Frekwensi Listrik

       Frekwensi adalah karakteristik dari tegangan yg dihasilkan oleh sumber listrik pembangkit. Frekwensi 50 hz, maksudnya yaitu tegangan yg dihasilkan suatu generator listrik atau sumber pembangkit memiliki nilai yang berubah-ubah terhadap waktu, nilainya berubah secara berulang-ulang sebanyak 50 cycle setiap detiknya. lebih jelasnya adalah tegangan dari nilai nol ke nilai maksimum kemudian nol lagi dan kemudian ke nilai maksimum tetapi arahnya berbalik dan kemudian nol lagi dst, dan apabila digambarkan secara grafik akan membentuk gelombang sinusoidal dan ini terjadi dalam waktu yg cepat sekali, 50 cycle dalam satu detik (sesuai dengan nilai 50 hz)
Jadi kalau kita perhatikan beban listrik seperti lampu, sebenarnya sudah berulang kali tegangan nya hilang (0 volt) tapi karena terjadi dalam waktu yg sangat cepat maka lampu tersebut tetap hidup.

       Jadi kalau kita amati fenomena ini dan mencoba bereksperimen, coba kita buat seandainya kalau frekwensinya rendah, kita ambil yg konservatif misalnya 1 hz, apa yg terjadi? maka setiap satu detik tegangan akan hilang dan barulah kelihatan lampu akan hidup-mati secara berulang-ulang seperti lampu flip-flop.

       Dari analisa diatas kita bisa tarik kesimpulan bahwa untuk kestabilan beban listrik dibutuhkan frekwensi yg tinggi supaya tegangan menjadi benar-benar halus (tidak terasa hidup-matinya). Nah sekarang timbul pertanyaan kenapa 50 hz atau 60 hz kenapa gak dibuat saja yg tinggi sekalian 100 hz atau 1000 hz biar benar-benar halus. untuk memahami ini terpaksa kita harus menelusuri analisa sampai ke generatornya. Tegangan yg berfrekwensi ini yg biasa disebut juga tegangan bolak-balik (alternating current) atau VAC, frekwensinya sebanding dengan putaran generator.
Maka secara formula N = 120f/P
N = putaran (rpm)
f = frekwensi (hz)
P = jumlah kutub generator, umumnya P = 4
Dengan menggunakan rumus diatas, untuk menghasilkan frekwensi 50 hz maka generator harus diputar dengan putaran N = 1500 rpm, dan untuk menghasilkan frekwensi 60 hz maka generator perlu diputar dengan putaran 1800 rpm, jadi semakin kencang kita putar generatornya semakin besarlah frekwensinya.

       Nah setelah itu apa masalahnya? kenapa gak kita putar saja generatornya dengan putaran super kencang biar menghasilkan frekwensi yg besar sehingga tegangan benar2 halus. Kalau kita ingin memutar generator maka kita membutuhkan turbine,semakin tinggi putaran yg kita inginkan maka semakin besarlah daya turbin yg dibutuhkan, dan selanjutnya semakin besarlah energi yg dibutuhkan untuk memutar turbin. Kalau sumber energinya uap maka makin banyaklah uap yg dibutuhkan, dan makin besar jumlah bahan bakar yg dibutuhkan, dst.

      Para produsen generator maupun turbine tentunya mempunyai batasan dan tentunya setelah para produsen bereksperimen puluhan tahun dengan mempertimbangkan segala sudut teknis maka dibuatlah standard yangg 50 hz dan 60 hz itu, yg tentunya dinilai cukup efektif untuk kestabilan beban dan effisien dari sisi teknis maupun ekonomis.
Eropa menggunakan 50 hz dan Amerika menggunakan 60 hz. Setelah adanya standarisasi maka semua peralatan listrik di desain mengikuti ketentuan ini. Jadi logikanya kalau 50 hz atau 60 hz saja sudah mampu membuat lampu tidak kelihatan kedap-kedip untuk apalagi dibuat frekwensi lebih tinggi yg akan memerlukan turbine super kencang dan sumber energi lebih banyak sehingga tidak efisien.

       Baik tegangan maupun frekwensi dari generator bisa berubah-ubah besarnya berdasarkan range dari beban nol ke beban penuh. sering kita temui spesifikasi menyebutkan tegangan plus minus 10% dan frekwensi plus minus 5%. Ini artinya sistim supplai listrik/generator harus di desain pada saat beban penuh tegangan tidak turun melebihi 10% dan pada saat beban nol tegangan tidak naik melebihi 10%, begitu juga dengan frekwensi.
Alat pengukur frekwensi yang umum dipakai adalah HZ meter.

