LAPORAN TETAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA ALTERNATING CURRENT, DIRECT CURRENT, SERI, PARALEL, KOMBINASI SERI - PARALEL

OLEH : FEBRI IRAWAN 05091002006

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDERALAYA 2010

1. TUJUAN Tujuan dari praktikum ini adalah Untuk mengetahui prinsip kerja dari AC Untuk mengetahui prinsip kerja dari DC Untuk mengetahui prinsip kerja dari rangakian seri pada resistror Untuk mengetahui prinsip kerja dari rangakian paralel pada resistor Untuk mengetahui prinsip kerja dari rangakian kombinasi seri-paralel pada resistror

2. ALAT dan BAHAN Multimeter Digital Multimeter Analog Arus AC Baterai ( Arus DC ) Reistor

3. CARA KERJA dan PEMBAHASAN

Apakah alternating current (AC)Kebanyakan siswa listrik memulai studi mereka dengan apa yang dikenal sebagai arus searah (DC), yang listrik mengalir dalam arah yang konstan, dan / atau yang memiliki tegangan dengan polaritas konstan. DC adalah jenis listrik yang dibuat oleh baterai (dengan terminal positif dan negatif pasti), atau jenis muatan yang dihasilkan dengan menggosokkan beberapa jenis bahan terhadap satu sama lain. Sebagai berguna dan sebagai mudah dipahami sebagai DC, itu bukan "hanya" jenis listrik yang digunakan. Beberapa sumber listrik (terutama, generator elektro-mekanis rotary) alami menghasilkan tegangan bolak-balik dalam polaritas, membalikkan positif dan negatif dari waktu ke waktu. Baik sebagai polaritas tegangan switching atau sebagai arah switching arus bolakbalik, ini "" semacam listrik dikenal sebagai Alternating Current (AC): Gambar di bawah ini

Langsung & arus bolak Sedangkan simbol baterai akrab digunakan sebagai simbol generik untuk setiap sumber tegangan DC, lingkaran dengan garis bergelombang di dalam adalah simbol umum untuk setiap sumber tegangan AC. Orang mungkin bertanya-tanya mengapa ada orang yang repot-repot dengan yang namanya AC. Memang benar bahwa dalam beberapa kasus AC tidak memiliki keunggulan praktis atas DC. Dalam aplikasi di mana listrik digunakan untuk menghilangkan energi dalam bentuk panas, polaritas atau arah arus tidak relevan, asalkan ada cukup tegangan dan arus dengan beban untuk menghasilkan panas yang diinginkan (disipasi daya). Namun, dengan AC adalah mungkin untuk membangun pembangkit listrik, motor dan sistem distribusi tenaga listrik yang jauh lebih efisien daripada DC, dan begitu kita menemukan AC digunakan sebagian besar penduduknya di seluruh dunia dalam aplikasi daya tinggi. Untuk menjelaskan rincian mengapa hal ini begitu, sedikit latar belakang pengetahuan tentang AC diperlukan. Jika mesin akan dibangun untuk memutar medan magnet untuk serangkaian kumparan kawat stasioner dengan berpaling dari poros, tegangan AC akan diproduksi di kumparan kawat sebagai poros yang diputar, sesuai dengan Hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Ini adalah prinsip operasi dasar dari sebuah generator AC, juga dikenal sebagai sebuah alternator: Gambar di bawah ini

Alternator operasi Perhatikan bagaimana polaritas tegangan kumparan kawat membalikkan sebagai kutub berlawanan dari magnet berputar lewat. Terhubung ke beban, tegangan membalik polaritas ini

akan membuat arah arus membalik di sirkuit. Semakin cepat alternator adalah berpaling, magnet yang lebih cepat akan berputar, mengakibatkan tegangan dan arus bolak switch arah yang lebih sering dalam jumlah waktu tertentu. Sedangkan generator DC bekerja berdasarkan prinsip umum yang sama induksi elektromagnetik, konstruksi mereka tidak sesederhana AC rekan-rekan mereka. Dengan generator DC, kumparan kawat dipasang di poros mana magnet adalah pada alternator AC, dan sambungan listrik dibuat untuk ini kumparan berputar melalui "sikat stasioner karbon" menghubungi strip tembaga pada poros berputar. Semua ini diperlukan untuk beralih merubah output polaritas's gulungan untuk rangkaian eksternal sehingga sirkuit eksternal melihat polaritas konstan: Gambar di bawah ini

Operasi generator DC Generator yang ditunjukkan di atas akan menghasilkan dua pulsa tegangan tiap putaran poros, baik pulsa dalam arah yang sama (polaritas). Agar generator DC untuk menghasilkan tegangan konstan, daripada pulsa singkat tegangan sekali setiap / 2 revolusi 1, ada beberapa set koil melakukan kontak intermiten dengan kuas. Diagram ditunjukkan di atas adalah sedikit lebih sederhana dari apa yang akan Anda lihat dalam kehidupan nyata. Masalah yang terlibat dengan pembuatan dan melanggar kontak listrik dengan koil bergerak harus jelas (pencetus dan panas), terutama jika poros generator ini berputar dengan kecepatan tinggi. Jika suasana di sekitar mesin mengandung uap mudah terbakar atau mudah meledak, masalah praktis kontak sikat memproduksi motor bahkan lebih besar. Sebuah generator AC (alternator) tidak memerlukan sikat dan komutator untuk bekerja, dan begitu juga kebal terhadap masalah ini dialami oleh generator DC. Manfaat AC lebih DC berkaitan dengan desain generator juga tercermin dalam motor listrik. Sementara DC motor memerlukan penggunaan kuas untuk melakukan kontak listrik dengan kumparan bergerak dari kawat, motor AC tidak. Bahkan, AC dan desain motor DC yang sangat mirip dengan rekan-rekan generator mereka (identik demi tutorial ini), motor AC yang

tergantung pada medan magnet membalikkan dihasilkan oleh arus bolak-balik melalui gulungan stasioner dalam kawat untuk memutar magnet berputar di sekitar poros nya, dan motor DC yang tergantung pada kontak sikat dan melanggar koneksi untuk membalikkan arus melalui kumparan berputar setiap rotasi 1 / 2 (180 derajat). Jadi kita tahu bahwa AC generator dan motor AC cenderung lebih sederhana dari generator DC dan motor DC. Hal ini berarti relatif sederhana menjadi keandalan yang lebih besar dan biaya yang lebih rendah dari manufaktur. Tapi apa lagi yang AC baik bagi? Tentunya harus ada yang lebih dari detil desain generator dan motor. Memang ada. Ada pengaruh elektromagnetik yang dikenal sebagai saling induksi, dimana dua atau lebih gulungan kawat ditempatkan sehingga medan magnet yang berubah diciptakan oleh satu menginduksi tegangan pada yang lain. Jika kita memiliki dua kumparan induktif dan kami saling memberi energi satu kumparan dengan AC, kami akan membuat tegangan AC di koil lainnya. Ketika digunakan sebagai demikian, perangkat ini dikenal sebagai trafo: Gambar di bawah ini

Transformer transforms AC voltage and current. Transformer "mengubah" tegangan AC dan arus. Makna mendasar dari sebuah transformator adalah kemampuannya untuk langkah tegangan naik atau turun dari kumparan powered ke koil unpowered. Tegangan AC induksi dalam unpowered ("sekunder") kumparan adalah sama dengan tegangan AC di powered ("primer") kumparan dikalikan dengan rasio kumparan sekunder berubah menjadi kumparan primer bergantian. Jika kumparan sekunder adalah menyalakan beban, arus melalui kumparan sekunder hanya kebalikan: koil primer saat ini dikalikan dengan rasio utama untuk berubah sekunder. Hubungan ini memiliki analogi mekanis yang sangat dekat, menggunakan torsi dan kecepatan untuk mewakili tegangan dan arus, masing-masing: Gambar di bawah ini

Kecepatan multiplikasi gear kereta langkah torsi bawah dan mempercepat. Down transformator tegangan langkah-Langkah ke bawah dan arus atas. Jika rasio berliku dibalik sehingga kumparan primer ternyata kurang dari kumparan sekunder transformator "tangga" tegangan dari tingkat sumber ke tingkat yang lebih tinggi pada beban: Gambar di bawah ini

Pengurangan kecepatan kereta langkah gear torsi dan kecepatan turun. Step-up transformer steps voltage up and current down. Langkah-up transformator tegangan langkah dan arus bawah. Transformator kemampuan untuk langkah tegangan AC naik atau turun dengan mudah memberikan AC keuntungan yang tak tertandingi oleh DC dalam bidang distribusi daya dalam gambar di bawah ini . Ketika transmisi tenaga listrik jarak jauh, itu jauh lebih efisien untuk melakukannya dengan tegangan melangkah-up dan arus melangkah-down (kawat kecil-diameter dengan dikurangi kerugian daya resistif), maka langkah tegangan kembali turun dan arus kembali Facebook industri, bisnis, atau menggunakan konsumen.

Transformers jarak jauh memungkinkan transmisi tegangan tinggi efisien energi listrik. Teknologi transformer telah membuat distribusi tenaga listrik jangka panjang praktis. Tanpa kemampuan untuk secara efisien langkah tegangan naik dan turun, itu akan menjadi biaya terlalu tinggi untuk membangun sistem tenaga listrik untuk apa pun kecuali jarak dekat (dalam beberapa mil paling banyak) digunakan. Seperti yang berguna sebagai transformator, mereka hanya bekerja dengan AC, bukan DC. Karena fenomena induktansi bersama bergantung pada perubahan medan magnet, dan arus searah (DC) hanya dapat menghasilkan medan magnet yang stabil, transformer hanya tidak akan bekerja dengan arus searah. Tentu saja, langsung saat ini dapat terganggu (berdenyut) melalui

gulungan primer transformator untuk menciptakan medan magnet yang berubah (seperti yang dilakukan dalam sistem pengapian otomotif untuk menghasilkan tegangan tinggi spark plug daya dari baterai DC bertegangan rendah), tetapi berdenyut DC yang tidak berbeda dari AC. Mungkin lebih dari alasan lain, inilah sebabnya AC menemukan aplikasi luas seperti dalam sistem kekuasaan.

Bentuk gelombang AC Ketika sebuah alternator menghasilkan tegangan AC, tegangan switch polaritas dari waktu ke waktu, tapi tidak begitu dengan cara yang sangat khusus. Ketika digambarkan dari waktu ke waktu, "gelombang" ditelusuri oleh tegangan bolak polaritas dari alternator yang mengambil bentuk yang berbeda, dikenal sebagai gelombang sinus: Gambar di bawah ini

Grafik tegangan AC dari waktu ke waktu (gelombang sinus). Dalam plot tegangan dari alternator Elektromekanik, perubahan dari satu polaritas yang lain adalah salah satu yang halus, tingkat tegangan berubah paling cepat pada titik nol ("crossover") dan paling lambat pada puncaknya. Jika kita adalah untuk grafik fungsi trigonometri dari "sinus" rentang horisontal 0 hingga 360 derajat, kita akan menemukan pola yang sama persis seperti pada Tabel di bawah ini . Trigonometri "sinus" fungsi. Sudut (o) 0 15 30 45 60 75 90 105 sin (sudut) 0.0000 0.2588 0.5000 0.7071 0.8660 0.9659 1.0000 0.9659 gelomba ng nol + + + + + Puncak + Sudut (o) 180 195 210 225 240 255 270 285 sin (sudut) 0.0000 -0.2588 -0.5000 -0.7071 -0.8660 -0.9659 -1.0000 -0.9659 gelomban g nol -Puncak -

120 135 150 165 180

0.8660 0.7071 0.5000 0.2588 0.0000

+ + + + nol

300 315 330 345 360

-0.8660 -0.7071 -0.5000 -0.2588 0.0000

nol

Alasan mengapa sebuah alternator elektromekanis output gelombang sinus AC adalah karena fisika dari operasi. Tegangan yang dihasilkan oleh kumparan stasioner dengan gerakan berputar magnet sebanding dengan tingkat di mana fluks magnetik berubah tegak lurus terhadap kumparan (Hukum Faraday Induksi elektromagnetik). Angka tersebut sangat besar bila kutub magnet yang paling dekat dengan gulungan, dan setidaknya ketika kutub magnet yang terjauh dari gulungan. Secara matematis, laju perubahan fluks magnetik yang disebabkan oleh magnet berputar mengikuti yang dari fungsi sinus, sehingga tegangan yang dihasilkan oleh kumparan berikut bahwa fungsi yang sama. Jika kita adalah untuk mengikuti perubahan tegangan yang dihasilkan oleh kumparan dalam sebuah alternator dari setiap titik pada grafik gelombang sinus ke titik bahwa ketika bentuk gelombang mulai terulang, kita akan ditandai tepat satu siklus gelombang itu. Hal ini paling mudah ditunjukkan dengan rentang jarak antara puncak identik, tetapi dapat diukur di antara setiap titik yang sesuai pada grafik. Tingkat tanda pada sumbu horisontal grafik merupakan domain dari fungsi trigonometri sinus, dan juga posisi sudut-dua kutub alternator poros sederhana kami seperti berputar: Gambar di bawah ini

Alternator tegangan sebagai fungsi dari posisi poros (waktu). Karena sumbu horisontal grafik ini dapat menandai berlalunya waktu serta posisi poros dalam derajat, dimensi ditandai untuk satu siklus sering diukur dalam unit waktu, paling sering detik atau sepersekian detik. Ketika dinyatakan sebagai pengukuran, ini sering disebut periode gelombang. Periode gelombang dalam derajat selalu 360, namun jumlah waktu satu periode menempati tergantung pada tingkat tegangan berosilasi bolak-balik.

Sebuah ukuran yang lebih populer untuk menggambarkan tingkat bolak tegangan AC atau gelombang arus dibandingkan periode adalah tingkat itu-dan-sebagainya osilasi kembali. Ini adalah frekuensi disebut. Unit modern untuk frekuensi adalah Hertz (disingkat Hz), yang merupakan jumlah siklus gelombang diselesaikan dalam waktu satu detik. Di Amerika Serikat, frekuensi daya-line standar adalah 60 Hz, yang berarti bahwa tegangan AC berosilasi pada laju 60 siklus lengkap back-dan-sebagainya setiap detik. Di Eropa, dimana frekuensi sistem tenaga listrik adalah 50 Hz, tegangan AC hanya menyelesaikan 50 siklus setiap detik. Sebuah stasiun pemancar radio siaran pada frekuensi 100 MHz menghasilkan osilasi tegangan AC pada tingkat 100 juta siklus setiap detik. Sebelum kanonisasi unit Hertz, frekuensi hanyalah dinyatakan sebagai meter Lama dan peralatan elektronik "siklus per detik." Sering melahirkan unit frekuensi "CPS" (Siklus Per Second) bukan Hz. Banyak orang berpendapat bahwa perubahan dari unit cukup jelas seperti CPS untuk Hertz merupakan langkah mundur dalam kejelasan. Sebuah perubahan serupa terjadi ketika unit dari "Celcius" diganti yang dari "Celcius" pengukuran suhu metrik. Nama Centigrade didasarkan pada hitungan-100 ("centi-") skala ("-grade") yang mewakili leleh dan titik didih H 2 O, masingmasing. The name Celsius, on the other hand, gives no hint as to the unit's origin or meaning. Nama Celsius, di sisi lain, tidak memberikan petunjuk untuk asal unit atau makna. Periode dan frekuensi reciprocals matematika dari satu sama lain. Artinya, jika gelombang memiliki jangka waktu 10 detik, frekuensi akan 0,1 Hz, atau 1 / 10 dari siklus per detik:

Sebuah instrumen disebut osiloskop, Gambar di bawah ini , digunakan untuk menampilkan tegangan berubah dari waktu ke waktu pada layar grafis. Anda mungkin akrab dengan tampilan dari elektrokardiograf) mesin atau EKG (ECG, digunakan oleh dokter untuk grafik osilasi dari hati pasien dari waktu ke waktu. EKG adalah osiloskop tegas tujuan khusus dirancang untuk penggunaan medis. Tujuan umum osiloskop memiliki kemampuan untuk menampilkan tegangan dari hampir semua sumber tegangan, diplot sebagai grafik dengan waktu sebagai variabel independen. Hubungan antara periode dan frekuensi sangat berguna untuk mengetahui ketika menampilkan suatu tegangan AC atau gelombang arus pada layar osiloskop. Dengan mengukur periode gelombang pada sumbu horisontal layar osiloskop dan reciprocating bahwa nilai waktu (dalam detik), Anda dapat menentukan frekuensi dalam Hertz.

Periode waktu sinewave ditampilkan pada osiloskop. Tegangan dan arus tidak berarti variabel fisik hanya tunduk pada variasi dari waktu ke waktu. Jauh lebih umum untuk pengalaman sehari-hari kita adalah suara, yang tidak lebih daripada bolak kompresi dan dekompresi (gelombang tekanan) dari molekul udara, ditafsirkan oleh telinga kita sebagai sensasi fisik. Karena arus bolak adalah fenomena gelombang, itu saham banyak sifat-sifat fenomena gelombang lain, seperti suara. Untuk alasan ini, suara (terutama musik terstruktur) memberikan analogi yang sangat baik untuk berhubungan konsep-konsep AC. Dalam istilah musik, frekuensi setara dengan pitch. Low-pitch catatan seperti yang dihasilkan oleh tuba atau bassoon terdiri dari getaran molekul udara yang relatif lambat (frekuensi rendah). High-pitch catatan seperti yang dihasilkan oleh seruling atau peluit terdiri dari jenis yang sama getaran di udara, hanya bergetar pada tingkat yang jauh lebih cepat (frekuensi yang lebih tinggi). Gambar di bawah ini tabel yang menunjukkan frekuensi aktual untuk berbagai catatan musik umum.

Frekuensi dalam Hertz (Hz) ditunjukkan untuk catatan berbagai musik. Astute pengamat akan melihat bahwa semua catatan di atas meja bantalan penunjukan surat yang sama terkait dengan rasio frekuensi 2:1. Misalnya, frekuensi pertama ditampilkan (ditunjuk dengan huruf "A") adalah 220 Hz. Tertinggi berikutnya "A" catatan memiliki frekuensi 440 Hz -

persis dua kali siklus banyak gelombang suara per detik. Rasio 02:01 sama berlaku untuk pertama A tajam (233,08 Hz) dan berikutnya A tajam (466,16 Hz), dan untuk semua pasangan catatan ditemukan dalam tabel. Terdengar, dua catatan yang frekuensi ganda masing-masing persis suara lainnya sangat mirip. Kesamaan dalam suara musik diakui, rentang terpendek pada skala musik memisahkan pasangan catatan tersebut, yang disebut oktaf. Setelah aturan ini, yang tertinggi berikutnya "A" catatan (satu oktaf di atas 440 Hz) akan 880 Hz, yang terendah berikutnya "A" (satu oktaf di bawah 220 Hz) akan 110 Hz. Sebuah pemandangan keyboard piano membantu untuk menempatkan skala ini dalam perspektif: Gambar di bawah ini

Satu oktaf ditampilkan pada keyboard musik. Seperti yang Anda lihat, satu oktaf adalah sama dengan putih 'kunci senilai tujuh jarak pada keyboard piano. Para musik akrab mnemonic (doe-ray-mee-Fah-begitu-lah-tee) - ya, pola yang sama diabadikan dalam aneh Rodgers dan Hammerstein lagu dinyanyikan dalam The Sound of Music - mencakup C. satu oktaf dari C Sementara alternator elektromekanis dan banyak fenomena fisik lainnya secara alami menghasilkan gelombang sinus, ini bukan satu-satunya jenis gelombang bergantian ada. Lain "bentuk gelombang" AC biasanya diproduksi dalam sirkuit elektronik. Berikut adalah bentuk gelombang tetapi beberapa sampel dan sebutan umum mereka dalam gambar di bawah ini

Beberapa umum waveshapes (bentuk gelombang). Bentuk gelombang ini tidak berarti satunya jenis gelombang yang ada. Mereka hanya beberapa yang cukup umum telah diberi nama yang berbeda. Bahkan di sirkuit yang seharusnya mewujudkan "murni", segitiga persegi sinus, atau gigi gergaji tegangan / bentuk gelombang saat ini, hasil nyata sering kali merupakan versi yang menyimpang dari bentuk gelombang dimaksud.

Beberapa bentuk gelombang yang begitu kompleks sehingga mereka menentang klasifikasi sebagai "jenis" tertentu (termasuk bentuk gelombang yang terkait dengan berbagai jenis alat musik). Secara umum, setiap bentuk gelombang bantalan kemiripan dekat dengan gelombang sinus sempurna disebut sinusoidal, sesuatu yang berbeda dicap sebagai non-sinusoidal. Menjadi bahwa bentuk gelombang tegangan AC atau arus adalah penting untuk dampaknya dalam sebuah rangkaian, kita harus menyadari fakta bahwa gelombang AC datang dalam berbagai bentuk. Pengukuran besarnya AC Sejauh ini kita tahu bahwa tegangan AC penggantinya polaritas dan AC saat penggantinya arah. Kita juga tahu AC yang dapat alternatif dalam berbagai cara yang berbeda, dan dengan menelusuri pergantian dari waktu ke waktu kita bisa plot sebagai Kita dapat mengukur tingkat alternasi dengan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk gelombang untuk berevolusi sebelum "gelombang." ini mengulang sendiri ("periode"), dan menyatakan ini sebagai siklus per satuan waktu, atau "frekuensi." Dalam musik, frekuensi adalah sama seperti pitch, yang merupakan harta penting yang membedakan satu nada dari yang lain. Namun, kami mengalami masalah pengukuran jika kita mencoba untuk mengungkapkan seberapa besar atau kecil suatu kuantitas AC. Dengan DC, dimana jumlah tegangan dan arus pada umumnya stabil, kita memiliki sedikit kesulitan mengekspresikan tegangan berapa banyak atau arus yang kita miliki dalam setiap bagian dari rangkaian. Tapi bagaimana Anda hibah pengukuran tunggal besarnya untuk sesuatu yang terus berubah? Salah satu cara untuk mengekspresikan intensitas, atau besarnya (juga disebut amplitudo), dari suatu kuantitas AC adalah untuk mengukur tinggi puncaknya pada grafik gelombang. Hal ini dikenal sebagai nilai puncak atau puncak dari sebuah AC waveform: Gambar di bawah ini

Tegangan puncak gelombang Cara lain adalah dengan mengukur tinggi total antara puncak berlawanan. Ini dikenal sebagai puncak (PP) nilai-ke-puncak gelombang AC: Gambar di bawah ini

Puncak ke puncak tegangan gelombang Sayangnya, baik salah satu ekspresi dari amplitudo gelombang dapat menyesatkan ketika membandingkan dua jenis gelombang. Sebagai contoh, sebuah gelombang persegi memuncak pada 10 volt jelas sejumlah besar tegangan untuk sejumlah besar waktu dari gelombang segitiga memuncak pada 10 volt. Dampak dari dua tegangan AC menyalakan beban akan cukup berbeda: Gambar di bawah ini

Gelombang persegi menghasilkan efek pemanasan lebih besar dari gelombang tegangan puncak segitiga yang sama. Salah satu cara untuk mengungkapkan amplitudo waveshapes berbeda dengan cara yang lebih setara dengan matematis rata-rata nilai dari seluruh titik-titik pada grafik gelombang ke satu nomor, tunggal agregat. Ini mengukur amplitudo hanya dikenal sebagai nilai rata-rata dari gelombang tersebut. Jika kita rata-rata semua titik-titik pada gelombang dalam aljabar (yaitu, untuk mempertimbangkan tanda mereka, baik positif atau negatif), nilai rata-rata untuk bentuk gelombang yang secara teknis nol, karena semua poin positif membatalkan semua poin negatif selama siklus penuh : Gambar di bawah ini

Nilai rata-rata sinewave adalah nol. Ini, tentu saja, akan berlaku untuk setiap bentuk gelombang memiliki porsi yang sama-area di atas dan di bawah garis "nol" dari plot. Namun, sebagai ukuran praktis's agregat nilai sebuah gelombang, "rata-rata" biasanya didefinisikan sebagai rata-rata matematika titik 'mutlak nilai-

nilai di seluruh siklus. Dengan kata lain, kita menghitung nilai rata-rata praktis dari gelombang dengan mempertimbangkan semua titik pada gelombang sebagai jumlah positif, seakan gelombang tampak seperti ini: Gambar di bawah ini

Bentuk gelombang terlihat oleh AC "rata-rata menjawab" meter. Polaritas-insensitive mekanik (meter dirancang untuk merespon sama dengan siklus setengah positif dan negatif-dari tegangan bolak atau arus) mendaftar secara proporsional dengan (praktis) nilai rata-rata gelombang, karena inersia dari pointer terhadap ketegangan dari musim semi alami rata-rata gaya yang dihasilkan oleh tegangan yang bervariasi / nilai saat ini dari waktu ke waktu. Sebaliknya, gerakan meter polaritas-sensitif bergetar sia-sia jika terkena tegangan AC atau arus, osilasi jarum mereka dengan cepat tentang tanda nol, menunjukkan nilai (aljabar) benar rata-rata nol untuk gelombang simetris. Ketika "rata-rata" nilai dari bentuk gelombang adalah dirujuk dalam teks ini, maka akan diasumsikan bahwa "praktis" definisi rata-rata dimaksudkan kecuali dinyatakan khusus. Cara lain untuk menurunkan nilai agregat untuk amplitudo gelombang didasarkan pada kemampuan gelombang untuk melakukan pekerjaan berguna ketika diterapkan pada tahanan beban. Sayangnya, sebuah pengukuran AC berdasarkan pekerjaan yang dilakukan oleh gelombang adalah tidak sama dengan rata-rata "nilai yang gelombang itu", karena kekuasaan merisau oleh beban yang diberikan (pekerjaan yang dilakukan per satuan waktu) tidak berbanding lurus dengan besarnya baik tegangan atau saat ini terkesan atasnya. Sebaliknya, kekuasaan adalah sebanding dengan kuadrat dari tegangan atau arus diterapkan pada resistensi (P = E 2 / R, dan P = I 2 R). Meskipun matematika seperti pengukuran amplitudo mungkin tidak mudah, utilitas itu. Pertimbangkan Bandsaw dan jigsaw, dua buah peralatan pertukangan modern. Both types of saws cut with a thin, toothed, motor-powered metal blade to cut wood. Kedua jenis gergaji dipotong dengan pisau, bergigi tipis, logam motor bertenaga untuk memotong kayu. Tetapi sementara Bandsaw menggunakan gerakan terus menerus dari pisau untuk memotong, jigsaw menggunakan gerakan back-dan-sebagainya. Perbandingan alternating current (AC) ke arus searah (DC) dapat disamakan dengan perbandingan dua melihat jenis: Gambar di bawah ini

Bandsaw-teki analogi AC vs DC. Masalah mencoba menggambarkan jumlah perubahan tegangan AC atau saat ini dalam pengukuran, tunggal agregat juga hadir dalam analogi melihat: bagaimana mungkin kita menyatakan kecepatan pisau jigsaw? Sebuah bergerak pisau Bandsaw dengan kecepatan konstan, mirip dengan cara mendorong atau tegangan DC DC bergerak sekarang dengan besarnya konstan. Sebuah pisau jigsaw, di sisi lain, bergerak maju mundur, kecepatan pisau yang terus berubah. Terlebih lagi, gerakan back-dan-sebagainya dari dua puzzle mungkin tidak dari jenis yang sama, tergantung pada desain mekanis gergaji. Satu jigsaw mungkin bergerak pisau dengan gerakan gelombang sinus, sementara yang lain dengan gerakan segitiga-gelombang. Untuk menilai suatu jigsaw berdasarkan kecepatan blade puncaknya akan sangat menyesatkan ketika membandingkan satu teka-teki yang lain (suatu jigsaw atau dengan Bandsaw a!). Terlepas dari kenyataan bahwa gergaji yang berbeda bergerak pisau mereka dalam perilaku yang berbeda, mereka sama dalam satu hal: mereka semua kayu dipotong, dan perbandingan kuantitatif fungsi umum dapat berfungsi sebagai dasar umum yang untuk mempercepat laju pisau. Gambar teka-teki dan Bandsaw sisi-by-side, dilengkapi dengan pisau yang identik (pitch gigi yang sama, sudut, dll), sama-sama mampu memotong ketebalan yang sama dari jenis kayu yang sama pada tingkat yang sama. Kita mungkin mengatakan bahwa kedua gergaji adalah setara atau sama dalam kapasitas memotong mereka. Mungkin perbandingan ini digunakan untuk menetapkan "setara Bandsaw" kecepatan pisau untuk gerakan jigsaw kembali-dan-sebagainya pisau, untuk berhubungan efektivitas pemotongan kayu-satu ke yang lain? Ini adalah ide umum yang digunakan untuk menetapkan "DC setara" pengukuran untuk setiap tegangan AC atau arus: apa pun besarnya tegangan DC atau saat ini akan menghasilkan jumlah energi yang sama disipasi panas melalui perlawanan yang sama: Gambar di bawah ini

Tegangan RMS menghasilkan efek pemanasan sama dengan tegangan DC yang sama Dalam dua rangkaian di atas, kita memiliki jumlah yang sama tahanan beban (2 ) menghilang dengan jumlah yang sama daya dalam bentuk panas (50 watt), satu didukung oleh AC dan yang lainnya oleh DC. Karena sumber tegangan AC digambarkan di atas adalah setara (dalam hal kekuasaan dikirim ke beban) dengan baterai 10 volt DC, kita sebut ini sebagai "10 volt" sumber AC. Lebih khusus lagi, kami akan menunjukkan nilai tegangan sebagai RMS menjadi 10 volt. Qualifier ini "RMS" singkatan dari Root Mean Square, algoritma yang digunakan untuk memperoleh nilai setara DC dari titik pada grafik (dasarnya, prosedur terdiri dari mengkuadratkan semua poin positif dan negatif pada grafik gelombang, rata-rata nilai-nilai kuadrat, maka mengambil akar kuadrat dari rata-rata bahwa untuk mendapatkan jawaban akhir). Kadang-kadang istilah setara alternatif atau setara DC yang digunakan sebagai pengganti "RMS," tetapi kuantitas dan prinsip keduanya sama. Pengukuran amplitudo RMS adalah cara terbaik untuk berhubungan besaran listrik AC ke besaran DC, atau jumlah AC lainnya berbeda bentuk gelombang, ketika berhadapan dengan pengukuran daya listrik. Untuk pertimbangan lain, puncak atau pengukuran puncak-ke puncak mungkin menjadi yang terbaik untuk mempekerjakan. Sebagai contoh, ketika menentukan ukuran yang tepat kawat (ampacity) untuk melakukan tenaga listrik dari sumber ke beban, pengukuran RMS saat ini adalah yang terbaik untuk digunakan, karena perhatian utama dengan saat ini adalah terlalu panas dari kawat, yang merupakan fungsi dari disipasi daya yang disebabkan oleh arus yang melalui hambatan dari kawat. Namun, ketika rating isolator untuk layanan dalam aplikasi AC tegangan tinggi, pengukuran tegangan puncak yang paling tepat, karena perhatian utama di sini adalah isolator "flashover" yang disebabkan oleh tegangan spike singkat, terlepas dari waktu. Puncak dan pengukuran puncak-ke puncak paling baik dilakukan dengan osiloskop, yang dapat menangkap puncak-puncak gelombang dengan tingkat akurasi yang tinggi karena tindakan cepat dari tabung-sinar katoda-dalam menanggapi perubahan tegangan. Untuk pengukuran RMS, gerakan meter analog (D'Arsonval, Weston, besi vane, electrodynamometer) akan bekerja selama

mereka telah dikalibrasi dalam angka RMS. Karena inersia mekanik dan efek peredam dari gerakan meter elektromekanis membuat defleksi dari jarum alami proporsional dengan nilai ratarata AC, bukan nilai RMS benar, meter analog tersebut harus dikalibrasi (atau salah-dikalibrasi, tergantung pada bagaimana Anda melihatnya) untuk menunjukkan tegangan atau arus dalam unit RMS. Ketepatan kalibrasi ini tergantung pada asumsi bentuk gelombang, biasanya gelombang sinus. Elektronik yang khusus dirancang untuk pengukuran RMS yang terbaik untuk tugas tersebut. Beberapa produsen alat telah merancang metode cerdik untuk menentukan nilai RMS dari bentuk gelombang apapun. Salah satu produsen tersebut menghasilkan "True-RMS" meter dengan elemen pemanas resistif kecil diaktifkan oleh tegangan sebanding dengan yang sedang diukur. Efek pemanasan dari elemen resistensi termal diukur untuk memberikan nilai RMS yang benar tanpa perhitungan matematis apapun, hanya hukum fisika dalam tindakan dalam pemenuhan definisi RMS. Ketepatan dari jenis pengukuran RMS adalah independen dari bentuk gelombang. Untuk "murni" bentuk gelombang, koefisien konversi sederhana yang ada untuk menyamakan Peak, Peak-to-Puncak, Rata-rata (praktis, tidak aljabar), dan pengukuran RMS untuk satu sama lain: Gambar di bawah ini

Faktor konversi bentuk gelombang umum. Selain RMS, rata-rata, puncak (puncak), dan langkah-langkah puncak ke puncak bentuk gelombang AC, ada rasio mengungkapkan proporsionalitas antara beberapa pengukuran yang mendasar. Faktor puncak bentuk gelombang AC, misalnya, adalah rasio dari nilai) yang puncak (puncak dibagi dengan nilai RMS-nya. Faktor bentuk gelombang AC adalah rasio dari nilai RMS dibagi dengan nilai rata-rata. Bentuk gelombang berbentuk Square selalu memiliki faktor puncak dan bentuk sama dengan 1, karena puncak adalah sama dengan RMS dan nilai-nilai rata-rata. Bentuk gelombang Sinusoidal memiliki nilai RMS dari 0,707 (kebalikan dari akar kuadrat dari 2)

dan faktor bentuk 1.11 (0.707/0.636). Segitiga-dan bentuk gelombang gigi gergaji berbentuk memiliki nilai RMS dari 0,577 (kebalikan dari akar kuadrat dari 3) dan faktor bentuk 1.15 (0.577/0.5). Ingatlah bahwa konstanta konversi yang ditampilkan di sini untuk puncak, RMS, dan rata-rata amplitudo gelombang sinus, gelombang persegi, dan gelombang segitiga terus berlaku hanya untuk bentuk murni dari waveshapes. RMS dan nilai rata-rata waveshapes terdistorsi tidak berhubungan dengan rasio yang sama: Gambar di bawah ini

Bentuk gelombang Sewenang-wenang tidak memiliki konversi sederhana. Ini adalah konsep yang sangat penting bagi memahami ketika menggunakan gerakan D'meter analog Arsonval untuk mengukur tegangan AC atau arus. Gerakan D'analog Arsonval, dikalibrasi untuk menunjukkan amplitudo gelombang sinus-RMS, hanya akan akurat ketika mengukur gelombang sinus murni. Jika bentuk gelombang dari tegangan atau arus yang diukur adalah sesuatu tetapi gelombang sinus murni, indikasi yang diberikan oleh meter tidak akan menjadi nilai RMS sebenarnya dari gelombang, karena tingkat defleksi jarum dalam gerakan meter Arsonval D'analog adalah proporsional dengan nilai rata-rata dari gelombang, bukan RMS. RMS meter kalibrasi diperoleh dengan "skewing" rentang dari meteran sehingga menampilkan beberapa kecil dari nilai rata-rata, yang akan sama dengan menjadi nilai RMS untuk suatu bentuk gelombang tertentu dan bentuk gelombang tertentu saja. Karena bentuk gelombang sinus yang paling umum dalam pengukuran listrik, itu adalah bentuk gelombang diasumsikan untuk kalibrasi meter analog, dan beberapa kecil yang digunakan dalam kalibrasi meter adalah 1,1107 (form factor: 0.707/0.636: rasio RMS dibagi dengan rata-rata untuk gelombang sinusoidal). Setiap bentuk gelombang lain dari gelombang sinus murni akan memiliki rasio yang berbeda RMS dan nilai rata-rata, dan dengan demikian meter dikalibrasi untuk tegangan gelombang sinus atau saat ini tidak akan menunjukkan RMS benar ketika membaca sebuah gelombang non-sinusoidal. Ingatlah bahwa pembatasan ini hanya berlaku untuk sederhana, meter AC analog tidak menggunakan "True-RMS" teknologi. Amplitudo rata-rata adalah matematika "berarti" dari semua gelombang's poin di atas periode satu siklus. Secara teknis, amplitudo rata-rata dari setiap gelombang dengan porsi yang sama-

area di atas dan di bawah garis "nol" pada grafik adalah nol. Namun, sebagai ukuran praktis amplitudo, rata-rata nilai suatu gelombang sering dihitung sebagai rata-rata matematika titik 'mutlak nilai semua (mengambil semua nilai negatif dan mempertimbangkan mereka sebagai positif). Untuk gelombang sinus, nilai rata-rata sehingga dihitung adalah sekitar 0,637 dari nilai puncaknya. "RMS" singkatan dari Root Mean Square, dan merupakan cara untuk mengekspresikan suatu kuantitas tegangan AC atau arus dalam hal fungsional setara dengan DC. Sebagai contoh, 10 volt AC RMS adalah jumlah tegangan yang akan menghasilkan jumlah yang sama disipasi panas di sebuah resistor nilai yang diberikan sebagai suatu sumber daya 10 volt DC. Juga dikenal sebagai "setara" atau nilai "setara DC" dari tegangan AC atau arus. Untuk gelombang sinus, nilai RMS adalah sekitar 0,707 dari nilai puncaknya. Faktor puncak bentuk gelombang AC adalah rasio dari puncaknya (puncak) terhadap nilai RMSnya. Faktor bentuk gelombang AC adalah rasio dari nilai RMS ke nilai rata-rata. Analog, gerakan meter elektromekanik merespon secara proporsional dengan nilai rata-rata dari tegangan AC atau arus. Ketika RMS indikasi diinginkan, kalibrasi meteran itu harus "miring" yang sesuai. Ini berarti bahwa keakuratan indikasi RMS sebuah meter elektromekanis adalah tergantung pada kemurnian bentuk gelombang: apakah itu adalah bentuk gelombang yang sama persis seperti bentuk gelombang yang digunakan dalam mengkalibrasi. Sirkuit AC perhitungan sederhana Selama beberapa bab berikutnya, Anda akan belajar bahwa pengukuran rangkaian AC dan perhitungan bisa menjadi sangat rumit karena sifat kompleks alternating current di sirkuit dengan induktansi dan kapasitansi. Namun, dengan sirkuit sederhana (gambar bawah ) yang melibatkan tidak lebih dari sumber listrik AC dan perlawanan, hukum yang sama dan aturan dari DC berlaku sederhana dan langsung.

Perhitungan rangkaian AC untuk sirkuit resistif adalah sama seperti untuk DC.

Seri resistensi masih menambahkan, resistensi paralel masih berkurang, dan Hukum Kirchhoff dan Ohm masih terus benar. Sebenarnya, seperti yang akan kita temukan nanti, aturan-aturan dan hukum selalu memegang benar, yang hanya bahwa kita harus menyatakan jumlah tegangan arus, dan oposisi, untuk saat ini di matematika bentuk yang lebih maju. Dengan rangkaian resistif murni, walaupun demikian, kompleksitas AC yang tidak ada konsekuensi praktis, dan sehingga kita dapat memperlakukan angka-angka seolah-olah kita berurusan dengan besaran DC sederhana. Karena semua hubungan matematika masih terus benar, kita dapat menggunakan metode akrab kita "tabel" sirkuit pengorganisasian nilai sama dengan DC:

Satu peringatan besar perlu diberikan di sini: semua pengukuran tegangan AC dan arus harus dinyatakan dalam istilah yang sama (puncak, puncak ke puncak, rata-rata, atau RMS). Jika sumber tegangan diberikan dalam volt AC puncak, maka semua arus dan tegangan dihitung kemudian dilemparkan dalam hal unit puncak. Jika sumber tegangan diberikan dalam volt AC RMS, maka semua arus dan tegangan dihitung dilemparkan dalam unit AC RMS juga. Hal ini berlaku untuk setiap perhitungan berdasarkan Hukum Ohm, hukum-hukum Kirchhoff, dll Kecuali dinyatakan lain, semua nilai tegangan dan arus pada sirkuit AC umumnya diasumsikan RMS daripada puncak, rata-rata, atau puncak-ke puncak. Di beberapa daerah di elektronik, pengukuran puncak diasumsikan, tetapi dalam sebagian besar aplikasi (elektronik khususnya industri) asumsi ini RMS. TINJAUAN: Semua aturan-aturan lama dan hukum dari DC (Tegangan Kirchhoff dan Lancar Hukum, Hukum Ohm) masih terus berlaku bagi AC. Namun, dengan sirkuit yang lebih kompleks, kita mungkin perlu untuk mewakili jumlah AC dalam bentuk yang lebih kompleks.

The "tabel" metode pengorganisasian nilai sirkuit masih merupakan alat analisis yang valid untuk sirkuit AC. AC fase Hal-hal mulai mendapatkan rumit ketika kita harus berhubungan tegangan AC dua atau lebih atau arus yang keluar dari langkah dengan satu sama lain. Dengan "keluar dari langkah," berarti saya bahwa kedua bentuk gelombang tidak disinkronkan: bahwa puncak dan titik nol tidak cocok sampai pada titik-titik yang sama pada waktunya. Grafik dalam gambar di bawah ini menggambarkan sebuah contoh ini.

Keluar dari fase gelombang Dua gelombang yang ditampilkan di atas (A versus B) adalah amplitudo yang sama dan frekuensi, tetapi mereka tidak akan bertahan satu sama lain. Dalam istilah teknis, ini disebut pergeseran fasa. Sebelumnya kita lihat bagaimana kita bisa plot "gelombang sinus" dengan menghitung fungsi sinus trigonometri untuk sudut mulai dari 0 hingga 360 derajat, lingkaran penuh. Titik awal dari gelombang sinus adalah nol amplitudo pada nol derajat, terus berkembang untuk amplitudo positif penuh pada 90 derajat, nol pada 180 derajat, penuh negatif pada 270 derajat, dan kembali ke titik awal nol pada 360 derajat. Kita dapat menggunakan skala sudut sepanjang sumbu horisontal plot gelombang kita untuk mengungkapkan seberapa jauh dari langkah satu gelombang adalah dengan lain: Gambar di bawah ini

Gelombang A B memimpin gelombang oleh 45o Pergeseran antara dua bentuk gelombang adalah sekitar 45 derajat, "A" gelombang yang di depan gelombang "B". Sebuah contoh pergeseran fase yang berbeda diberikan dalam grafik berikut untuk lebih baik menggambarkan konsep ini: Gambar di bawah ini

Contoh pergeseran fasa. Karena bentuk gelombang pada contoh di atas berada di frekuensi yang sama, mereka akan keluar dari langkah oleh jumlah sudut yang sama di setiap titik waktu. Untuk alasan ini, kita dapat mengekspresikan pergeseran fasa untuk dua atau lebih bentuk gelombang dari frekuensi yang sama sebagai kuantitas konstan untuk seluruh gelombang, dan bukan hanya merupakan ekspresi dari pergeseran antara dua titik tertentu di sepanjang ombak. Artinya, aman untuk mengatakan sesuatu seperti, "tegangan" A "adalah 45 derajat keluar dari fase dengan tegangan 'B'." Adalah bentuk gelombang apapun yang maju dalam evolusinya dikatakan terkemuka dan di belakang dikatakan tertinggal . Tahap pergeseran, seperti tegangan, selalu merupakan pengukuran relatif antara dua hal. Ada benar-benar ada hal seperti gelombang dengan fase pengukuran mutlak karena tidak ada referensi universal yang dikenal untuk fase. Biasanya dalam analisis rangkaian AC, gelombang tegangan dari power supply digunakan sebagai acuan untuk tahap, yang dinyatakan sebagai Setiap tegangan tegangan AC atau saat ini "xxx volt pada 0 derajat." Di sirkuit yang akan memiliki pergeseran fasa yang disajikan secara relatif dengan sumber tegangan. Inilah yang membuat perhitungan sirkuit AC lebih rumit daripada DC. Ketika menerapkan Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff, jumlah tegangan AC dan arus harus mencerminkan pergeseran fasa dan amplitudo. Matematika operasi penambahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian harus beroperasi atas jumlah pergeseran fasa dan amplitudo. Untungnya, ada sistem matematika dari jumlah yang disebut bilangan kompleks cocok untuk tugas ini mewakili amplitudo dan fase. Karena subjek bilangan kompleks sangat penting untuk memahami sirkuit AC, bab selanjutnya akan setia kepada subjek itu saja. TINJAUAN:

Tahap pergeseran adalah di mana dua atau lebih bentuk gelombang yang keluar dari langkah dengan satu sama lain. Jumlah pergeseran fasa antara dua gelombang dapat dinyatakan dalam bentuk derajat, seperti yang didefinisikan oleh unit derajat pada sumbu horisontal grafik gelombang yang digunakan dalam merencanakan fungsi trigonometri sinus. Sebuah gelombang terkemuka didefinisikan sebagai salah satu gelombang yang di depan lain dalam evolusinya. Sebuah gelombang lagging adalah salah satu yang berada di belakang lain. Contoh:

Perhitungan untuk analisis rangkaian AC harus mempertimbangkan baik pergeseran amplitudo dan fase bentuk gelombang tegangan dan arus harus benar-benar akurat. Hal ini memerlukan penggunaan sistem matematika yang disebut bilangan kompleks.

BATERAI DAN SISTEM DAYAElektron kegiatan dalam reaksi kimia Sejauh ini dalam diskusi kami pada listrik dan rangkaian listrik, kita tidak dibahas dalam setiap detail bagaimana fungsi baterai. Sebaliknya, kami hanya diasumsikan bahwa mereka menghasilkan tegangan konstan melalui semacam proses misterius. Di sini, kita akan mengeksplorasi proses tersebut untuk beberapa derajat dan mencakup beberapa pertimbangan praktis terlibat dengan baterai nyata dan penggunaannya dalam sistem kekuasaan. Dalam bab pertama buku ini, konsep atom dibahas, sebagai blok dasar pembangunan dari semua benda material. Atom, pada gilirannya, terdiri dari potongan kecil bahkan disebut partikel materi. Elektron, proton, dan neutron adalah jenis partikel dasar yang ditemukan di atom. Masingmasing jenis partikel memainkan peran yang berbeda dalam perilaku atom. Sementara aktivitas listrik melibatkan gerak elektron, identitas kimia atom (yang sangat menentukan bagaimana bahan konduktif tersebut akan) ditentukan oleh jumlah proton dalam inti (pusat).

Proton dalam inti atom adalah sangat sulit untuk mengeluarkan, sehingga identitas kimia dari atom apapun sangat stabil. Salah satu tujuan dari para ahli alkimia kuno (untuk mengubah timah menjadi emas) telah digagalkan oleh stabilitas sub-atom. Semua upaya untuk mengubah properti dari atom dengan cara panas, cahaya, atau gesekan yang bertemu dengan kegagalan. Elektron dari atom, bagaimanapun, adalah jauh lebih mudah copot. Seperti yang telah kita lihat, gesekan adalah salah satu cara di mana elektron dapat dipindahkan dari satu atom ke yang lain (kaca dan sutra, lilin dan wol), dan begitu juga panas (menghasilkan tegangan dengan memanaskan sambungan logam berbeda, seperti dalam kasus termokopel). Elektron dapat melakukan lebih dari sekedar bergerak di sekitar dan antara atom: mereka juga dapat berfungsi untuk menghubungkan atom yang berbeda bersama-sama. Ini menghubungkan atom dengan elektron disebut ikatan kimia. Kasar (dan sederhana) representasi seperti ikatan antara dua atom akan terlihat seperti ini:

Ada beberapa jenis ikatan kimia, salah satu yang ditampilkan di atas menjadi wakil dari ikatan kovalen, di mana elektron dibagi antara atom. Karena ikatan kimia didasarkan pada link yang dibentuk oleh elektron, obligasi ini hanya sekuat imobilitas elektron membentuk mereka. Artinya, ikatan kimia dapat dibuat atau patah oleh kekuatan yang sama yang memaksa elektron untuk bergerak: panas, cahaya, gesekan, dll

Bila atom bergabung dengan ikatan kimia, mereka membentuk bahan dengan sifat yang dikenal sebagai molekul. Gambar dual-atom ditunjukkan di atas adalah contoh dari molekul sederhana yang dibentuk oleh dua atom dari jenis yang sama. Kebanyakan molekul serikat dari berbagai jenis atom. Bahkan molekul yang dibentuk oleh atom dari jenis yang sama dapat memiliki sifat fisik yang sangat berbeda. Ambil elemen karbon, misalnya: dalam satu bentuk, grafit, atom karbon link bersama-sama untuk membentuk datar "piring" yang geser terhadap satu sama lain dengan sangat mudah, memberikan grafit pelumas alami propertinya. Dalam bentuk lain, berlian, atom karbon yang sama link bersama-sama dalam konfigurasi yang berbeda, kali ini dalam bentuk piramida saling terkait, membentuk bahan melebihi kekerasan. Dalam belum bentuk lain, Fullerene, puluhan atom karbon setiap bentuk molekul, yang terlihat seperti bola sepak bola. Fullerene molekul sangat rapuh dan ringan. Jelaga lapang dibentuk oleh pembakaran terlalu kaya gas asetilena (seperti dalam pengapian awal dari pengelasan oxy-asetilen / obor potong) mengandung banyak molekul Fullerene. Ketika alkemis berhasil mengubah sifat-sifat zat oleh panas, cahaya, gesekan, atau campuran dengan zat lainnya, mereka benar-benar mengamati perubahan jenis molekul yang dibentuk oleh atom pecah dan membentuk ikatan dengan atom lainKimia adalah mitra modern alkimia, dan kekhawatiran dirinya terutama dengan sifat ini ikatan kimia dan reaksi-reaksi yang terkait dengan mereka. Jenis ikatan kimia kepentingan tertentu untuk studi kami baterai adalah yang disebut ionik ikatan-begitu, dan ini berbeda dari ikatan kovalen dalam atom salah satu molekul yang memiliki kelebihan elektron, sedangkan atom yang lain tidak memiliki elektron, ikatan antara mereka menjadi akibat dari tarik elektrostatik antara dua tidak seperti tuduhan,. ionik Ketika obligasi terbentuk netral dari atom ada transfer elektron antara atom bermuatan positif dan negatif. Sebuah atom yang keuntungan kelebihan elektron dikatakan dikurangi; sebuah atom dengan kekurangan elektron dikatakan teroksidasi. mnemonic untuk membantu mengingat definisi adalah OIL RIG (teroksidasi kurang; berkurang diperoleh). Penting untuk dicatat bahwa molekul sering akan mengandung kedua ikatan ion dan kovalen. Natrium hidroksida (lye, NaOH) memiliki ikatan ion antara atom natrium (positif) dan ion hidroksil (negatif). Ion hidroksil memiliki ikatan kovalen (ditampilkan sebagai bar) antara atom hidrogen dan oksigen:

Na + OH - Na + O-H Sodium hanya kehilangan satu elektron, sehingga muatan adalah +1 dalam contoh di atas. Jika atom kehilangan lebih dari satu elektron, muatan yang dihasilkan dapat ditunjukkan sebagai +2, +3 +4, dll atau dengan angka romawi dalam tanda kurung yang menunjukkan keadaan oksidasi, seperti (I), (II), ( IV), dll Beberapa atom dapat memiliki beberapa bilangan oksidasi, dan kadangkadang penting untuk menyertakan biloks dalam rumus molekul untuk menghindari ambiguitas. Pembentukan ion dan ikatan ion dari atom atau molekul netral (atau sebaliknya) melibatkan transfer elektron. Bahwa transfer elektron dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan perangkat current.A listrik dibangun untuk melakukan hal ini disebut sel volta, atau sel untuk jangka pendek, biasanya terdiri dari dua elektroda logam dicelupkan dalam campuran bahan kimia (disebut elektrolit) yang dirancang untuk memfasilitasi seperti elektrokimia (oksidasi / reduksi) Reaksi:

Dalam "timbal-asam" sel umum (jenis yang biasa digunakan dalam mobil), elektrode negatif terbuat dari timbal (Pb) dan positif terbuat dari timbal (IV) dioksida (Pb02),

kedua zat metalik.

Penting untuk dicatat bahwa dioksida timbal metalik dan merupakan konduktor listrik, tidak seperti oksida logam lain yang biasanya isolator. (Catatan: Tabel di bawah ) Solusi elektrolit merupakan cairan asam sulfat (H2

SO

4

+ H

2

O). Jika elektroda sel tersambung ke sirkuit

eksternal, seperti bahwa elektron memiliki tempat mengalir dari satu ke yang lain, timbal (IV) atom dalam elektroda positif (PbO bermuatan positif (H) (PbO2) + 2)

akan mendapatkan dua elektron masing-masing untuk O). Ini aliran elektron ke dalam timbal dioksida

menghasilkan Pb (II ) O. Atom oksigen yang "tersisa" bergabung dengan ion hidrogen membentuk air (H2

elektroda, memberikan muatan listrik positif. Akibatnya, atom memimpin dalam+)

elektrode negatif menyerah dua elektron masing-masing untuk menghasilkan timbal Pb (II), yang menggabungkan dengan ion sulfat (SO 4 -2) dihasilkan dari disosiasi ion hidrogen (H dari asam

sulfat (H

2

SO

4)

untuk membentuk sulfat timbal (PbSO

4).

Aliran elektron dari elektrode

memimpin memberi muatan listrik negatif. Reaksi-reaksi ini ditunjukkan diagrammitically di bawah ini: [DOE]

Proses sel menyediakan energi listrik untuk memasok beban ini disebut pemakaian, karena menguras kimia internal cadangannya. Secara teoritis, setelah semua asam sulfat telah habis, hasilnya akan dua elektroda sulfat timbal (PbSO 4) dan larutan elektrolit air murni (H 2 O), tanpa meninggalkan kapasitas yang lebih untuk ikatan ionik tambahan. Dalam keadaan ini, sel dikatakan sepenuhnya habis. Dalam sel timbal-asam, status pengisian dapat ditentukan dengan analisis kekuatan asam. Hal ini mudah dilakukan dengan perangkat yang disebut hydrometer, yang mengukur berat jenis (densitas) dari elektrolit. Asam sulfat lebih padat daripada air, sehingga semakin besar memimpin sebuah sel, semakin besar konsentrasi asam, dan dengan demikian solusi elektrolit padat. Tidak ada reaksi kimia perwakilan tunggal dari semua sel volta, sehingga setiap pembahasan rinci kimia pasti memiliki aplikasi terbatas. Hal yang penting untuk dipahami adalah bahwa elektron termotivasi untuk dan / atau dari elektroda sel melalui reaksi ionik antara molekul molekul elektroda dan elektrolit. Reaksi diaktifkan bila ada jalur eksternal untuk arus listrik, dan berakhir pada saat jalan yang rusak. Menjadi bahwa motivasi untuk elektron untuk bergerak melalui sebuah sel kimia di alam, jumlah tegangan (gaya gerak listrik) yang dihasilkan oleh sel apapun akan lebih spesifik terhadap reaksi kimia tertentu untuk jenis sel. Sebagai contoh, sel timbal-asam yang baru saja dijelaskan mempunyai tegangan nominal 2,04 volt per sel, berdasarkan sel penuh "diisi" (konsentrasi asam

kuat) dalam kondisi fisik yang baik. Ada jenis lain dari sel-sel dengan berbagai keluaran tegangan tertentu. Sel Edison, misalnya, dengan elektroda positif terbuat dari oksida nikel, elektroda negatif yang terbuat dari besi, dan larutan elektrolit kalium hidroksida (a, kaustik tidak asam, substansi) menghasilkan tegangan nominal hanya 1,2 volt, karena spesifik perbedaan reaksi kimia dengan mereka elektroda dan zat elektrolit. Reaksi kimia dari beberapa jenis sel dapat dibalik dengan memaksa mundur arus listrik melalui sel (di elektroda negatif dan keluar dari elektrode positif). Proses ini disebut pengisian. Setiap sel (rechargeable) seperti disebut sel sekunder. Sebuah sel kimia yang tidak dapat dibalik oleh arus reverse disebut sel primer. Ketika sebuah sel timbal-asam dibebankan oleh sumber arus eksternal, reaksi kimia alami selama debit dibalik:

Konstruksi Baterai Kata baterai hanya berarti sekelompok komponen yang serupa. Dalam kosakata militer, sebuah "baterai" mengacu pada cluster senjata. Dalam listrik, sebuah "baterai" adalah satu set sel volta dirancang untuk memberikan tegangan yang lebih besar dan / atau saat ini daripada yang mungkin dengan satu sel saja. Simbol untuk sel sangat sederhana, terdiri dari satu baris panjang dan satu baris pendek, sejajar satu sama lain, dengan menghubungkan kabel:

Simbol untuk baterai tidak lebih dari beberapa simbol sel ditumpuk dalam seri:

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, tegangan yang dihasilkan oleh jenis tertentu dari sel ditentukan secara ketat oleh kimia jenis sel. Ukuran sel tidak relevan dengan tegangan nya. Untuk mendapatkan tegangan lebih besar dari output dari sebuah sel tunggal, beberapa sel harus dihubungkan secara seri. Demi kenyamanan, simbol baterai biasanya terbatas pada empat baris, bolak panjang / pendek, meskipun baterai nyata yang diwakilinya mungkin memiliki banyak sel lebih dari itu. Pada kesempatan, namun Anda mungkin akan menemukan simbol untuk baterai dengan tegangan luar biasa tinggi, sengaja digambar dengan garis ekstra. Garis, tentu saja, adalah wakil dari pelat sel individu:

Jika ukuran fisik dari sel tidak memiliki pengaruh pada tegangan, maka apa mempengaruhi? Jawabannya adalah perlawanan, yang pada gilirannya mempengaruhi jumlah maksimum arus yang sel dapat menyediakan. Setiap sel volta mengandung beberapa jumlah perlawanan internal karena elektroda dan elektrolit. Semakin besar sel dibangun, semakin besar area kontak elektroda dengan elektrolit, dan dengan demikian resistansi kurang internal itu akan memiliki. Walaupun kita umumnya menganggap sebuah sel atau baterai di sirkuit menjadi sumber tegangan sempurna (benar-benar konstan), arus melalui itu semata-mata didikte oleh ketahanan eksternal sirkuit yang terpasang, ini tidak sepenuhnya benar dalam kehidupan nyata . Karena

setiap sel atau baterai berisi beberapa resistansi internal, bahwa perlawanan harus mempengaruhi arus dalam rangkaian yang diberikan:

Baterai yang nyata yang ditampilkan di atas dalam garis putus-putus memiliki resistansi internal 0,2 , yang mempengaruhi kemampuan untuk memasok arus ke resistansi beban 1 . Baterai yang ideal di sebelah kiri tidak tahan internal, dan jadi Ohm Hukum perhitungan kami untuk arus (I = E / R) memberi kita nilai sempurna 10 amp untuk saat ini dengan beban 1 ohm dan 10 suplai volt. Baterai nyata, dengan built-in perlawanan lebih lanjut menghambat aliran elektron, hanya dapat memasok 8,333 amp dengan beban resistensi yang sama. Baterai yang ideal, di sirkuit pendek dengan 0 resistensi, akan mampu menyediakan jumlah tak terbatas saat ini. Baterai asli, di sisi lain, hanya dapat memasok 50 amp (10 volt / 0,2 ) ke sirkuit pendek 0 perlawanan, karena perlawanan internal. Reaksi kimia di dalam sel masih dapat memberikan tepat 10 volt, tapi tegangan dijatuhkan di bahwa resistansi internal sebagai aliran elektron melalui baterai, yang mengurangi jumlah yang tersedia tegangan pada terminal baterai ke beban. Karena kita hidup di dunia yang tidak sempurna, dengan baterai tidak sempurna, kita perlu memahami implikasi dari faktor-faktor seperti resistansi internal. Biasanya, baterai ditempatkan pada aplikasi mana resistensi internal mereka diabaikan dibandingkan dengan beban sirkuit (di mana hubungan arus pendek mereka saat ini jauh melebihi beban yang biasa mereka saat ini), dan kinerja yang sangat dekat dengan sebuah sumber tegangan ideal. Jika kita perlu membangun baterai dengan resistensi yang lebih rendah dari yang satu sel dapat memberikan (untuk kapasitas saat ini yang lebih besar), kita harus menghubungkan sel bersamasama secara paralel:

Pada dasarnya, apa yang telah kita lakukan di sini adalah menentukan setara Thevenin dari lima sel secara paralel (jaringan setara dengan satu sumber tegangan dan satu hambatan seri). Jaringan setara memiliki tegangan sumber yang sama tetapi sebagian kecil dari perlawanan dari setiap sel individu dalam jaringan yang asli. Pengaruh keseluruhan menghubungkan sel secara paralel adalah untuk menurunkan resistansi internal setara, seperti resistor secara paralel berkurang total perlawanan. Hambatan internal setara dengan ini baterai dari 5 sel adalah 1 / 5 bahwa setiap sel individu. Tegangan secara keseluruhan tetap sama: 2.0 volt. Jika ini baterai dari sel-sel powering sirkuit, arus melalui setiap sel akan menjadi 1 / 5 dari sirkuit arus total, karena split sama arus melalui cabang paralel sama-perlawanan. Baterai peringkat Karena baterai membuat aliran elektron dalam sebuah rangkaian oleh pertukaran elektron dalam reaksi kimia ionik, dan ada sejumlah molekul dalam baterai yang terisi tersedia untuk bereaksi, harus ada jumlah terbatas jumlah elektron yang baterai pun dapat memotivasi melalui rangkaian sebelum cadangan energi habis. Kapasitas baterai dapat diukur dari segi jumlah elektron, tetapi ini akan menjadi jumlah besar. Kita bisa menggunakan satuan coulomb (setara dengan 6,25 x 1018

elektron, atau 6.250.000.000.000.000.000 elektron) untuk membuat jumlah yang lebih praktis

untuk bekerja dengan, melainkan sebuah unit baru, amp-jam, dibuat untuk tujuan ini. Sejak 1 amp sebenarnya adalah laju alir 1 coulomb elektron per detik, dan ada 3600 detik dalam satu jam, kita dapat menyatakan suatu proporsi langsung antara coulomb dan-amp jam: 1 amp-jam = 3600 coulomb. Kenapa membuat sebuah unit baru ketika seorang tua yang akan dilakukan baikbaik saja? Untuk membuat hidup Anda sebagai mahasiswa dan teknisi lebih sulit Tentu! Sebuah baterai dengan kapasitas 1 jam amp harus dapat terus menerus menyediakan arus 1 amp untuk memuat selama tepat 1 jam, atau 2 amp untuk 1 / 2 jam, atau 1 / 3 amp selama 3 jam, dll, sebelum menjadi benar-benar habis. Dalam baterai yang ideal, hubungan antara waktu sekarang dan debit kontinyu stabil dan mutlak, tetapi baterai nyata tidak berperilaku persis seperti ini

rumus linear sederhana akan menunjukkan. Karena itu, ketika kapasitas amp jam diberikan untuk baterai, maka baik ditetapkan pada saat tertentu, waktu tertentu, atau dianggap dinilai untuk jangka waktu 8 jam (jika tidak ada faktor pembatas yang diberikan). Perkiraan amp-jam kapasitas dari beberapa baterai umum diberikan di sini:

Khas otomotif baterai: 70 amp-hours@3.5 A (sel sekunder) D-ukuran karbon-seng baterai: 4.5 amp-jam @ 100 mA (sel primer) 9 volt baterai karbon-seng: 400 milliamp-jam @ 8 mA (sel primer)

Sebagai pembuangan baterai, bukan hanya tidak mengurangi menyimpan energi internal, tetapi resistansi internal perusahaan juga meningkat (sebagai elektrolit menjadi kurang dan kurang konduktif), dan menurunkan sirkit terbuka sel tegangan nya (sebagai bahan kimia menjadi lebih dan lebih encer ). Perubahan yang paling menipu bahwa pameran pemakaian baterai meningkat perlawanan. Pemeriksaan terbaik untuk baterai kondisi adalah pengukuran tegangan di bawah beban, ketika baterai memasok arus besar melalui rangkaian. Jika tidak, cek voltmeter sederhana di terminal palsu mungkin menunjukkan baterai yang sehat (tegangan yang memadai) meskipun hambatan internal meningkat pesat. Apa yang merupakan "substansial saat ini" ditentukan oleh parameter desain baterai. voltmeter sebuah cek mengungkapkan tegangan terlalu rendah, tentu saja, positif akan menunjukkan baterai habis: Baterai yang terisi penuh:

Sekarang, jika debit baterai sedikit.

dan debit sedikit lebih jauh.

dan sedikit lebih lanjut sampai mati-nya.

Perhatikan bagaimana keadaan yang sebenarnya jauh lebih baik baterai terungkap ketika tegangan yang diperiksa di bawah beban sebagai lawan tanpa beban. Apakah ini berarti bahwa tidak ada gunanya untuk memeriksa baterai hanya dengan voltmeter (tanpa beban)? Yah, tidak. Jika cek voltmeter sederhana mengungkapkan hanya 7,5 volt untuk baterai 13,2 volt, maka Anda tahu tanpa keraguan bahwa mati nya. Namun, jika voltmeter adalah untuk menunjukkan 12,5 volt, mungkin akan dikenakan biaya penuh dekat atau agak terkuras - Anda tidak bisa mengatakan tanpa cek beban. Ingatlah juga bahwa perlawanan yang digunakan untuk menempatkan baterai di bawah beban harus sesuai dengan jumlah daya yang diharapkan akan hilang. Untuk memeriksa baterai besar seperti sebuah mobil (12 volt nominal) timbal-asam baterai, ini berarti sebuah resistor dengan rating daya beberapa ratus watt. Tujuan khusus baterai Kembali pada hari-hari awal teknologi pengukuran listrik, khusus jenis baterai yang dikenal sebagai standar sel merkuri yang populer digunakan sebagai standar kalibrasi tegangan. Output dari sel merkuri 1,0183-1,0194 volt DC (tergantung pada desain spesifik sel), dan sangat stabil sepanjang waktu. Drift diiklankan adalah sekitar 0,004 persen dari tegangan pengenal per tahun. Mercury kadang-kadang dikenal sebagai sel Weston atau sel kadmium.

Sayangnya, sel merkuri agak toleran dari setiap saluran saat ini dan bahkan tidak bisa diukur dengan voltmeter analog tanpa mengorbankan akurasi. Produsen biasanya disebut tidak lebih dari 0,1 mA arus melalui sel, dan bahkan tokoh yang dianggap sesaat, atau gelombang maksimum. Akibatnya, sel-sel standar hanya bisa diukur dengan perangkat (null-balance) potensiometri mana drain saat ini hampir nol. Hubungan arus pendek sebuah sel merkuri dilarang, dan sekali-pendek, sel tidak akan pernah bisa diandalkan lagi sebagai perangkat standar. Sel Mercury standar juga rentan terhadap perubahan kecil dalam tegangan jika fisik atau termal terganggu. Dua jenis sel standar merkuri dikembangkan untuk tujuan kalibrasi yang berbeda: jenuh dan tak jenuh. Sel jenuh standar yang disediakan stabilitas tegangan terbesar dari waktu ke waktu, dengan mengorbankan ketidakstabilan termal. Dengan kata lain, tegangan mereka melayang sangat sedikit dengan berlalunya waktu (hanya beberapa microvolts selama kurun waktu satu dekade!), Tetapi cenderung bervariasi dengan perubahan suhu (puluhan microvolts per derajat Celcius). Sel-sel ini berfungsi terbaik di lingkungan laboratorium suhu-terkontrol dimana stabilitas jangka panjang adalah yang terpenting. Sel tak jenuh disediakan stabilitas termal dengan mengorbankan stabilitas dari waktu ke waktu, tegangan sisanya hampir konstan dengan perubahan suhu namun terus menurun sekitar 100 V setiap tahun. Sel-sel ini berfungsi terbaik sebagai perangkat kalibrasi "bidang" dimana suhu lingkungan tidak tepat dikontrol. Tegangan nominal untuk sel jenuh adalah 1,0186 volt, dan 1,019 volt untuk sel tak jenuh. Modern semikonduktor tegangan (regulator zener dioda) referensi telah digantikan sel baterai standar sebagai standar tegangan laboratorium dan lapangan.

Perangkat menarik berhubungan erat dengan sel baterai primer adalah sel bahan bakar, yang disebut karena memanfaatkan reaksi kimia pembakaran untuk menghasilkan arus listrik. Proses oksidasi kimia (oksigen ionically ikatan dengan unsur-unsur lainnya) mampu menghasilkan aliran elektron antara dua elektroda seperti juga setiap kombinasi logam dan elektrolit. Sebuah sel bahan bakar dapat dianggap sebagai baterai dengan sumber energi eksternal yang disediakan kimia.

Sampai saat ini, sel-sel bahan bakar yang paling berhasil dibangun adalah mereka yang berjalan pada hidrogen dan oksigen, walaupun banyak penelitian telah dilakukan pada sel-sel menggunakan bahan bakar hidrokarbon. Sementara hidrogen "membakar", produk sampingan hanya sebuah sel bahan bakar itu limbah air dan sedikit panas. Ketika beroperasi pada karbon yang mengandung bahan bakar, karbon dioksida juga dirilis sebagai sebuah produk sampingan. Karena suhu operasi dari sel bahan bakar modern adalah jauh di bawah bahwa pembakaran normal, tidak ada oksida nitrogen (NO semua faktor lain sama. Efisiensi konversi energi dalam sel bahan bakar dari kimia untuk listrik jauh melampaui batas efisiensi Carnot teoritis dari setiap mesin pembakaran internal, yang merupakan prospek yang menarik untuk pembangkit tenaga listrik dan mobil hibrida. Tipe lain dari "baterai" adalah sel surya, produk sampingan dari revolusi semikonduktor dalam elektronik. Efek fotolistrik, dimana elektron copot dari atom di bawah pengaruh cahaya, telah dikenal di fisika selama beberapa dekade, namun hanya dengan kemajuan terbaru dalam teknologi semikonduktor yang perangkat ada yang mampu memanfaatkan efek ini untuk setiapx)

yang dibentuk, sehingga jauh lebih sedikit polusi,

tingkat praktis. Konversi efisiensi silikon untuk sel surya masih cukup rendah, namun manfaatnya sebagai sumber daya sangat banyak: tidak ada bagian yang bergerak, tidak ada suara, tidak ada produk limbah atau polusi (selain dari pembuatan sel surya, yang masih menjadi industri cukup "kotor" ), kehidupan dan tidak terbatas.

Khusus biaya teknologi sel surya (dolar AS per kilowatt) masih sangat tinggi, dengan sedikit kemungkinan penurunan yang signifikan pembatasan semacam uang muka revolusioner di teknologi. Tidak seperti komponen elektronik yang dibuat dari bahan semikonduktor, yang dapat dibuat lebih kecil dan lebih kecil dengan memo kurang sebagai akibat dari kontrol kualitas yang lebih baik, satu solar cell masih mengambil jumlah yang sama silikon ultra-murni untuk membuat seperti yang dilakukan tiga puluh tahun yang lalu. Kontrol kualitas Superior gagal untuk menghasilkan keuntungan produksi yang sama terlihat dalam pembuatan chip dan transistor (mana bintik terisolasi dari kotoran dapat merusak sirkuit mikroskopik banyak pada satu wafer silikon). Jumlah yang sama inklusi tidak murni tidak sedikit untuk dampak efisiensi keseluruhan sel surya 3-inch. Namun jenis lain tujuan khusus "baterai" adalah sel deteksi kimia. Secara sederhana, sel-sel ini bereaksi secara kimia dengan zat-zat tertentu di udara untuk membuat tegangan berbanding lurus dengan konsentrasi zat yang. Sebuah aplikasi yang umum untuk deteksi sel kimia dalam deteksi dan pengukuran konsentrasi oksigen. Banyak analisis oksigen portabel telah dirancang sekitar sel-sel kecil. Sel kimia harus dirancang agar sesuai dengan substansi tertentu (s) yang akan terdeteksi, dan sel-sel memang cenderung "aus," sebagai bahan elektroda mereka menguras atau menjadi terkontaminasi dengan penggunaan. Pertimbangan praktis

Ketika menghubungkan baterai bersama-sama untuk membentuk yang lebih besar "bank" lain sehingga tidak menimbulkan masalah (a baterai baterai?), Konstituen baterai harus dicocokkan dengan masing-masing. Pertama kita akan mempertimbangkan menghubungkan baterai ke dalam seri untuk tegangan yang lebih besar:

Kita tahu bahwa saat ini sama pada semua titik dalam rangkaian seri, jadi apa pun jumlah saat ini ada dalam salah satu dari baterai yang terhubung seri harus sama untuk semua yang lain juga. Untuk alasan ini, setiap baterai harus memiliki amp rating-jam yang sama, atau sebagian dari baterai akan menjadi lebih cepat habis dari yang lain, mengkompromikan kemampuan bank secara keseluruhan. Harap diperhatikan bahwa kapasitas amp total jam baterai seri ini bank tidak terpengaruh oleh jumlah baterai. Selanjutnya, kami akan mempertimbangkan menghubungkan baterai secara paralel untuk kapasitas arus lebih besar (resistansi internal yang lebih rendah), atau kapasitas amp-jam yang lebih besar:

Kita tahu bahwa tegangan adalah sama di semua cabang rangkaian paralel, jadi kita harus yakin bahwa baterai tegangan sama. Jika tidak, kita akan memiliki arus yang relatif besar yang beredar dari satu baterai melalui lain, baterai bertegangan tinggi menaklukkan baterai bertegangan rendah. Ini tidak baik. Pada tema yang sama, kita harus yakin bahwa setiap proteksi arus lebih (sekering atau pemutus sirkuit) dipasang sedemikian rupa menjadi efektif. Untuk bank battery kita seri, satu sekering akan cukup untuk melindungi kabel dari arus berlebih, karena setiap istirahat dalam rangkaian seri berhenti berjalan melalui semua bagian dari rangkaian:

Dengan bank baterai paralel, satu sekering yang memadai untuk melindungi kabel terhadap arus lebih beban (antara baterai paralel terhubung dan beban), tetapi kami memiliki kekhawatiran lain untuk melindungi juga. Baterai telah dikenal untuk internal sirkuit pendek, karena kegagalan pemisah elektroda, menyebabkan masalah yang tidak berbeda dengan yang mana baterai tegangan yang tidak sama dihubungkan secara paralel: baterai yang baik akan mengalahkan baterai (tegangan rendah) gagal, menyebabkan arus yang relatif besar dalam baterai 'menghubungkan kabel. Untuk menjaga terhadap kemungkinan ini, kita harus melindungi setiap baterai melawan arus lebih dengan sekering baterai individu, di samping beban sekering:

