Teori Arus AC : Apa itu Arus AC dan Perbedaan dengan Arus DC

Pengantar

Sirkuit listrik adalah jalur konduktif lengkap di mana elektron mengalir dari sumber ke beban dan kembali ke sumber. Namun arah dan besarnya aliran elektron tergantung pada jenis sumbernya.  

Dalam Teknik Elektro, pada dasarnya ada dua jenis sumber tegangan atau arus (Energi Listrik) yang mendefinisikan jenis rangkaian yaitu; Arus Bolak-balik (atau tegangan) dan Arus Searah.

Untuk beberapa posting berikutnya, kita akan fokus pada Arus bolak-balik, dan membahas topik mulai dari apa itu arus bolak-balik ke bentuk gelombang AC dan sebagainya.

Sirkuit AC

Rangkaian AC sesuai dengan namanya (Alternating Current) hanyalah rangkaian yang digerakkan oleh Sumber Bolak-balik, baik tegangan maupun arus.  

Arus Bolak-balik atau Tegangan, adalah salah satu di mana nilai tegangan atau arus bervariasi tentang nilai rata-rata tertentu dan berbalik arah secara berkala Jenis Jenis Pembangkit Listrik dan Penjelasannya 

Sebagian besar peralatan dan sistem rumah tangga dan industri saat ini digerakkan menggunakan arus bolak-balik.  

Semua perangkat berbasis DC yang terpasang di peralatan dan perangkat berbasis baterai yang dapat diisi ulang secara teknis berjalan pada arus bolak-balik karena semuanya menggunakan beberapa bentuk daya DC yang berasal dari AC untuk mengisi daya baterai mereka atau menyalakan sistem. Jadi arus bolak-balik adalah bentuk yang melaluinya daya dialirkan ke listrik.

Sirkuit bolak-balik muncul pada 1980-an ketika Tesla memutuskan untuk memecahkan ketidakmampuan generator DC Thomas Edison.  

Dia mencari cara untuk mentransfer listrik pada tegangan tinggi dan kemudian menggunakan transformator untuk menaikkan atau menurunkannya sesuai kebutuhan untuk distribusi dan dengan demikian dapat meminimalkan kehilangan daya pada jarak yang jauh yang merupakan masalah utama Direct Saat ini pada saat itu.

Perbedaan Arus Bolak-balik VS Arus Searah (AC vs DC)

AC dan DC berbeda dalam beberapa hal dari generasi ke transmisi, dan distribusi, tetapi demi kesederhanaan, kami akan tetap membandingkan karakteristiknya untuk posting ini.

Perbedaan utama antara AC dan DC, yang juga merupakan penyebab perbedaan karakteristiknya, adalah arah aliran energi listrik.  

Di DC, Elektron mengalir dengan mantap dalam satu arah atau maju, sedangkan di AC, elektron bergantian arah alirannya dalam interval periodik. Ini juga menyebabkan pergantian level tegangan karena beralih dari positif ke negatif sejalan dengan arus.

Sumber AC Dasar (Generator AC Coil Tunggal)

Prinsip di sekitar pembangkit AC sederhana. Jika medan magnet atau magnet diputar di sepanjang rangkaian kumparan stasioner (kabel) atau putaran kumparan di sekitar medan magnet stasioner, arus bolak-balik dihasilkan dengan menggunakan generator AC (Alternator) Pengertian dan Macam Macam Pembangkit Listrik  

Bentuk paling sederhana dari generator AC terdiri dari loop kawat yang diputar secara mekanis di sekitar sumbu sementara diposisikan antara kutub utara dan selatan magnet.

Perhatikan Gambar di bawah ini.

Saat kumparan dinamo berputar dalam medan magnet yang diciptakan oleh magnet kutub utara dan selatan, fluks magnet melalui kumparan berubah, dan muatan dengan demikian dipaksa melalui kawat, sehingga menimbulkan tegangan efektif atau tegangan induksi.  

Fluks magnet melalui loop adalah akibat dari sudut loop relatif terhadap arah medan magnet.  

