Kelistrikan

PENGETAHUAN DASAR KELISTRIKAN

Di dalam kelistrikan akan dihasilkan listrik statis yang dibangkitkan dengan menggosokkan sebatang gelas, anggaplah ia sebagai barang ajaib dari benda kemudian banyak teori yang tumbuh dan sekarang teori itu diterima dan disebut ”teori elektron” yang timbul sekitar tahun 1900. Diakhir abad kedelapan belas ketika pertama kali sumber listrik ditemukan oleh Volta Galvani sehingga mungkin untuk dipelajari efek kelistrikannya diatur oleh hukum tertentu sehingga mungkin untuk dihitung efeknya.

Arus listrik dapat disamakan dengan cairan di dalam sebuah pipa bila disambungkan sebuah penghantar ke pole-pole sumber arus. Arus listrik berarti arus dari listrik yang mengalir melalui penghantar dan konsumer-konsumer pada suatu rangkaian tertutup. Arus listrik menimbulkan efek di dalam penghantar dan pada konsumer.

Arah arus listrik

Arah arus listrik mengalir dari pole-pole positif melalui rangkain listrik ke pole negatif. Arah arus listrik bertentangan dengan arus elektron sesuai dengan teori gerak elektron dari pole negatif melalui rangkaian listrik ke pole positif. Yang perlu diketahui bahwa bila arus listrik mengalir di dalam satu arah maka bersamaan dengan itu arus elektron berlawanan arahnya.

Akibat listrik

1. Efek panas

Suatu kawat bila dilalui arus akan menjadi panas. Pada teknologi kendaran bermotor efek panas ini digunakan misalnya pada busi pijar untuk motor diesel, pemanas listrik jendela belakang kendaran, kumparan pemanas rokok dan di dalam lampu pijar dimana filamen dipanaskan sampai satu temperatur yang tinggi sehingga dapat mengeluarkan cahaya terang.

2. Efek magnet listrik

Arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor menimbulkan lapangan magnet di sekeliling konduktor, kejadian ini dimanfatkan pada komponen kendaraan, misalnya : regulator, relai stater, koil penyalaan dan sebaginya.

3. Efek kimia listrik

Arus listrik menyebabkan reaksi bila mengalir melalui suatu elektrolit, misalnya cairan zat asam atau garam. Baterai pada kendaraan adalah suatu komponen dikarenakan oleh efek kimia listrik, pada baterai arus listrik disebabkan oleh reaksi kimia.

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

Arus searah (DC) adalah sejenis arus yang selalu mempunyai arah arus yang sama melalui rangkaian listrik, itu adalah keadaan dimana sumber listrik dalam rangkaian itu mempunyai kutub yang tak berubah yaitu menghasilkan voltase searah (DC). Arus bolak-balik (AC) adalah sejenis arus yang mempunyai arah bolak-balik karena sumber arus listrik menghasilkan voltase bolak-balik karena sumber arus listrik menghasilkan voltase bolak-balik (voltase alternating). Sistem kelistrikan pada kendaraan bermotor menggunakan arus searah, listriknya berasal dari arus bolak-balik dengan menggunakan ”inverter”. Pada kendaraan bermotor yang memakai generator AC (alternator) memerlukan perubahan arus bolak-balik itu jika alternator sesuai digunakan pada kendaraan bermotor tersebut.

Kemagnetan

Kemagnetan adalah sifat dari magnet dan arus listrik dapat menghasilkan suatu lapangan gaya, sifat magnet ialah dapat menarik benda (besi), kemagnetan diperlukan untuk generator starter dan komponen lain.

1. Magnet Permanen (Tetap)

Semua magnet mempunyai kutub utara dan selatan, lapangan gaya magnet terdiri dari garis-garis gaya magnet yang ad diantara kutub-kutub garis gaya magnet, bertolak dari kutub utara magnet kepada kutub selatan magnet. Jarum kompas menunjukkan arah dari garis-garis gaya. Diantara kutub-kutub magnet U lapangan gaya lebih konsentrasi karena jarak antara kutub lebih pendek. Makin sempit jarak antara kutub magnet dikonsentrasikan lapangan gaya magnet.

2. Elektromagnet

Suatu penghantar yang mengalirkan arus dikelilingi oleh lapangan magnet dengan garis-garis gaya beraturan mengelilingi sepanjang penghantar. Penghantar itu tidak mempunyai kutub utara dan selatan. Garis-garis gaya bekerja ke sudut kanan penghantar digunakan misalnya untuk pengukuran arus pada kabel starter, suatu ammeter yang sederhana, indikator arus starter ditempatkan diluar kabel dan lapangan magnet menggerakkan instrumen itu. Arah gerakan garis-garis gaya disekeliling penghantar dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai ketentuan (aturan). Salah satu ialah aturan jalan spiral yaitu arh dan lapangan gaya bersaman dengan arah putarn kanan dari arah arus di dalam penghantar.

