BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan utama
masyarakat. Seiring meningkatnya pertumbuhan dan kesejahteraan masyarakat
membuat kebutuhan energi listrik juga terus meningkat.
Kemajuan
teknologi adalah sesuatu yang tidak bisa kita hindari dalam kehidupan ini,
karena kemajuan teknologi akan berjalan sesuai dengan kemajuan ilmu
pengetahuan. Sehingga dengan semakin meningkatnya teknologi maka penyediaan
tenaga listrik pun akan semakin diperluas, karena listrik merupakan salah satu
faktor besar yang mempengaruhi kemajuan teknologi dunia. Untuk mengatasi biaya
listrik yang besar maka dibuatlah alat penghemat listrik yang katanya mampu
menurunkan daya pemakaian listrik.
1.2
Rumusan masalah
1. Bagaimana arus listrik?
2. Bagaimana pemanfaatan arus listrik dalam rumah tangga?
3. Bagaimana pembangkit arus listrik?
4. Bagaimana dampak arus listrik?
1.3 Tujuan
1. Mahasiswa dapat mengetahui arus listrik.
2. Mahasiswa dapat mengetahui pemanfaatan arus listrik dalam rumah tangga.
3. Mahasiswa dapat mengetahui pembangkit arus listrik.
4. Mahasiswa dapat mengetahui dampak arus listrik.
1.4 Manfaat
Pembuatan makalah ini diharapkan agar mahasiswa mampu memahami ttentang arus listrik dan segala aspek yang ada pada arus listrik itu sendiri.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian arus listrik
Listrik
merupakan aliran elektron dari sebuah objek melalui konduktor. Elektron adalah
partikel terluar dari atom yang bermuatan negatif yang bila bersentuhan dengan
objek, objek tersebut akan bermuatan negatif. Listrik ada yang memiliki arus
lemah dan ada juga yang memiliki arus kuat.
Kita semua tentu paham bahwa arus
listrik terjadi karena adanya aliran elektron dimana setiap elektron mempunyai
muatan yang besarnya sama. Jika kita mempunyai benda bermuatan negatif berarti
benda tersebut mempunyai kelebihan elektron. Derajat termuatinya benda tersebut
diukur dengan jumlah kelebihan elektron yang ada. Ada
banyak teknologi yang dapat menghasilkan arrus listrik, diantaranya yaitu
Microbial fuel cell (MFC) dan Sediment microbial fuel cell (SMFC)
seperti yang telah diterapkan di perairan teluk laut jakarta.
Microbial fuel
cell (MFC) dikenal sebagai teknologi yang dapat
menghasilkan energi listrik melalui proses degradasi bahan organik oleh
mikroorganisme melalui reaksi katalitik atau melalui mekanisme sistem
bioelektrokimia dari mikroorganisme (Logan 2008). Berbagai mikroorganisme
berperan dalam MFC, mulai dari yang bersifat aerob, anaerob fakultatif maupun
anaerob obligat (Kim et al. 2006). MFC mempunyai berbagai kelebihan
dibandingkan dengan teknologi yang menghasilkan energi dari sumber biomasa
lainnya, diantaranya memiliki tingkat efisiensi yang tinggi, kondisi operasi
yang lunak, tidak dibutuhkannya energi input, dan dapat diaplikasikan pada
berbagai tempat yang memiliki infrastruktur listrik yang kurang (Rabaey &
Verstraete 2005). Kajian pada bidang perikanan, MFC telah dikembangkan sebagai
teknologi dalam pengolahan limbah hasil perikanan (You 2010) dan mengurangi
tingkat pencemaran lingkungan perairan (Oh et al. 2010).
Sediment
microbial fuel cell (SMFC) merupakan salah satu model dari
MFC (Hong 2009a). SMFC memanfaatkan mikroorganisme yang terdapat pada sedimen
untuk mendegradasi bahan organik (Chae et al. 2009 & Pant et al. 2010).