Perhatikan gambar di bawah ini;

Dari gambar di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa, sejumlah garis medan magnet akan dipotong saat angker berputar, jumlah 'garis potong' menentukan keluaran tegangan.  

Dengan setiap perubahan sudut rotasi dan resultan gerak melingkar dari dinamo terhadap garis magnet, jumlah 'garis magnet yang dipotong' juga berubah, maka tegangan keluaran juga berubah.  

Misalnya, garis medan magnet yang dipotong pada nol derajat adalah nol yang membuat tegangan resultan menjadi nol, tetapi pada 90 derajat hampir semua garis medan magnet terputus, sehingga tegangan maksimum dalam satu arah dibangkitkan dalam satu arah. Hal yang sama berlaku pada 270 derajat hanya yang dihasilkan dalam arah yang berlawanan.  

Dengan demikian ada perubahan yang dihasilkan dalam tegangan saat dinamo berputar dalam medan magnet yang mengarah ke pembentukan bentuk gelombang sinusoidal.  

Tegangan induksi resultan dengan demikian adalah sinusoidal, dengan frekuensi sudut ω diukur dalam radian per detik.

Arus induksi dalam pengaturan di atas diberikan oleh persamaan:

I = V / R

Dimana V = NABwsin (wt)

Dimana N = Kecepatan

A = Luas

B = Medan magnet

w = Frekuensi sudut.

Generator AC sebenarnya jelas lebih kompleks dari ini tetapi mereka bekerja berdasarkan prinsip dan hukum induksi elektromagnetik yang sama seperti yang dijelaskan di atas.  

Arus bolak-balik juga dihasilkan menggunakan jenis transduser dan rangkaian osilator tertentu seperti yang ditemukan pada inverter.

Transformer

Prinsip induksi yang menjadi dasar AC tidak terbatas pada pembangkitannya saja tetapi juga dalam transmisi dan distribusinya Penjelasan Berbagai Jenis Transformers Dan Penggunaannya

Seperti pada saat AC mulai diperhitungkan, salah satu masalah utama adalah kenyataan bahwa DC tidak dapat ditransmisikan dalam jarak jauh, jadi salah satu masalah utama, AC harus diselesaikan agar dapat bertahan, adalah untuk dapat untuk mengirimkan voltase tinggi (KV) yang dihasilkan dengan aman ke konsumen yang menggunakan voltase dalam rentang V dan bukan KV.  

Ini adalah salah satu alasan mengapa trafo digambarkan sebagai salah satu pemungkin utama AC dan penting untuk membicarakannya.

Dalam trafo, dua kumparan dihubungkan sedemikian rupa sehingga ketika arus bolak-balik diterapkan di satu, itu menginduksi tegangan di yang lain.  

Transformator adalah perangkat yang digunakan untuk menurunkan atau menaikkan tegangan yang diterapkan di satu ujung (Gulungan Primer) untuk menghasilkan tegangan yang lebih rendah atau lebih tinggi masing-masing di ujung lain (Gulungan Sekunder) dari transformator.  

Tegangan induksi pada kumparan sekunder selalu sama dengan tegangan yang diterapkan pada kumparan primer dikalikan dengan rasio jumlah lilitan pada kumparan sekunder ke kumparan primer.

Trafo yang menjadi trafo step down atau step up tergantung pada rasio jumlah lilitan pada kumparan sekunder dengan jumlah lilitan konduktor pada kumparan primer.  

Jika ada lebih banyak lilitan pada kumparan primer dibandingkan dengan kumparan sekunder, trafo menurunkan tegangannya tetapi jika kumparan primer memiliki jumlah lilitan yang lebih sedikit dibandingkan dengan kumparan sekunder, trafo menaikkan tegangan yang diberikan pada kumparan primer.

Transformator telah membuat distribusi tenaga listrik dalam jarak jauh menjadi sangat mungkin, hemat biaya dan praktis.  

Untuk mengurangi rugi-rugi selama transmisi, tenaga listrik disalurkan dari stasiun pembangkit bertegangan tinggi dan arus rendah kemudian disalurkan ke rumah dan kantor pada tegangan rendah dan arus tinggi dengan bantuan trafo.

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini