KONVERSI ENERGI LISTRIK
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI MATA KULIAH Mesin Konversi Energi I Yang dibimbing oleh Ibu Retno Wulandari, !T!, M!T!
"leh Muhammad aid #$%&'$%(&($))*
UNIVERSITAS UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Maret 2016
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Latar Belak Belakang ang Energi merupakan bagian utama untuk semua kegiatan makhluk hidup, termasuk manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya selalu memerlukan memerlukan energi. Energi dapat didefnisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja kerja oleh karena itu siat dan bentuk energi dapat berbeda sesuai dengan ungsinya, antara lain energi kinetik, potensail, termal, kimia, nuklir, listrik dan energi elektromagnetik. elektromagnetik. Pada prinsipnya bentuk atau siat energi tersebut dapat saling dikonversikan dikonversikan secara langsung maupun tidak langsung. Panas pada benda (energi kalor) dapat sebagai akibat dari gesekan oleh gerakan benda (energi kinetik) atau sebagai akibat adanya listrik yang dialirkan (energi listrik) adalah merupakan proses konversi energi langsung, sedangkan energi listrik pada generator (dinamo atau alternator) asalnya adalah energi dari minyak, batubara yang dibakar (energi termis) dirubah menjadi energi kinetic pada motor bakar atau turbin (rotasi, energi kinetik), berikutnya oleh dinamo atau generator di ubah menjadi energi listrik, merupakan proses yang tidak langsung. Untuk kebutuhan manusia konsumsi energi dapat dibedakan atas beberapa kelompok sektor, yaitu kelompok pembangkit listrik, pemakaian industri, transportasi, komersial komersial dan rumah tangga. umber!sumber umber!sumber energi yang terutama adalah air, angin, batubara, minyak bumi, gas alam, matahari, uranium, biomassa dan biogas. Energi listrik mempunyai beberapa kelebihan dibanding energi yang lain diantaranya adalah "ebih mudah disalurkan, "ebih mudah
didistribusikan ke daerah yang lebih luas, "ebih mudah diubah kedalam bentuk energi lain, misalnya energi panas, cahaya atau tenaga mekanik.
B. Rumusa Rumusan n Masala Masalah h #. $pa pengerti pengertian an konver konversi si energi energi listrik% listrik% &. 'agaimana 'agaimana perhitun perhitungan gan konversi konversi ener energi gi listrik% listrik% . 'agaimana 'agaimana pemanaata pemanaatan n konversi konversi energi energi listrik listrik% %
C. Tujua ujuan n #. Untuk mengetah mengetahui ui pengertian pengertian konvers konversii energi energi listrik listrik &. Untuk mengetah mengetahui ui perhitungan perhitungan konver konversi si energi energi listrik listrik . Untuk mengetah mengetahui ui pemanaatan pemanaatan konvers konversii energi energi listrik listrik
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertia Pengertian n Energi Listr Listrik ik Energy listrik adalah energy yang asalnya dari sumber arus. edangkan dasar konversi energy listrik merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari berbagai macam masalah yang berhubungan dengan cara terjadinya konversi energy tersebut, juga menyangkut siat! siat pemakaian alat yang digunakan untuk konversi yang mempunyai aa kerja berlandaskan aliran electron electron dalam benda padat maupun konduktor. konduktor. 'anyak sekali konversi dari energy listrik yang sering di temu, misalnya konversi energy dari listrik menjadi kalor serta dapat juga menjadi angin. *ika kita melihat akta kelistrikan kelistrikan yang terjadi terjadi saat ini, manusia hampir tidak pernah bersentuhan dengan energy listrik, setiap harinya pasti menggunakan energy tersebut. ebaliknya cadangan migas yang ada di +ndonesia ini sangat terbatas jumlahnya, oleh karena itu diperlukan sebuah jalan untuk meminimalisir meminimalisir penggunaan tersebut yaitu dengan konversi energy listrik.