ARUS LISTRIK Alternating Current (AC)

Arus listrik atau dalam versi bahasa Inggris sering disebut "electric current" dapat didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Arus listrik memiliki satuan A (Ampere) dan dalam rumus ditulis I. Arus listrik merupakan kelompok partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam arah tertentu.
Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu bahan konduktor adalah dari potensial tinggi ke potensial rendah atau berlawanan arah dengan arah gerak elektron. Satu ampere adalah  sama dengan satu couloumb dari elektron melewati satu titik pada satu detik. Pada hal ini, besarnya energi listrik yang bergerak melewati konduktor atau penghantar. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya.
Pada mulanya, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, namun sekarang diketahui bahwa arus listrik dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah positif.
Peristiwa mengalirnya arus listrik disebabkan karena adanya elektron yang bergerak. Arus listrik juga dapat diartikan sebagai besarnya tegangan dibagi besarnya resistansi. Terbagi menjadi arus listrik searah (DC) dan arus listrik bolak balik (AC). Definisi arus listrik arus searah dapat kita artikan bahwa arus listrik mengalir secara searah (direct) sehingga pada rangkaian ini ditentukan adanya kutub positif (+) dan kutub negatif (-). Arus akan selalu mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Sedangkan pada arus listrik bolak balik, arus akan mengalir secara bolak-balik karena disebabkan terjadinya perubahan polaritas tegangan (AC).

Rumus Menghitung Arus Listrik.

Rumus Arus Listrik.

Rumus arus listrik yang dihitung dengan muatan listrik (Q) maka,

I = q / t

Dimana,
 I = arus listrik (ampere)
q  = besarnya muatan listrik (coulumb)
 t  = waktu (sekon)

    Rumus arus listrik yang dihitung dengan tegangan listrik (V) maka,

I = V / R

Keterangan :
 I  = kuat arus listrik (ampere)
V  = tegangan listrik (volt)
R  = resistansi / tahanan listrik (ohm)

    Rumus arus listrik yang dihitung dengan daya listrik (P) maka,

 P = I kuadrat dikali R I = Akar dari ( P / R)

Keteragan :
P : daya listrik (watt)

Teori Arus Listrik.

Beberapa teori yang berhubungan dengan arus listrik yaitu seperti teori hukum ohm dan hukum kirchoff. Pada hukum ohm arus listrik diartikan bahwa besarnya arus yang mengalir melalui kawat sebanding dengan luas penampang dan berbanding terbalik dengan panjang kawat tersebut. Sedangkan pada hukum kirchoff menjelaskan tentang arus listrik yang memasuki suatu titik percabangan.
Semua teori adalah benar dan sudah terbukti secara meyakinkan. Jika anda kurang percaya dengan teori yang sudah baku, maka anda bisa melakukan praktek untuk melakukan beberpaa pengujian dan pengukuran.
Caranya buatlah beberapa variasi rangkaian listrik, dan lakukan pengukuran pada setiap variasi, setelah itu cocokkan hasil pengukuran dengan perhitungan secara teori.

Sumber Arus Listrik.

Secara umum kita mengenal beberapa sumber yang mampu menghasilkan arus lisrik yaitu seperti : generator listrik, batere kering dan accumulato. Untuk batere dan accu hanya bisa menyediakan arus listrik searah (dc). Untuk yang pembangkit generator itu contohnya listrik PLN. Generator dikopel dengan turbin pada sistem pembangkit. Sistem pembangit bisa dengan air (PLTA), uap (PLTU), gas (PLTG), surya (PLTS), nuklir (PLTN dan lain sebagainya.

Alat Ukur Arus Listrik.

Arus listrik dapat diukur menggunakan alat yang umum dipakai menggunakan tang ampere (clamp ampere).Dapat dilihat pada gambar dibawah ini untuk cara penggunaan tang ampere pada saat pengukuran.

Demikianlah sedikit ulasan tentang definisi arus listrik.

Pengertian dari Tegangan Listrik

Pengertian dari tegangan listrik adalah beda potensial listrik antara dua titik. Tegangan listrik terjadi karena adanya perbedaan muatan listrik diantara kedua titik tersebut. Tegangan listrik tidak bisa dilihat namun bisa dirasakan dan diukur besarnya. Pada nilai tertentu, tegangan listrik bisa berbahaya bagi manusia. Kejadian terkena tegangan listrik pada manusia sering kita sebut dengan kesetrum.Tegangan listrik merupakan perwujudan dari energi listrik. Tegangan listrik bisa dihasilkan melalui pembangkit-pembangkit listrik. Namun dalam skala kecil tidak disebut pembangkit tapi lebih umum dengan penghasil listrik saja. Contoh tegangan listrik yang sering kita temui adalah 220V pada listrik rumah tangga, 1.5V pada battery, 12V pada aki dan pada generator listrik.