Berbagai jenis sedimen telah dicobakan dalam pengembangan SMFC ini, antara lain
sedimen estuaria dari dekat Pantai Raritan USA dan sedimen rawa asin dari
Tuckerton USA (Reimers et al. 2001), sedimen Danau Ilgam Seoul (Hong et
al. 2008), sedimen Sungai Gongji (Hong et al. 2009a), sedimen Danau
Sihwa (Hong et al. 2009b), sedimen Danau Hussain Sagar Hyderabad dan
sedimen Sungai Uppal Hyderabad (Mohan et al. 2009), serta sedimen laut
Pelabuhan Boston (Holmes et al. 2004).
2.2
Pemanfaatan listrik dalam rumah tangga
Dengan
berkembangnya teknologi elektronik digital kontrol, maka hampir semua peralatan
listrik sekarang ini berbasiskan
sistem mikro elektronik (peralatan elektronik). Demikian juga peralatan listrik
untuk keperluan domestik dan
perkantoran seperti komputer, sistem air conditioner, kulkas, lampu
hemat energi, TV, oven microwave
dan lain sebagainya. Penggunaan peralatan elektronik lebih menguntungkan,
karena efisiensinya yang tinggi,
pengaturan yang mudah dan mulus, dimensi ruang yang kecil dan lebih fleksibel
serta artistik.
Untuk
mengoperasikan peralatan elektronik diperlukan sumber tegangan arus searah (DC
power supplies). Umumnya tegangan DC
ini didapatkan dari tegangan bolak balik (AC) yang tersedia di jala-jala sistem
dengan cara menyearahkannya. Oleh
karena itu, di setiap peralatan elektronik selalu terdapat penyearah. Umumnya penyearah yang digunakan adalah jenis
penyearah satu fasa gelombang penuh yang dilengkapi dengan kapasitor perata tegangan, atau power suplai DC jenis SMPS (Switch
Mode Power Supply). Penyearah-penyearah
jenis ini mempunyai karaktristik non-linier yang mengakibatkan bentuk gelombang arus yang ditariknya dari jala-jala
sistem menjadi non-sinusoidal terdistorsi. Menurut Analisis Fourier, bentuk gelombang arus yang non-sinusoidal
akan terdiri dari arus fundamental dan sejumlah komponen arus harmonisa. Oleh karena itu peralatan elektronik
merupakan beban non-linier yang menghasilkan harmonisa bagi sistem jala-jala listrik.
Transformator
adalah suatu alat listrik statis yang dipergunakan untuk mengubah tegangan
bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk
memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian lainnya tanpa
merubah frekuensi. Transformator disebut peralatan statis karena tidak ada
bagian yang bergerak atau berputar, tidak seperti motor atau generator. Dalam
bentuknya yang paling sederhana, transformator terdiri atas dua kumparan dan
satu induktansi mutual.
Telah dilakukan
penelitian untuk menganalisis kinerja efisiensi listrik dari alat penghemat
listrik terhadap beberapa alat rumah tangga dengan asumsi bahwa alat penghemat
listrik tersebut dapat menghemat pemakaian listrik. Penelitian dilakukan dengan
mengukur arus, tegangan dan cos phi pada beberapa alat rumah tangga sebelum dan
setelah dipasangi alat penghemat listrik. Dari hasil pengukuran diperoleh bahwa
alat penghemat listrik cenderung tidak menurunkan daya penghematan listrik
namun bahkan bertambah seperti pada AC dari 784,98 watt bertambah menjadi 841,5
watt setelah dipasangkan alat penghemat listrik begitupun dengan kipas angin
dari 43,85 Watt bertambah menjadi 70,38 Watt. Hal ini disebabkan alat penghemat
listrik itu sendiri memiliki beban yang cukup besar yaitu 60,94 watt sehingga
jika digunakan justru akan menambah beban pada instalasi alat rumah tangga.
Sedangkan alat rumah tangga yang mengalami penurunan beban adalah strika dan
lampu pijar.
Dalam ilmu teknologi
sudah banyak penemuan yang sangat bermanfaat bagi manusia salah satunya yaitu
sensor, dimana sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan sering
berfungsi untuk mengukur magnitude. Sensor adalah sejenis transduser
yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia
menjadi tegangan dan arus listrik. Kemajuan teknologi tersebut sangat
dibutuhkan untuk membuat sebuah sistem keamanan, karena sulitnya perekonomian
saat ini membuat orang bertindak kriminal dengan cara melakukan pencurian
dimana target pencurianya yaitu rumah-rumah yang ditinggal pergi oleh
pemiliknya. Dari situlah yang membuat kekhawatiran jika kita pergi meninggalkan
rumah, untuk mengatasi masalah tersebut maka penelitian ini akan membahas
tentang sistem keamanan rumah menggunakan sensor PIR (Passive Infra Red) berbasis
mikrokontroler. dimana sistem ini dirancang dengan perangkat elektronika yang
terdiri dari sensor PIR, mikrokontroler ATMega8535 dimana alat ini digunakan
sebagai penyimpan dan mengeksekusi data yang telah di program terlebih dahulu
dari sini maka akan terbentuk suatu perangkat yang secara umun dapat
mengidentifikasi keberadaan manusia dan dapat terhubung dengan pemilik rumah
dari jarak jauh.
a.
Sensor PIR (Passive Infra Red)
Sensor adalah komponen yang mengubah besaran fisis menjadi
besaran listrik (Franky chandra dan Deni Arifianto, 2010). Sensor yang
digunakan pada sistem ini adalah Sensor PIR.
PIR
merupakan sebuah sensor berbasis infrared. Akan tetapi, tidak seperti
sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor.
PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai namanya “Passive”,
sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang
dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya.
b.
Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang dapat mengontrol suatu
sistem rangkaian dengan menggunakan tegangan DC maksimal 5 Volt, namun dapat
mengontrol perangkat-perangkat elektronik yang memiliki tegangan yang lebih
tinggi. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set
Computing) 8 bit yang instruksinya dikemas dalam kode 16 bit dan dieksekusi
dalam satu siklus clock.
c.
Ponsel
Ponsel adalah sebuah perangkat telekomunikasi elektronik yang
mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon fixed line yang
konvensional, namun dapat dibawa ke mana-mana (portabel) dan tidak perlu
disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (nirkabel; wireless).
d.
Power Supply
Power supply berfungsi menyediakan tegangan untuk
rangkaian elektronik pada sistem ini. Power supply mendapatkan sumber
tegangan dari PLN sebesar 220 VAC yang kemudian diturunkan menjadi 6 VDC
menggunakan adaptor sesuai tegangan yang dibutuhkan oleh sistem. Kemudian
dibuat juga sumber dari 4 buah battery 1.5 VDC yang disusun secara
paralel sehingga menghasilkan tegangan 6 VDC. Dalam sistem keamanan ini penulis menggunakan 2 power
supply yang bersumber dari PLN dan battery hal ini untuk
mengantisipasi pemadaman listrik dari PLN sehingga sistem tetap dapat bekerja
menggunakan battery walaupun sumber dari PLN mati.
e.
Relay
Relay
adalah sebuah alat yang bekerja secara otomatis mengatur atau memasukan
suatu rangkaian listrik (rangkaian trip) akibat adanya perubahan rangkaian yang
lain. Relay pada awalnya berdasarkan dari teknik telegrafi, dimana sebuah coil
di-energize oleh sebuah arus lemah, dan coil ini menarik armature
untuk menutup kontak (Maulina Tanjung, 2009). Jadi Relay dapat
disebut juga saklar elektromagnetis, karena alat ini bekerja dengan
memanfaatkan gaya magnet dari coil yang terdapat dalam relay karena
diberikan tegangan listrik.
2.3 Macam-macam
pembangkit arus listrik
Meskipun pemanfaatan listrik cukup prospektif,
tetapi terdapat kendala dalam proses pembangkitannya, mengingat sebagaian besar
dari bahan bakar yang dimanfaatkan oleh pembangkit listrik di Indonesia adalah
bahan bakar fosil. Untuk itu, agar pembangkit listrik tersebut tidak
mengeluarkan emisi yang berdampak negatip terhadap lingkungan dan listrik yang
diproduksi dapat dimanfaatkan secara berkesinambungan, diperlukan pemilihan teknologi
yang efisien dan ramah lingkungan dengan mempertimbangkan cadangan energi yang
berlimpah dan sedapat mungkin memanfaatkan sumber energi yang terbarukan.
Adapun berapa macam pembangkit listrik yang dapat
memenuhi kebutuhan listrik nasional diantaranya sebagai berikut:
2.3.1 Arus listrik tenaga air laut
Arus
laut adalah gerakan massa air laut yang berpindah dari satu tempat ke tempat
lain. Arus di permukaan laut terutama disebabkan oleh tiupan angin, sedang arus
di kedalaman laut disebabkan oleh perbedaan densitas massa air laut. Selain
itu, arus di permukan laut dapat juga disebabkan oleh gerakan pasang surut air
laut atau gelombang. Arus laut dapat terjadi di samudera luas yang bergerak
melintasi samudera (ocean currents), maupun terjadi di perairan pesisir
(coastal currents).
Pembangkit
Listrik Tenaga Arus Laut termasuk dalam Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut
karena derasnya arus dan tingginya gelombang dipengaruhi oleh interaksi
bulan-bumi. Mekanisme kerja pembangkit ini tidak jauh berbeda dengan pembangkit
listrik tipe lainnya.
Teknologi
Marine Current Turbine (MCT) bekerja seperti pembangkit listrik tenaga
angin yang dibenamkan di bawah laut. Kincir memutar rotor yang menggerakkan
generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kincir
tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horisontal dari sebuah
barang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan menghasilkan
750-1500 KW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga
menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk hidup
lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur 10-20 rpm (sebagai
perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut berkisar hingga sepuluh
kalinya).
Pembangkit
listrik tenaga arus laut memiliki beberapa komponen penting antara lain :
·
Rotor, untuk mengkonversikan energi kinetik
terdapat dua jenis rotor (daun turbin) yang biasa digunakan Jenis rotor yang
mirip dengan kincir angin atau cross-flow rotor atau rotor Darrieus.
·
Generator, dapat mengubah energi gerak menjadi
energi listrik. Generator yang digunakan oleh pembangkit arus laut dengan teknologi
MCT adalah generator asinkron.
·
Gearbox, berfungsi untuk mengubah putaran rendah
pada turbin energi arus laut menjadi putaran tinggi agar daat digunakan untuk
memutar generator.
·
Sistem Pengereman, digunakan untuk menjaga
putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat
arus yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja
aman dalam pengoperasiannya.
·
Rectifier-Inverter, untuk mengatasi naik
turunnya keluaran listrik dari generator karena naik turunnya putaran turbin
maka listrik yang dihasilkan oleh generator harus disalurkan terlebih dahulu ke
sistem rectifier-inverter agar keluaran tegangan dan frekuensi listriknya sama
dengan listrik yang dihasilkan PLN.
2.3.2
Arus listrik tenaga matahari
Proses konversi
cahaya matahari menjadi listrik dapat terjadi karena bahan penyusun sel surya
berupa semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis n dan p. Semikonduktor jenis n
merupakan semikonduktor yang memiliki kelebihan elektron, sehingga kelebihan
muatan negatif. Sedangkan semikonduktor jenis p memiliki kelebihan hole,
sehingga kelebihan muatan positif. Prinsip kerja sel surya adalah dengan
memanfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Energi yang dipancarkan oleh sebuah
cahaya dengan panjang gelombang V dirumuskan dengan persamaan E = hc/_. Dengan
h adalah konstanta Plancks (6, 62×10−34 Js) dan c adalah kecepatan cahaya dalam
vakum (3, 00 × 108 m/s). Persamaan di atas juga menunjukkan bahwa photon dapat
dilihat sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang
gelombang dan frekuensi tertentu. Dengan menggunakan sebuah divais
semikonduktor yang memiliki permukaan yang luas dan terdiri dari rangkaian
dioda tipe p dan n, cahaya yang datang akan mampu dirubah menjadi energi
listrik.
2.3.3
Arus listrik tenaga angin
Energi angin merupakan
salah satu sumber energi terbarukan dan energi ramah lingkungan karena relatif
tidak menimbulkan emisi udara. keluaran daya dari wind generator dapat
dinyatakan dengan fungsi non linear dari koefisien daya (power coefficient).
Daya angin yang tersedia adalah potensi energi angin di suatu lokasi dan
dikoreksi dengan menggunakan faktor pola energi, kE yang didefinisikan sebagai:
Pada turbin angin dikenal istilah Batasan Betz (Betz limit) yang menyatakan bahwa daya maksimum yang diserap oleh turbin angin tidak melebihi 59,3% dari daya angin yang tersedia.
2.4 Dampak dari arus listrik
Trauma dari serangan listrik adalah kerusakan yang
disebabkan oleh adanya aliran arus listrik yang melewati tubuh manusia dan
membakar jaringan ataupun menyebabkan terganggunya fungsi organ. Trauma ini
dapat terjadi pada kontak dengan aliran listrik bertegangan tinggi ataupun
rendah. Listrik dengan tegangan rendah lebih sering menjadi penyebab pada
trauma akibat listrik yang terjadi pada lingkungan rumah tangga, sering
disertai adanya tetani otot pada daerah kontak listrik, dan dapat mengakibatkan
gangguan pada jantung yang dapat berakibat fatal.
Trauma akibat serangan listrik berada pada urutan
kelima sebagai salah satu risiko akibat kerja. Sekitar 60-70% dari trauma
akibat serangan listrik terjadi pada aliran listrik bertegangan rendah, dimana
50% mengalami kematian.
Tubuh manusia merupakan penghantar listrik yang baik
sehingga bila terjadi kontak langsung dengan arus listrik bisa berakibat fatal.
Arus listrik yang mengalir ke dalam tubuh manusia akan menghasilkan panas yang
dapat membakar dan menghancurkan jaringan tubuh. Meskipun luka bakar akibat
serangan arus listrik tampak ringan, tetapi terdapat kemungkinan adanya
kerusakan organ dalam yang serius, terutama pada jantung, otot, ataupun otak
yang dapat mengakibatkan kematian. Tanda dan gejala meliputi luka bakar pada
kulit, kerusakan organ dalam dan jaringan lainnya, aritmia, serta gagal
nafas.1,3
Arus listrik dapat menyebabkan terjadinya cedera
melalui tiga cara, yaitu henti jantung (cardiac arrest), perusakan otot,
saraf, dan jaringan oleh arus listrik yang melewati tubuh, serta luka bakar termal
akibat kontak dengan sumber listrik.
Cedera akibat serangan arus listrik dapat berupa
luka bakar ringan hingga kematian. Tingkat cedera yang terjadi tergantung pada
beberapa faktor, antara lain jenis dan kekuatan arus listrik, tegangan,
ketahanan tubuh terhadap arus listrik, jalur arus listrik ketika masuk ke dalam
tubuh, dan lamanya tubuh terkena paparan arus listrik.
Kematian akibat serangan listrik secara langsung
tidak selalu menunjukkan fenomena spesifik, oleh sebab itu diagnosa kematian
akibat serangan listrik merupakan hasil kerjasama antara patologi forensik,
toksikologi forensik, dan polisi penyelidik..
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Listrik merupakan aliran elektron dari sebuah objek
melalui konduktor. Elektron adalah partikel terluar dari atom yang bermuatan negatif
yang bila bersentuhan dengan objek, objek tersebut akan bermuatan negatif. Arus listrik
terjadi karena adanya aliran elektron dimana setiap elektron mempunyai muatan
yang besarnya sama.
Untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang ada
dirumah diperlukan sumber tegangan arus searah (DC power supplies). Umumnya tegangan DC ini didapatkan
dari tegangan bolak balik (AC) yang tersedia di jala-jala sistem dengan cara menyearahkannya. Oleh karena itu,
di setiap peralatan elektronik selalu terdapat penyearah.
Ada berapa macam pembangkit listrik yang dapat
memenuhi kebutuhan listrik nasional diantaranya yaitu arus listrik tenaga air
laut, tenaga matahari dan tenaga angin.
Arus listrik dapat menyebabkan terjadinya cedera
melalui tiga cara, yaitu henti jantung (cardiac arrest), perusakan otot,
saraf, dan jaringan oleh arus listrik yang melewati tubuh, serta luka bakar termal
akibat kontak dengan sumber listrik.
3.2 Saran
Gunakanlah aliran listrik dengan sebaik-baiknya dan
manfaatkanlah sesuai mestinya. Karena disamping bermanfaat bag kehidupan, arus
listrik juga berbahaya bagi manusia.
Post a Comment
Post a Comment