gaya non listrik kembali ke anoda lewat alat GGL dan karenanya memperbaiki energi listriknya. Seperti sistem air kita lo. Airnya mengalir kembali lewat beberapa pipa lain lalu kembali lagi ke pipa tegak dengan dorongan pompa. Perbedaan potensial tetap terjaga antara terminal saat tidak ada arus. Kan gak ada kawat yang menghubungkan terminal. Nah, beda potensial kalau ga ada arus ini namanya GGL Rangkaian Terbuka. Kalo kita menghubungkan satu kawat dengan hambatan R pada kedua terminal itu, berarti arus akan mengalir lewat hambatan itu dengan tegangan V yang bekerja di sepanjang terminal. Kalau kabel ini cuma satu-satunya hambatan yang ada di rangkaiannya, arusnya pasti mengikuti hukum Ohm, yaitu I = V/R = GGL/R. Tapi kenyataannya, selalu ada rugi panas dalam sumber GGL. Panas ini muncul karena agitasi molekul saat muatan mengalir dalam sumber. Molekulnya merinding. Kan semakin kuat merindingnya molekul, semakin panas suhunya. Oke deh, kalau dalam kasus ini ya berarti GGL ga lagi sama dengan V. Ada energi non listrik yang hilang menjadi panas. Besarnya rugi panas ini sebanding dengan arus, jadinya GGL = V – Nah, r disini adalah tetapan proporsionalitas. Karena dimensinya sama dengan hambatan, jadi dia lebih sering disebut “hambatan dalam” atau Rint. Hambatan dalam apa? Ya hambatan dalam sumber. Kalau gak ada arus mengalir melewati sumber, maka beda potensial sepanjang sumber itu sama aja dengan GGL rangkaian terbuka sumber, karena kan gak ada tegangan jatuh gara-gara arus lewat ke hambatan dalam. Tapi, kalau arusnya ngalir di rangkaian luar, arus yang sama juga bakalan mengalir di dalam sumber dan tegangan bakalan jatuh sebesar Vin = I. Rint. Jatuh tegangan ini terjadi di sepanjang hambatan dalam Rint. Akibatnya, tegangan yang ada pada rangkaian adalah E – Biasanya sumber GGL itu ya baterai. Baterai memakai gaya kimia dan karenanya energi kimia inilah yang dipakai untuk memaksa arus melewati baterai dari katoda ke anoda. B. Mengukur Gaya Gerak Listrik GGL dan Tegangan Jepitnya 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 ukurContoh Berikut ini adalah dua contoh pembacaan dari dua posisi jarum Q dan P 1. Nilai yang ditunjukkan P adalah Batas ukur BU = 1 ASkala tertinggi ST = 100Penunjukan Jarum PJ = 54Berapa nilai pengukuran NP = …… ?Jawab 2. Nilai yang ditunjuk Q adalahMisal 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. Mengukur Tegangan Listrik Sebelumnya kita sudah membahas mengenai konsep tegangan atau beda potensial, sedangkan pada postingan kali ini Mafia Online akan membahas mengenai konsep gaya gerak listrik dan tegangan jepit. Komponen seperti baterai atau generator listrik yang mengubah energi tertentu menjadi energi listrik disebut sumber gaya gerak listrik atau ggl. GGL didefinisikan sebagai beda potensial antara kedua kutub sumber, apabila tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian luar dari sumber. ggl disimbolkan dengan ε. Sebuah baterai secara riil dimodelkan sebagai ggl ε yang sempurna dan terangkai seri dengan resistor r yang disebut hambatan dalam baterai. Oleh karena r ini berada di dalam baterai, kita tidak akan pernah bisa memisahkannya dari baterai. Kedua titik a dan b menunjukkan dua kutub baterai, kemudian yang akan kita ukur adalah tegangan di antara kedua kutub tersebut. Tegangan diantara kedua kutub sumber arus listrik ketika sumber arus listri tersebut terbebani atau mengalirkan arus listrik. Jadi, perbedaan gaya gerak listrik ggl dengan tegangan jepit sebagai berikut. Kalau ggl didefinisikan sebagai beda potensial antara ujung-ujung kutub sumber arus listrik ketika sumber arus listrik tersebut tidak mengalirkan arus listrik. Contohnya pada saat sebuah baterai tidak dihubungkan dengan rangkaian apapun. Sedangkan, tegangan jepit didefiniskan sebagai beda potensial antara ujung-ujung kutub sumber arus listrik ketika sumber arus listrik mengalirkan arus listrik. Misalnya pada saat baterai mengalirkan arus listrik pada suatu rangkaian listrik. Ketika tidak ada arus yang ditarik dari baterai, tegangan kutub sama dengan ggl, yang ditentukan oleh reaksi kimia pada baterai Vab= ε. Jika arus I mengalir dari baterai, ada penurunan tegangan di dalam baterai yang nilainya sama dengan Dengan demikian, tegangan kutub baterai tegangan yang sebenarnya diberikan dirumuskan Vab = ε – dengan Vab = tegangan jepit V ε = ggl baterai V I = arus yang mengalir A r = hambatan dalam baterai Ω

prinsip kerja elemen listrik primer dan sekunder