Sumber arus listrik

Sumber arus listrik
K
amu sudah mengetahui bagaimana terjadinya arus listrik. Selain itu kamu juga sudah mengenal komponen yang dapat membantu gerakan elektron dalam suatu rangkaian. Suatu komponen yang berfungsi sebagai tempat untuk mengubah satu jenis energi, misalnya energi kimia dan energi gerak, menjadi energi listrik disebut sumber arus listrik. Contohnya baterai, accumulator, dan generator.
Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus listrik bolak-balik (AC) dan sumber arus listrik searah (DC). Sumber arus AC (Alternating Current) dihasilkan oleh dinamo arus AC dan generator, Sedangkan DC (Direct Current) ada beberapa macam sumber arus searah, misalnya sel volta, elemen kering (baterai), accumulator, solar sel, dan dinamo arus searah. Elemen volta, batu baterai dan accumulator merupakan sumber arus searah yang dihasilkan oleh reaksi kimia. Oleh karena itu, elemen volta, batu baterai, dan accumulator sering disebut elektrokimia. Dikatakan elektrokimia sebab alat tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
Elemen dibedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer adalah elemen yang setelah habis muatannya tidak dapat diisi kembali. Contohnya elemen volta dan batu baterai. Elemen sekunder adalah elemen yang setelah habis muatannya dapat diisi kembali. Contohnya accumulator. Pada elemen volta, baterai, dan accumulator terdapat tiga bagian utama, yaitu :
1. Anode, elektrode positif yang memiliki potensial tinggi.
2. Katode, elektroda negatif yang memiliki potensial rendah.
3. Larutan Elektrolit, cairan yang dapat menghantarkan arus listrik.
Untuk lebih memahami prinsip kerja beberapa contoh elektrokimia, ikutilah uraian berikut.
1. Elemen Volta.
Elemen Volta dikembangkan pertama kali oleh fisikawan italia bernama Allesandro Volta dengan menggunakan sebuah bejana yang diisi larutan asam sulfat (H2SO4) dan dua logam tembaga (Cu) dan seng (Zn). Bagian utama elemen volta yaitu :
• Kutub positif (anode) terbuat dari tembaga (Cu).
• Kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn).
• Larutan elektrolit, terbuat dari asam sulfat (H2SO4¬)
Lempeng tembaga memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Jika kedua lempeng logam itu dihubungkan melalui lampu, maka 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 mengalir dari seng menuju tembaga. Adapun reaksi kimia pada elemen volta adalah sebagai berikut.
Pada larutan elektrolit terjadi reaksi H2 SO4 2H+ + SO2-4
Pada kutub positif terjadi reaksi Cu + 2H+ polarisasi H2
Pada kutub negatif terjadi reaksi zn + SO4 znSO4+2E
Reaksi kimia pada elemen volta akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H¬2). Gas hidrogen tidak dapat bereaksi dengan tembaga, sehingga gas hidrogen hanya menempel dan menutupi lempeng tembaga yang bersifat isolator listrik. Hal ini menyebabkan terhalangnya aliran elektron dari seng menuju tembaga maupun arus listrik dari tembaga menuju seng. 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 yang dihasilkan setiap elemen volta sekitar 1,1 volt. Penggunaan larutan elektrolit yang berupa cairan merupakan kelemahan elemen volta karena dapat membasahi peralatan lainnya.

2. Elemen kering.
Elemen kering disebut juga baterai. Elemen kering pertama kali dibuat oleh Leclance. Bagian utama elemen kering adalah
• Kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C)
• Kutub negatif (katode) terbuat dari seng (Zn)
• Larutan elektrolit terbuat dari amonium klorida (NH4Cl)
• Dispolarisator terbuat dari mangan dioksida (MnO2)
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 lampu akan menyala. Hal ini membuktikan adanya arus listrik yang mengalir pada lampu. Ketika lampu menyala, larutan elektrolit akan bereaksi dengan seng. Adapun reaksi kimia pada baterai sebagai berikut.
• Pada larutan elektrolit terjadi reaksi Zn + 2NH4Cl Zn2+ + 2Cl + 2NH3 + H2 (ditangkap dispolarisasi)
• Pada dispolalisator terjadi reaksi H2 + 2MnO¬2 Mn2O3 + H2O
Reaksi kimia pada baterai akan menghasilkan gelembung-gelembung gas hidrogen (H2). Gas hidrogen akan ditangkap dan bereaksi dengan dispolarisator yang berupa mengan dioksida (MnO¬2) menghasilkan air (H2O). Sehingga pada baterai tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus listrik. Bahan yang dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen disebut dispolarisator. Adanya bahan dispolarisator pada baterai, menyebabkan arus listrik yang mengalir lebih lama. Setiap satu baterai menghasilkan tegangan 1,5 volt. Elemen kering banyak dijual di toko-toko karena memiliki keunggulan antara lain tahan lama, praktis, dan tidak membasahi peralatan karena elektrolitnya berup pasta (kering).

3. Accumulator (aki)
Accumulator sering disebut aki. Elektrode accumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama accumulator yaitu :
• Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2)
• Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb)
• Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekatan 30%
Lempeng timbal dioksida dan timbal murni disusun saling bersisipan akan membentuk satu pasang sel accumuator yang saling berdekatan dan dipisahkan oleh bahan penyekat berupa isolator. Beda potensial yang dihasilkan setiap satu sel accumulator 2 volt. Dalam kehidupan sehari-hari, ada accumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan belakang mobil. Accumulator 12 volt tersusun dari 6 pasang sel accumulator yang disusun seri. Kemampuan accumulator dalam mengalirkan arus listrik disebut kapasitas accumulator yang dinyatakan dalam satuan ampere hour (AH). Kapasitas accumulator 50 AH artinya accumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali.
A. Proses pengosongan accumulator
Pada saat accumulator digunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode, dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbal dioksida (PbSO2) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Perubahan yang terjadi pada katode adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO4). Adapun pada larutan elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada pengosongan accumulator terbentuk air (H2O).

B. Proses pengisian accumulator
Accumulator termasuk elemen sekunder, sehingga setelah habis dapat diisi kembali. Pengisian accumulator sering disebut penyetruman. Pada saat penyetruman terjadi perubahan energi lestrik menjadi energi kimia. Perubahan yang terjadi pada anode, yaitu timbal sulfat berubah menjadi timbal dioksida. Kepekatan asam sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena ketika disetrum terjadi penguapan air.

Download
Sumber arus listrik

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s