Peran energy energy listrik yang sudah mendarah daging di dalam kehidupan manusia, sehingga apabila tidak ada listrik, manusia akan kebingungan. 'eberapa peran energy listrik guna memenuhi kebutuhan antara lain sebagai alat penerangan, sebagai tenaga penggerak mesin serta penunjang lainnya. alam a lam dunia kelistrikan, tenaga listrik dikenal menjadi dua arus yaitu arus searah (simbolnya -) dan arus bolak balik (simbolnya $-). $rus searah atau - merupakan arus yang mengalir di arah yang tetap, di mana masing!masing terminal tetap polaritasnya. -ontohnya jika kutub positi akan selalu menghasilkan polaritas yang positi pula, cara kerja ini terdapat di dynamo, baterai, accu. edangkan untuk arus bolak balik atau $- merupakan arus yang alirannya selalu berubah. imana masing!masing terminalnya selalu bergantian dalam polaritasnya. Polariitas Polariitas ini terdapat di $- generator dan P".
B. Penggunaan Penggunaan Listrik Listrik #. Pengguna Penggunaan an listrik listrik untuk untuk menghasil menghasilkan kan cahaya cahaya *ika sepotong ka/at logam dipanaskan dipanaskan oleh sebuah lampu 'unsen atau lampu tempel, dalam /aktu yang sangat singkat ka/at tadi akan
bersinar dengan cahaya merah. 0a/at logam seperti ini disebut 1memijar2.
*ika proses pemanasan pemanasan ini dilanjutkan maka cahaya cahaya merah tadi akan menjadi memutih. Untuk tercapainya proses ini diperlukan sejumlah panas yang cukup besar. besar. Proses ini merupakan salah satu konsep dasar pemikiran untuk pembuatan sebuah 1lampu pijar listrik2. ebagaimana kita ketahui jika arus mengalir sepanjang ka/at yang memiliki hambatan, maka arus ini akan menimbulkan energi energi panas. engan perhitungan yang teliti terhadap ka/at (luas penampang) dan banyaknya jumlah muatan listrik maka proses memijar ini akan tercapai, maka cahaya putih tadi diubah ke dalam bentuk energi lain yaitu yang bisa disebut cahaya. 'agian yang terpenting dari lampu pijar ini adalah kaca penutup dan kumparan kecil yang terbuat dari ka/at /olram dimana arus listrik dialirkan. 0umparan 0umparan ini dinamakan 3+"$4E. 0adang!kadang flament tersebut dibuat dari sebuah ka/at yang berdiameter sangat kecil dan kemudian ditunjang oleh ka/at! ka/at yang lebih tebal.
&. Pengguna Penggunaan an listrik listrik untuk menghasil menghasilkan kan panas.
Peralatan Peralatan listrik yang banyak terdapat di rumah!rumah tangga sebagaian dari peralatan ini dapat menghasilkan panas, se/aktu listrik mengalir melalui ka/at kecil (nekelin) (nekelin) maka ka/at tadi akan menjadi panas. ebagai contoh peralatan tersebut adalah kompor listrik untuk memasak, ketel listrik untuk mendidihkan air, dll. . Pengguna Penggunaan an listrik listrik untuk untuk menghasil menghasilkan kan bunyi bunyi 5adio dan pesa/at telepon, merupakan contoh alat yang mengalami proses perubahan dari listrik ke dalam bentuk bunyi. Pesa/at penerima ini tergantung dari gelombang listrik yang merambat melalui media udara sebuah stasiun pemancar. pemancar.
Pesa/at telepon tidaklah begitu rumit seperti arus listrik yang dialirkan melalui sepanjang ka/at dari satu alat ke alat yang lain. -ara yang berla/anan dari pembicaraan akhir dari sebuah s ebuah telepon mengubah suara ke bentuk listrik. +ni yang biasa kita kenal dengan nama mikropon. $lat ini juga digunakan dalam stasiun!stasiun pemancar untuk mengubah pembicaraan atau musik ke dalam bentuk gelombang listrik yang kemudian kemudian dapat disiarkan. 6. Pengguna Penggunaan an listrik listrik untuk menghasi menghasilkan lkan gesekan gesekan Energi listrik kadang!kadang untuk menggerakan mesin atau a tau memutarkan mesin!mesin yang terdapat di dalam bengkel!bengkel industri dan mereka mereka ini semua tergantung kepada motor!motor listrik.
alam penggunaan yang lain, banyak rumah tangga yang menggunakan motor listrik, sebagai contoh 7 a. 0ipas angin angin listrik, listrik, dimana motor motor listrik listrik menggerak menggerakan an baling! baling atau an!bladenya b. *am listrik, listrik, dimana dimana motor listrik listrik menggerak menggerakan an jarum!jarum jarum!jarum jam jam c. 8ramaphone 8ramaphone,, dimana dimana motor listr listrik ik menggerak menggerakan an putaran putaran piringannya.