3. Pengaruh-pengaruh Magnet

Bila dua megnet permanen ditempatkan berlawanan kutub, magnet iotu akan menarik sesamanya. Jika magnet itu dilepaskan dengan kutub-kutub sesama magnet akan menolak satu dengan yang lainnya (terpisah). Kutub yang berlawanan tarik menarik, kutub yang senama tolak menolak.

4. Pengaruh Gaya-gaya dari Arus didalam Penghantar

Bila arus mengalir berlawanan arah pada dua kawat sejajar, maka garis-garis gaya mengarah ke tempat yang sam diantar penghantar dan lapngan magnet akan menjadi tegang, lapangan magnet menolak penghantar-penghantar itu.

Gejala ini digunakan pada seluruh motor listrik, penghantar yang berada pada lapangan magnet diantara dua kutub dan diberikan arus maka penghantar itu akan bergerak. Beberapa penghantar yang sejajar membawa arus dalam satu arah, membuat suatu lapangan magnet yang umum, seperti banyak dalam komponen-komponen. Seperti contoh misalnya kumparan pada suatu koil pengapian, kumparan sepatu pada generator DC, kumparan pembangkit pada suatu alternator.

5. Lapangan Magnet disekitar Kumparan

Lapangan magnet akan dihasilkan disekitar kumparan melalui gulungan-gulungan arus, kumparan itu mempunyai kutub utara dan selatan seperti batang magnet permanen, kutub-kutub kumparan itu (koil) bergantung pada arah arus dan dapat ditentukan dengan menggunakan dalil tangan kanan. Peganglah kumparan dengan tangan kanan, jari-jari menunjukkan arah arus dan ibu jari menunjukkan kutub utara. Jika sepotong besi lunak digunakan sebagai inti kunparan itu kuat lapangan magnet bertambah beberapa ratus kali, sebab inti besi penghantar yang baik untuk garis-garis gaya magnet, sedangkan udara adalah penghantar yang tidak baik. Kekuatan lapangan magnet listrik bergantung pada jumlah lilitan pada kumparan dan jumlah arus melalui kumparan itu.

Instrumen Kelistrikan

Disini ada tiga jenis instrumen, yakni

1. Moving coil instrument

2. Moving iron instrument

3. Moving magnet instrument

Penjelasan lebih lanjut adalah sebagai berikut :

a) Moving coil instrument

Moving coil instrument adalah koil persegi panjang yang ditempatkan pada suatu sumbu dengan bantalan sehingga dapat berputar pada antara kutub-kutub magnet, jarum penunjuk dilekatkan pada sumbu dan bila tidak ada voltase kepada instrumen jarum penunjuk berada pada posisi 0 (nol) disebabkan oleh pegas gulung (coil spring).

Arus dari kutub positif ke moving coil melalui pegas gulung bawah. Lapangan magnet yang dihasilkan sekitar moving coil berhubungan dengan gaya lapangan magnet diantara kutub-kutub magnet sehingga menyebabkan moving coil bergerak. Instrumen seperti ini banyak digunakan pada alat tes kendaraan. Moving coil instrument sebagi voltmeter, instrumen itu dilengkapi dengan resistor yang dihubungkan seri yang tahanannya dihitung dalam hubungannya dengan tahanan moving coil.

b) Moving Iron instrument

Moving iron instrument mempunyai coil yang efek lapangan megnetnya kepada sebuah vane dari besi lunak, vane itu diletakkan pada sumbu jarum dan ditarik lebih jauh kecil bila arus bertambah besar, skala tidak beraturan karena keadaan magnetnya. Bagian pertama dari skala dengan jarak pembagian yang pendek, instrumen ini cocok untuk arus DC dan AC.

c) Moving Magnet instrument

Sebuah vane dari besi lunak dilekatkan pada sumbu jarum dan ditempatkan di antara kutub-kutub magnet kuku kuda. Posisi armature itu ditentukan oleh lapangan dari gaya magnet itu dan yang mana lapangan magnet itu dihasilkan oleh arus yang melalui koil. Bila arus mengalir melalui koil vane itu akan berputar dan menyimpang arus. Instrumen itu digunakan sebagi amperemeter pada sistem listrik, ia menunjukkan charge (mengisi) atau tidak charge tetapi instrumen itu tidak presisi.