M a ca m - m a ca m Su m be r Te ga n ga n

I PA Ter padu I X 216

B. M a ca m - m a ca m Su m be r Te ga n ga n

Telah dipelaj ari bersam a bahwa arus list rik dapat m engalir dalam kawat penghant ar j ika ant ara kedua uj ung- uj ung penghant ar it u t erdapat beda pot ensial. Unt uk dapat m enim bulkan beda pot ensial diperlukan Pada saat t erj adi keseim bangan ant ara pot ensial di A dan di B, m ak a t idak ak an t er j adi alir an m uat an a t a u t i d a k a d a a r u s y a n g m e n g a l i r. U n t u k m em per t ahank an t er j adiny a alir an m uat an, per lu adanya alat sum ber t egangan at au sum ber arus yang d ap at m em b er ik an b ed a p ot en sial d alam su at u penghant ar. Cont oh sum ber t egangan di ant aranya bat er ai, dinam o, dan ak i. Unt uk m engalir k an m uat an list r ik dar i t it ik sat u ke t it ik yang lain dalam suat u penghant ar, diperlukan en er g i . Ban y ak n y a en er g i y an g d i k el u ar k an d i ant ar any a t er gant ung pada besar k ecilny a sebuah m uat an yang dipindahkan, m akin besar m uat an yang dipindahk an, m ak in besar pula ener gi y ang har us dik eluar k an, per sam aan Ener gi ini disebut Ener gi Pengger ak List r ik EPL . EPL ser ing disebut Gay a Ger ak List r ik , GGL . Dengan k at a lain bahw a GGL adalah energi yang dikeluarkan oleh sum ber tegangan yang diperlukan unt uk m enggerakkan m uat an list rik di dalam suat u r angk aian. Disk usik an dengan t em an sebangk u k alian. 1. Jelask an secar a fisik a t er j adiny a k ilat di angk asa, dan cer it ak an m enur ut bahasa k alian 2. Bagaim ana bila t erdapat dua gum palan awan di angkasa? Tuliskan apa y ang ak an t er j adi ber dasar k an fenom ena di at as 3. Mengapa bangunan y ang t inggi selalu diber i penangk al pet ir ? Tu g a s Sum ber Ar us List r ik 217 s u m b e r t e g a n g a n . S u m b e r t e g a n g a n y a n g m en gelu ar k an en er gi list r ik ber dasar k an pr in sip pasangan logam disebut se l at au e le m e n . Elem en ada dua j enis, yait u elem en kering dan elem en basah. Cont oh elem en kering adalah bat u bat erai bat erai , s e d a n g k a n c o n t o h e l e m e n b a s a h a d a l a h a k i accum ulat or . Elem en ker ing disebut j uga e le m e n p r im e r , k a r en a set el a h t i d a k d a p a t m em b er i k a n b ed a pot ensial sudah t idak bisa dipak ai lagi. Sedangk an ak i set elah t idak m em ber ik an beda pot ensial at au dalam bahasa sehar i- har i disebut k osong dapat diisi lagi m aka aki disebut e le m e n se k u n de r . 1 . Elem en Volt a Ale ssa n dr o Volt a 1 7 4 5 – 1 8 2 7 m enem ukan b a h w a p a s a n g a n l o g a m t e r t e n t u d a p a t m e m b a n g k i t k a n GGL, g a y a g e r a k l i s t r i k i n i m en y ebabk an ar u s list r ik m en galir dalam su at u r an gk aian . Pasan gan logam t er sebu t adalah Cu t e m b a g a d a n Z n se n g . Su m b e r t e g a n g a n per t am a y ang dapat m engalir k an ar us list r ik cuk up besar adalah elem en Volt a. H 2 SO 4 yan g dipak ai sebagai elek t r olit ak an t er disosiasi m enj adi H + dan SO 4 - 2 . Ener gi y ang diper luk an unt uk m engger ak k an elek t r on- elek t r on dar i elek t r oda Zn k e elek t r oda Cu dan j um lah ener gi per sat uan m uat an y ang t er sedia dari elem en Volt a dinyat akan dalam sat uan volt at au j oule per coulom b. Adany a gelem bung- gelem bung ini dik ar enak an gas hidr ogen t idak dapat ber seny aw a dengan Cu, akibatnya m enghalangi j alannya aliran listrik sehingga lam pu t idak m eny ala. Sebagai k ut ub posit if anoda dalam elem en Volt a adalah Cu sedangkan Zn sebagai kut ub negat if kat oda dan H 2 SO 4 encer sebagai larut an elekt rolit yang berakibat t erdisosiasi m enj adi ion 2H + dan SO 4 2- . I PA Ter padu I X 218 2 . Elem en Kering Bat erai Elem en k er in g at au b at er ai ad alah su m b er t egangan y ang dapat lebih lam a m engalir k an ar us list r ik dar ipada elem en Volt a. Elem en k er ing dibuat per t am a k ali pada t ahun 1866, k im iaw an Per ancis oleh Ge or ge Le cla n ch e . Elem en ker ing ini t er dir i at as Zn yang ber bent uk bej ana dan logam dalam Zn ini dilapisi karbon batang arang . Karena bat ang arang m em iliki pot ensial lebih t in ggi dar ipada Zn , m ak a bat an g ar an g sebagai anoda, sedangk an Zn sebagai k at oda. Di bagian dalam elem en k er in g in i t er dapat cam pu r an an t ar a salm iak at au am on iu m k lor ida NH 4 Cl serbuk arang dan bat u kawi at au m angan dioksida MnO 2 . Cam puran ini berbent uk past a yang k er ing. Kar ena elem en ini m enggunak an lar ut an elekt rolit berbent uk past a yang kering m aka disebut elem en kering. Pada elem en kering, NH 4 Cl sebagai larutan elektrolit d a n Mn O 2 s e b a g a i d e p o l a r i s a t o r. Ke g u n a a n dispolar isat or y ait u dapat m eniadak an polar isasi. Seh in gga ar u s list r ik pada elem en k er in g dapat m engalir lebih lam a sebab t idak ada gelem bung- gelem bung gas. Ar us list r ik pada bat er ai m engalir sear ah dan t er j adi bila k ut ub posit if dihubungk an dengan k ut ub negat if. Oleh sebab it u aliran bat erai dinam akan Direct Cur r ent DC . Unt uk m enam bah t egangan list r ik bat er ai dapat disusun secar a ser i, y ait u disusun b er u r u t an d en g an k u t u b p osit if - n eg at if d en g an berselang- seling. Misalnya 3 buah bat erai m em punyai t egangan 1,5 volt yang disusun seri akan m em punyai t egangan 4,5 v olt . Susunan seper t i ini ser ing k it a j um pai pada alat - alat list rik sederhana sepert i sent er dan w alkm an. Adapun pasangan par alel adalah j ik a m asin g- m asin g k u t u b bat er ai y an g sam a salin g d i h u b u n g k a n , t e g a n g a n l i s t r i k y a n g d i d a p a t ber t am bah, t et api ar us yang m engalir akan m enj adi lebih besar. Sum ber Ar us List r ik 219 Ba t e r a i isi u la n g Saat ini, pem ak aian bat er ai isi ulang sem ak in m eluas, seiring sem akin banyaknya alat kom unikasi dan alat elek t r onik lainny a y ang ber sifat por t able m udah dibaw a dan dipindah- pindahk an , m isalny a kom put er lapt op, t elepon genggam , Personal Digit al Assi st a n t PD A , k a m e r a d i g i t a l , d a n k a m e r a genggam . Um um ny a j enis bat er ai y ang digunak an adalah nikel- kadm ium Ni- Cd , yang m em akai bahan nikel hidroksida sert a kadm ium sebagai elekt rodanya, dan kalium hidroksida sebagai elekt rolit . Akan t et api, bat erai isi ulang j uga ada yang m enggunakan bahan lit ium sebagai elek t r odany a, sehingga m em puny ai day a t ahan y ang lam a. 3 . Aki Accum ulat or Ak i m er upak an sum ber t egangan y ang ber asal dar i r eak si k im ia, sebagaim ana elem en Volt a dan elem en kering. Aki t erdiri at as karet keras at au kaca y ang ber bent uk bak dan ber isi lar ut an asam sulfat pekat H 2 SO 4 yang berfungsi sebagai larut an elekt rolit . Di dalam lar ut an ini t er dapat dua k er angk a t im bul, y ait u t im bal per ok sida PbO 2 sebagai anoda dan t im bal m ur ni Pb sebagai k at oda.

a. Pem a k a ia n a k i

Pada pem akaian aki terjadi proses perubahan energi kim ia m enjadi energi listrik. Pem akaian aki di antaranya unt uk m enyalakan t ape recorder, radio, TV. Pada saat aki digunakan m aka t erj adi proses kim ia sehingga aki dapat m engalirkan arus listrik, proses kim ia yang terjadi adalah lapisan pada kat oda dan anoda sedikit dem i sedikit berubah m enjadi tim bal oksida PbO. Sehingga pot ensial kedua kut ub m enj adi sam a, dan arus list rik t idak dapat m engalir, dalam hal ini aki dikat akan k osong. Kem am puan ak i unt uk m engalir k an ar us list r ik dapat dipulihk an k em bali dengan j alan m engalir k an arus list rik searah dari sum ber arus yang lain m elalui k edua k ut ubny a. I PA Ter padu I X 220 b . Pe ngisia n a k i Pada pr oses pengisian ak i ini t er j adi per ubahan ener gi list r ik m enj adi ener gi k im ia. Gam bar 10.3 m enunj uk k an car a at au pr oses pengisian aki. Kar ena ada alir an ar us list r ik dar i luar, m ak a k edua k ut ub anoda dan k at oda dar i PbO ber ubah m enj adi PbO 2 dan Pb. Per ist iw a m engalir k an ar us list r ik k e dalam ak i ini disebut m engisi at au dalam bahasa sehar i- har i disebut m eny et er um ak i. Ga m b a r 1 0 . 3 Men gisi ak i

C. Ga ya Ge r a k List r ik da n Te ga nga n Je pit