C. Stanar ! "#n$ensi "#n$ensi alam Teknik Teknik Listrik Listrik ystem satuan atau dimensi internasional, yang laim disebut +, digunakan dalam teknik listrik. 9abel 9abel #.# menunjukan satuan!satuan + dasar dan 9abel #.& menunjukan satuan + pelengkap. atuan satuan laim lainnya dapat dijabarkan dari satuan!satuan dasar : pelengkap tersebut. 4is, coulomb dijabarkan dari detik dan ampere. 9able #. menunjukan satuan!satuan jabaran yang laim dijumpai dalam analisa listrik.
D. "uat Arus Listr Listrik ik 0uat arus listrik, tergantung pada banyak sedikitnya electron bebas yang pindah mele/ati suatu penampang ka/at dalam satu satuan /aktu. Defnisi 7 Defnisi 7 $mper $mper adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan #,## ,##; miligram
perak dari ari nitrat perak murni
dalam satu detik. 5umus!rumus 5umus!rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan /aktu.
# (satu) -oulomb < =,&; > #?@A electron # (satu) 0$ (0ilo!$mper) < #???$ < #?B $ # (satu) m$ (milli!$mper) < ?,??#$ < #?C DB DB $ # (satu) $ (mikro!$mper) (mikro!$mper) < ?,?????#$ < #?D
Ra%at arus Defnisi : 5apat arus ialah besarnya arus listrik tiap!tiap mmF luas penampang ka/at. 5umus!rumus 5umus!rumus diba/ah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang ka/at.
imana 7 < 5apat arus dalam satuan $GmmF +
< 0uat arus dalam satuan amper
H < "uas penampang ka/at ka/at dalam satuan mmF
E. Muatan Muatan Listr Listrik ik &. 9ahanan 9ahanan dan aya Iantar 9ahanan 9ahanan ialah gesekan atau rintangan yang diberikan suatu bahan terhad terhadap ap aliran aliran arus. arus. engan engan adanya adanya gesek gesekan an atau atau rinta rintangan ngan ini, ini,
menyebabkan gerak electron berkurang. Iambatan!hambatan ini yang menghalangi gerak electron disebut resistansi. *adi resistansi adalah hambatan listrik, makin besar resistansi sebuah penghantar, semakin kecil arus listrik yang mengalirnya. 'esar 'esar daya daya kemam kemampua puan n pengha penghatar tar arus arus listr listrik ik ini dis disebu ebutt daya daya hanta hantarr arus arus.. $kib $kibat at adan adanya ya gese geseka kan n atau atau rint rintang angan an pada pada alir aliran an electron, maka sejumlah energy listrik berubah menjadi energy panas. Defn Defnis isii : # (satu) ohm ialah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya #,?= m dengan penampang # mmF pada suhu ?J-.
5esistor dapat pula berupa lampu atau elemen pemanas. 0a/at dalam ukuran panjangpun dapat memberikan hambatan tertentu. 4isal lampu pijar, radio, motor listrik, kumparan ka/at.
rumus u tuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus ;
R = 1/G dan G = 1/R ;
R = tahanan kawat listrik dalam satuan Ω
(ohm ; G = daya hantar arus dalam ! satuan mho atau siemens"
9ahanan 9ahanan jenis satu bahan ialah tahanan bahan itu yang panjangnya # meter dengan luas penampang # mmF. tahanan jenis ini diberi symbol 7 K (rho). aya hantar jenis adalah kebalikan dari tahanan jenisnya dan diberi symbol 7 g an rumusnya 7 K < #Gg 4enghi 4enghitun tung g besar besarnya nya tahanan tahanan (5) 7 tahanan tahanan pengha penghanta ntarr itu berband berbanding ing terbalik dengan luas penampangnya.
0eterangan 0eterangan gambar 7 L#, 5# dan l# adalah penampang, tahanan dan panjang ka/at penghantar +. L&, 5& dan l& adalah penampang, tahanan dan panjang ka/at penghantar ++
kesimpulan kesimpulan 7 a. *ika penampang penampang penghant penghantar ar &> lebih lebih besar, maka maka tahanannya tahanannya &> lebih kecil. b. *ika *ika panj panjan ang g peng penghan hanta tarr itu itu &> lebi lebih h panja panjang ng,, maka maka taha tahana nan n itu itu &> lebih besar.
