1. Arus searah
4+
Arus searah adalah aliran yang arahnya tetap. Arus ini disebut dengan DC atau Direct Current. Penggunaan arus searah dalam kehidupan sehari-hari adalah penggunaan radio, baterai, panel surya, dan komputer.
Alat-alat elektronik bisa mengubah arus AC ke DC dengan menggunakan alat rectifier untuk menjadikannya sumber daya listrik. Selain itu, voltasenya juga bisa disesuaikan agar sesuai dengan kebutuhan suatu alat elektronik tertentu.
Arus listrik ini tidak bisa melakukan perjalanan yang jauh, karena akan melemah seiring bertambahnya jarak tempuh.
Baca juga: Serba Terbatas, Begini Kehidupan Manusia Sebelum Adanya Listrik
Listrik, Memangnya Buat Apa?
Sebelum kita masuk ke listrik arus bolak-balik, kita inget-inget dulu, memangnya kenapa sih kita perlu listrik ke rumah-rumah?
Gue inget banget dulu dosen Elektro gue pernah bilang gini, “Kita butuh listrik ke rumah-rumah karena itu satu-satunya cara yang efektif dan efisien untuk mentransmisikan energi.” Kemudian beliau melanjutkan lagi, “Kalau ada cara lain yang lebih efektif dan lebih efisien dalam mentransmisikan energi, kita nggak perlu mengirimkan listrik ke rumah-rumah lagi.”
Seperti yang kita ketahui, hidup kita saat ini menjadi jauh lebih enak karena kemampuan kita dalam mengendalikan energi yang ada di sekitar kita. Hanya saja masalahnya, sebagian besar energi yang kita butuhkan itu dibangkitkan di lokasi yang jauh di perumahan.
Oleh karena itu, perlu ada cara yang efektif dan efisien untuk mentransmisikan energi tersebut dari sumbernya ke perumahan. Solusinya? Ya pakai listrik. Energi apapun yang dibangkitkan oleh pembangkit, tinggal kita ubah dalam bentuk listrik, kemudian kita kirim listrik tersebut ke rumah-rumah.
Ketika energi listrik tersebut tiba di rumah, kita bisa mengubahnya menjadi energi bentuk lain sesuai kebutuhan kita.
Misalnya, menjadi energi cahaya (lampu), energi panas (kompor listrik, pemanas ruangan, pendingin ruangan, kulkas, dsb), menjadi energi kinetik (kipas angin, alat cukur rambut, dsb), dan sebagainya.
Berhubung tujuan listrik ke perumahan itu adalah untuk transmisi energi, berarti sekarang kita perlu cari tahu nih, memangnya listrik arus bolak-balik itu lebih efektif dan lebih efisien ya dibanding listrik arus searah dalam mentransmisikan energi?
Nah, sebelum masuk ke sini, kita pelajari lebih dulu yuk, apa sih yang dimaksud dengan listrik arus bolak-balik.
Perbedaan Listrik Arus Searah (DC) dan Listrik Arus Bolak-balik (AC)
Arus listrik dibagi menjadi 2, yang pertama ada listrik arus searah (DC – direct current). Arus DC adalah arus listrik yang bergerak searah dari kutub positif ke negatif.
Kalo arusnya bergerak dari kutub positif ke negatif, maka elektronnya bergerak dari kutub negatif ke positif, seperti yang bisa lo lihat di animasi di bawah. Listrik DC biasanya dihasilkan oleh baterai.
Lalu yang kedua ada listrik arus bolak balik (AC – alternating current). Arus AC adalah arus yang nggak bergerak dari kutub positif ke negatif, tapi bolak-balik doang.
Emang arusnya bener-bener bolak-balik ya? Yup, arusnya beneran bolak-balik seperti yang bisa lo lihat dalam animasi di bawah ini. Arus listrik AC ini dihasilkan oleh generator AC.
Udah kebayang kan bedanya?
Pada listrik DC, arus listriknya selalu bergerak pada arah yang sama, dan biasanya nilainya tetap. Kalau kita bikin grafiknya, jadinya seperti ini:
Sementara pada listrik AC, arus listriknya terkadang bergerak searah jarum jam, terkadang bergerak berlawanan arah dengan jarum jam. Biasanya, perubahannya itu berupa sinusoidal seperti grafik di bawah ini:
Bisa lo lihat pada grafik di atas bahwa pada t=0 tegangannya nol, kemudian pada t = 0,005 detik tegangannya +220 volt, pada t = 0,01 detik tegangannya nol lagi, dan pada t = 0,015 detik tegangannya -220 volt, dan seterusnya.
Ini adalah contoh listrik AC dengan frekuensi 50 Hz (berarti periode = T = 1/50 detik = 0,02 detik). Tegangan yang kadang postif dan kadang negatif ini membuat arusnya terkadang bergerak searah jarum jam, terkadang sebaliknya.
Hmm… tunggu deh, jadi pada arus bolak-balik, kadang-kadang tegangannya bisa nol juga?
Kalau gitu, lampu yang dilalui arus AC itu harusnya nyala-redup-nyala-redup gitu dong? Kok kalau gue lihat lampu di rumah gue nggak gitu, tapi nyala aja terus?
Nah, sebenernya lampu di rumah kita itu nyala-redup-nyala-redup. Tapi, mata kita nggak sensitif terhadap perubahannya karena itu berlangsung dengan sangat cepat.
Masih inget kan kalau frekuensi listrik AC di rumah kita itu adalah 50 Hz (umumnya di Indonesia 50 Hz). Itu berarti, dalam 1 detik, terdapat 50 gelombang.
Jadi, dalam 1 detik, listrik AC tersebut bergerak bolak-balik sebanyak 50 kali. Mata kita tidak bisa mendeteksi nyala-redup yang secepat itu.
Beneran ga nih? Jangan-jangan bohong lagi. Gue ga mau dibohongi (pakai) teori fisika!
Beneran. Kalo dideteksi pake mata emang susah, tapi kalo pake kamera, bisa. Ada yang iseng merekam lampu bohlam dengan menggunakan kamera 1200 frames per second.
Setelah ditangkap kamera, videonya diplay secara slow motion, hasilnya menjadi seperti di bawah ini:
Sekarang kelihatan kan kalau lampu tersebut benar-benar nyala-redup?
Okay, sekarang jelas lah ya bedanya listrik AC dengan listrik DC. Pada listrik DC, arusnya searah dan biasanya nilainya tidak berubah-ubah (bisa dibilang frekuensinya nol).
Sementara pada listrik AC, arusnya bolak-balik, kecepatan bolak-baliknya itu bergantung pada frekuensinya. Untuk listrik AC di Indonesia, biasanya menggunakan frekuensi 50 Hz.
Nah, gara-gara ada FREKUENSI ini, sebenernya listrik AC itu bisa menimbulkan hambatan yang biasanya nggak ada pada listrik DC, yaitu hambatan yang muncul akibat reaktansi induktif pada kabel. Penasaran kenapa? Baca terus yah.