Fungsi Tegangan

Tegangan listrik berfungsi sebagai tenaga (power). Untuk bisa bekerja, sebuah rangkaian elektronika membutuhkan tegangan listrik sebagai tenaga "penggeraknya". Oleh karena itu dalam rangkaian, bagian yang menghasilkan tegangan listrik biasanya disebut Power Supply atau Penyuplai tenaga.

Satuan Tegangan

Besarnya tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt dan sering disingkat dengan V saja. Untuk ukuran yang lebih besar bisa menggunakan satuan kiloVolt disingkat kV (1kV=1000Volt) dan MegaVolt disingkat MV (1MV=1.000.000Volt). Sedangkan untuk satuan yang lebih kecil biasanya menggunakan miliVolt disingkat mV (1mV=1/1000Volt) dan mikroVolt disingkat uV (1uV=1/1000000Volt).

Simbol Tegangan

Pada umumnya simbol tegangan listrik dinyatakan dalam V ditulis dengan huruf besar. Pada beberapa kasus juga ditemui penggunaan simbol E, tujuannya agar tidak bingung antara V sebagai simbol dan V sebagai satuan (Volt). Khusus untuk tegangan DC juga bisa ditulis dengan simbol B, yaitu singkatan dari Battery.

Jenis Tegangan

Berdasarkan aliran arusnya, tegangan listrik dibagi menjadi dua, yaitu Tegangan DC dan Tegangan AC. Tegangan DC adalah tegangan dengan aliran arus listrik searah, sedangkan tegangan AC adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Masing-masing tegangan ini memiliki fungsi dan aplikasi yang berbeda-beda tergantung kondisi dan kebutuhan.

Tegangan DC

Tegangan dc Adalah tegangan dengan aliran arus searah. Tegangan DC memiliki notasi/tanda positif (+) pada satu titiknya dan negatif (-) pada titik yang lain. Sumber-sumber tagangan DC diantaranya adalah elemen volta, battery, aki, solar cell dan adaptor/power supply DC. Pemasangan tegangan DC pada rangkaian harus benar sesuai kutubnya karena jika terbalik bisa berakibat kerusakan pada kedua bagian. Aplikasi tegangan DC banyak kita jumpai pada peralatan elektronik portabel seperti handphone, remote, sepeda motor, mainan dan pemutar musik portabel. Sekarang ini sudah banyak dipakai sumber tegangan DC berupa battery yang bisa diisi ulang (recharge) jadi jika tegangan listrik pada battery habis bisa dibangkitkan lagi dengan mengisinya.

Tegangan AC

 Adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Tegangan AC tidak memiliki notasi/tanda seperti tegangan DC. Oleh karena itu pemasangan tegangan AC pada rangkaian boleh terbalik kecuali untuk aplikasi tegangan AC 3 phase pada motor listrik. Sumber-sumber tegangan AC diantaranya adalah listrik rumah tangga (dari PLN), genset, dinamo sepeda dan altenator pada mobil atau sepeda motor. Ada dua jenis tegangan AC yaitu single phase dan triple phase atau 3 phase. Tegangan listrik AC yang kita pakai sehari-hari merupakan jenis tegangan AC single phase, artinya hanya ada satu phase dan ground/netral. Oleh karena itu tegangan AC single phase hanya membutuhkan dua titik kabel koneksi.
Tegangan AC 3 phase membuthkan tiga kabel untuk bekerja, yaitu dikenal dengan istilah R, S dan T. Tegangan listrik 3 phase banyak dipakai pada dunia industri khususnya untuk menggerakkan motor listrik. Jika kita membutuhkan tegangan AC 3 phase namun hanya memiliki sumber tegangan AC single phase maka kita memerlukan sebuah inverter untuk membuat listrik single phase menjadi 3 phase.

Mengukur Tegangan

Untuk mengetahui besarnya tegangan antara dua titik kita membutuhkan sebuah alat ukur. Ada dua alat ukur yang lazim dipakai untuk mengukur tegangan listrik yaitu Voltmeter (bagian dari Multimeter) dan Oscilloscope. Khusus untuk tegangan AC, dengan Voltmeter/Multimeter kita hanya bisa mengetahui nilai tegangannya saja, sedangkan dengan oscilloscope kita bisa melihat bentuk gelombang sekaligus menghitung frekuensinya.