5umus!rumus diba/ah ini adalah rumus untuk menghitung tahanan jenis terhadap daya hantar jenisnya.
'esarnya penampang suatu ka/at dapat dicari dengan & cara 7
dan
edangkan besarnya tahanan dari ka/at penghantar dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut 7
elanjutnya penampang, tahanan jenis dan panjang ka/at dihitung dengan rumus sebagai berikut 7
imana 7 5 < 9ahanan ka/at dalam satuan ohm (M) < Panjang ka/at ka/at dalam satuan meter meter (m) L < Penampang ka/at dalam satuan mmF K < 9ahanan jenis dalam satuan MmmFGm g < aya hantar jenis dalam satuan mGMmmF
'. Huku Hukum m (HM (HM Iukum Nhm mendefnisikan hubungan antara arus (+), tegangan (O), dan resis resistan tansi si (5). (5). terdap terdapat at tiga tiga cara cara untuk untuk menya menyatak takan an hukum hukum Nhm Nhm ini ini secara matematis. #. $rus $rus dalam dalam satua rangkaia rangkaian n sama sama dengan dengan tegangan tegangan yang diberik diberikan an paad paada a
rang rangk kaian aian
ters terseb ebut ut
diba dibagi gi
deng dengan an
resis esista tans nsii
rang rangka kaia ian n
bersangkutan 7
&. 5esis esista tansi nsi su suat atu u rang rangka kaia ian n sama sama deng dengan an tegan teganga gan n yang yang dibe diberi rika kan n pada rangk rangkaia aian n terseb tersebut ut dibagi dibagi dengan dengan arus arus yang yang menga mengalir lir dalam dalam rangkaian bersangkutan 7
. 9egangan egangan yang diberikan diberikan pada suatu rangkaian rangkaian sama dengan hasil kali arus dan resistansi rangkaian tersebut 7
BAB III SIMPULAN Energy listrik adalah energy yang berasal dari muatan listrik yang menimbulkan medan medan listrik statis statis atau bergeraknya bergeraknya electron electron pada konduktor (pengantar listrik) atau ion (positi atau negative) pada at cair atau gas. Energy listrik dapat diciptakan oleh sebuah energy lain dan bahkan sanggup memberikan memberikan energy yang nantinya dapat dikonversikan pada energy yang lain. $gar peralatan listrik dan alat elektronik dapat digunakan, tetapi tentunya diperlukan energy tegangan listrik yang sesuai dengan alat tersebut. $pabila energy listrik tidak sesuai dengan kebutuhan peralatan listrik dan alat elektronik dapat berdampak pada alat a lat tersebut misalnya tidak dapat beroprasi, beroprasi tidak maksimal, atau bahkan alat tersebut bisa rusak. 0esesuaian energy listrik tersebut mencangkup tipe tegangan atau
arus yang diperlukan ($- atau -), besar kecilnya kecilnya tegangan yang diperlukan, serta arus minimal atau terendah yang dibutuhkan. 5umus!rumus 5umus!rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik 7
# (satu) -oulomb < =,&; > #?@A electron # (satu) 0$ (0ilo!$mper) < #???$ < #?B $ # (satu) m$ (milli!$mper) < ?,??#$ < #?C DB DB $ # (satu) $ (mikro!$mper) (mikro!$mper) < ?,?????#$ < #?D
BAB I) DA'TAR PUSTA"A
uryatmo 3. #&. Dasar#Dasar $nergy %istrik" *akarta7 %istrik" *akarta7 P9. P9. 5ineka -ipta. -ipta. $ndri. &?##. &on'ersi $nergi %istrik en)adi $nergi *lternati+" (,nline), ,nline),
http7GGbenergi.comGkonversi Gkonversi!energi!listr !energi!listrik!menjadi!ener ik!menjadi!energi!alternati gi!alternati ) (http7GGbenergi.com diakses tanggal maret &?#= Qanto. Qanto. &?#?. -engertian &on'ersi $nergi %istrik" (,nline.
http7GGbimbingan.orgGpengertian!konve rtian!konversi!energi!li rsi!energi!listrik.htm strik.htm)) diakses (http7GGbimbingan.orgGpenge tanggal maret &?#=