Ketika berhadapan dengan baterai sekunder-sel, perhatian khusus harus diberikan pada metode dan waktu pengisian. Berbagai jenis dan konstruksi pengisian baterai memiliki kebutuhan berbeda, dan rekomendasi dari produsen mungkin panduan terbaik untuk mengikuti ketika mendesain atau mempertahankan sistem. Dua keprihatinan berbeda pengisian daya baterai yang bersepeda dan pengisian yang berlebihan. Bersepeda mengacu pada proses pengisian baterai untuk kondisi "penuh" dan kemudian pemakaian ke keadaan yang lebih rendah. Semua baterai memiliki kehidupan (terbatas) siklus terbatas, dan "kedalaman" diijinkan siklus (seberapa jauh itu harus diberhentikan setiap saat) bervariasi dari desain untuk desain. Pengisian daya yang berlebihan adalah kondisi dimana saat ini terus dipaksa mundur melalui sel sekunder di luar titik di mana sel telah mencapai biaya penuh. Dengan timbal-asam sel khususnya, pengisian daya yang berlebihan menyebabkan elektrolisis air ("mendidih" air keluar dari baterai) dan kehidupan dipersingkat. Setiap baterai yang mengandung air di elektrolit tunduk pada produksi gas hidrogen karena elektrolisis. Hal ini terutama berlaku untuk sel timbal-asam membayar lebih, tapi tidak eksklusif untuk tipe itu. Hidrogen adalah gas yang sangat mudah terbakar (terutama dengan adanya

oksigen bebas yang diciptakan oleh proses elektrolisis yang sama), tidak berbau dan tidak berwarna. Baterai tersebut menimbulkan ancaman ledakan bahkan di bawah kondisi operasi normal, dan harus diperlakukan dengan hormat. Penulis telah menjadi saksi langsung ke sebuah ledakan baterai timbal-asam, dimana percikan diciptakan oleh penghapusan pengisi daya baterai (DC power supply kecil) dari baterai otomotif dinyalakan gas hidrogen dalam kasus baterai, meniup bagian atas dari baterai dan percikan asam sulfat mana-mana. Hal ini terjadi di toko otomotif sekolah tinggi, tidak kurang. Kalau bukan untuk semua siswa di dekatnya mengenakan kacamata keselamatan dan overall kancing kerah, cedera signifikan bisa saja terjadi. Saat menghubungkan dan memutuskan peralatan untuk pengisian baterai, selalu membuat sambungan terakhir (atau pemutusan pertama) di lokasi yang jauh dari baterai itu sendiri (seperti pada titik di salah satu kabel baterai, setidaknya kaki jauh dari baterai) , sehingga setiap resultan percikan memiliki kesempatan sedikit atau tidak membakar gas hidrogen. Dalam besar, bank dipasang permanen baterai, baterai dilengkapi dengan ventilasi topi atas setiap sel, dan gas hidrogen vented luar ruang baterai melalui kerudung langsung menutupi baterai. Gas hidrogen yang sangat ringan dan meningkat dengan cepat. Bahaya terbesar adalah ketika itu diperbolehkan menumpuk di suatu daerah, menunggu pengapian. Lebih modern timbal-asam desain baterai yang dimeteraikan, dibuat kembali menggabungkan elektrolisis hidrogen dan oksigen kembali ke air, di dalam kasus baterai itu sendiri. ventilasi yang memadai mungkin masih ide yang baik, hanya dalam kasus baterai adalah untuk mengembangkan kebocoran. [Jom]

SERI dan PARALEL SIRKUITSirkuit terdiri dari hanya satu baterai dan satu tahanan beban yang sangat sederhana untuk menganalisis, tetapi mereka tidak sering ditemukan dalam aplikasi praktis. Biasanya, kita menemukan sirkuit di mana lebih dari dua komponen yang terhubung bersama-sama. Ada dua cara dasar di mana untuk menghubungkan lebih dari dua komponen rangkaian: seri dan paralel. Pertama, contoh dari rangkaian seri:

Di sini, kami memiliki tiga resistor (berlabel R

1,

R

2,

dan R

3),

terhubung dalam rantai panjang

dari satu terminal baterai yang lain. (Perlu dicatat bahwa subskrip label - angka-angka sedikit ke kanan-bawah huruf "R" - tidak ada hubungannya dengan nilai-nilai resistor dalam ohm Mereka hanya berfungsi untuk mengidentifikasi satu resistor dari yang lain). Karakteristik mendefinisikan dari suatu rangkaian seri adalah bahwa hanya ada satu jalur untuk elektron mengalir. Dalam rangkaian ini aliran elektron dalam arah berlawanan arah jarum jam, dari titik 4 ke titik 3 ke titik 2 ke titik 1 dan kembali memutar ke 4. Sekarang, mari kita lihat jenis lain dari sirkuit, konfigurasi paralel:

Sekali lagi, kami memiliki tiga resistor, tapi kali ini mereka membentuk lebih dari satu jalur untuk elektron terus mengalir. Ada satu jalur 8-7 2 sampai 1 dan kembali ke 8 lagi. Ada satu lagi 8-7 ke 6 ke 3-2 ke 1 dan kembali ke 8 lagi. Dan kemudian ada jalur ketiga 8-7 ke 6 ke 5-4 hingga 3 untuk 2 sampai 1 dan kembali ke 8 lagi. Setiap jalur individu (melalui R cabang. Mendefinisikan karakteristik dari rangkaian paralel adalah bahwa semua komponen yang terhubung antara set yang sama poin elektrik umum. Melihat diagram skematik, kita melihat bahwa poin 1, 2, 3, dan 4 semua elektrik umum. Jadi, apakah poin 8, 7, 6, dan 5. Perhatikan bahwa semua resistor serta baterai yang dihubungkan antara kedua set poin. Dan, tentu saja, kompleksitas tidak berhenti pada seri sederhana dan paralel baik. Kita dapat memiliki sirkuit yang merupakan kombinasi seri dan paralel, juga:1,

R 2, dan R 3) disebut

Di sirkuit ini, kami memiliki dua loop untuk elektron mengalir melalui: satu 6-5 2 sampai 1 dan kembali ke 6 lagi, dan satu lagi 6-5 sampai dengan 4 untuk 3-2 ke 1 dan kembali ke 6 lagi. Perhatikan bagaimana kedua jalur saat ini melalui R 1 (dari titik 2 ke titik 1). Dalam konfigurasi ini, kita akan mengatakan bahwa R2

dan R

3

yang secara paralel dengan satu sama lain,

sementara R 1 adalah seri dengan kombinasi paralel R 2 dan R 3. Ini hanya preview hal yang akan datang. Jangan khawatir. Kami akan mempelajari semua konfigurasi sirkuit ini secara rinci, satu per satu. Ide dasar dari sebuah koneksi "seri" adalah bahwa komponen yang terhubung end-to-end sejalan untuk membentuk sebuah jalan tunggal untuk elektron untuk mengalir:

Ide dasar dari sebuah koneksi "paralel", di sisi lain, adalah bahwa semua komponen yang terhubung di seluruh memimpin masing-masing. Dalam sebuah rangkaian paralel murni, ada pernah lebih dari dua set poin elektrik umum, tidak peduli berapa banyak komponen yang terhubung. Ada banyak jalan untuk elektron mengalir, tetapi hanya satu tegangan di semua komponen:

Resistor seri dan paralel konfigurasi mempunyai sifat listrik yang sangat berbeda. Kita akan mengeksplorasi sifat setiap konfigurasi pada bagian yang akan datang. Seri sirkuit Mari kita mulai dengan sebuah rangkaian seri terdiri dari tiga resistor dan sebuah baterai tunggal:

Prinsip pertama untuk memahami tentang rangkaian seri adalah bahwa jumlah arus yang sama melalui komponen dalam sirkuit. Hal ini karena hanya ada satu jalan bagi elektron untuk mengalir dalam suatu rangkaian seri, dan karena elektron bebas mengalir melalui konduktor seperti kelereng dalam tabung, laju aliran (kecepatan marmer) pada setiap titik pada sirkuit (tabung) pada setiap spesifik titik waktu harus sama. Dari cara yang baterai 9 volt diatur, kita dapat mengatakan bahwa elektron dalam sirkuit ini akan mengalir dalam arah berlawanan arah jarum jam, dari titik 4 hingga 3 untuk 2 sampai 1 dan kembali ke 4. Namun, kami memiliki satu sumber tegangan dan tiga resistensi. Bagaimana kita gunakan hukum Ohm di sini. Sebuah peringatan penting untuk Hukum Ohm adalah bahwa semua kuantitas (tegangan, arus, hambatan, dan kekuasaan) harus berhubungan satu sama lain dalam hal dua titik yang sama dalam sebuah rangkaian. Misalnya, dengan baterai-tunggal, satu-resistor sirkuit, kita dapat dengan mudah menghitung kuantitas apapun karena mereka semua diterapkan pada dua titik yang sama di sirkuit:

Karena poin 1 dan 2 dihubungkan bersama-sama dengan kawat resistensi diabaikan, seperti juga poin 3 dan 4, kita dapat mengatakan bahwa titik 1 adalah elektrik umum ke titik 2 dan titik 3 adalah elektrik umum untuk point 4. Karena kita tahu bahwa kita memiliki 9 volt gaya gerak listrik antara titik 1 dan 4 (tepat di seberang baterai), dan karena titik 2 adalah umum untuk angka 1 dan angka 3 umum ke titik 4, kita juga harus memiliki 9 volt antara titik 2 dan 3 (tepat di seberang resistor). Oleh karena itu, kita dapat menerapkan Hukum Ohm (I = E / R) dengan arus melalui resistor, karena kita tahu tegangan (E) di resistor dan resistensi (R) dari resistor tersebut. Semua istilah (E, I, R) berlaku untuk dua titik yang sama di sirkuit, untuk itu resistor yang sama, jadi kita dapat menggunakan rumus Hukum Ohm dengan pemesanan tidak. Namun, di sirkuit yang mengandung lebih dari satu resistor, kita harus berhati-hati dalam bagaimana kita menerapkan Hukum Ohm. Di-resistor tiga rangkaian contoh di bawah ini, kita tahu bahwa kita telah 9 volt antara titik 1 4, dan yang jumlah daya elektro mencoba untuk mendorong elektron melalui kombinasi seri R1,

R

2,

dan R

3.

Namun, kita tidak bisa mengambil

nilai dari 9 volt dan dibagi oleh 3k, 10k atau 5k untuk mencoba untuk menemukan nilai sekarang, karena kita tidak tahu seberapa besar tegangan berada di seberang salah satu dari mereka resistor, individual.

Sosok 9 volt adalah kuantitas total untuk seluruh rangkaian, sedangkan tokoh 3k, 10k, dan 5k adalah jumlah individu untuk resistor individu. Jika kita adalah untuk menyambungkan angka untuk tegangan total ke dalam persamaan Hukum dan Ohm dengan angka ketahanan individu, hasilnya tidak akan berhubungan secara akurat untuk setiap kuantitas di sirkuit yang sebenarnya. Untuk R1,'s

hukum Ohm akan berhubungan jumlah tegangan R

1

dengan arus melalui R

1,

diberikan 's resistensi 1 R, 3k:

Tapi, karena kita tidak tahu tegangan R

1

(hanya total tegangan yang diberikan oleh baterai di1,

seri resistor kombinasi-tiga) dan kita tidak tahu arus melalui R

kita tidak bisa melakukan2

perhitungan dengan formula baik. Hal yang sama berlaku untuk R masing jumlah poin yang sama antara dua di sirkuit.

dan R

3:

kita dapat

menerapkan persamaan Ohm's Law jika dan hanya jika semua istilah yang mewakili masing-

Jadi apa yang bisa kita lakukan ? Kita tahu tegangan sumber (9 volt) diterapkan di kombinasi rangkaian R1,

R

2,

dan R

3,

dan kita mengetahui resistensi resistor masing-masing, tapi karena

jumlah mereka yang tidak berada dalam konteks yang sama, kita dapat 'Hukum Ohm t digunakan untuk menentukan rangkaian arus. Kalau saja kita tahu apa perlawanan total untuk rangkaian ini: maka kita bisa menghitung lancar dengan angka kami untuk tegangan total (I = E / R). Ini membawa kita pada prinsip kedua dari sirkuit seri: total perlawanan dari setiap rangkaian seri adalah sama dengan jumlah dari resistensi individu. Ini harus masuk akal intuitif: resistor lebih dalam seri bahwa elektron harus mengalir melalui, semakin sulit bagi mereka akan elektron mengalir. Dalam contoh permasalahan, kami memiliki resistor 3 k, 10 k, dan 5 k secara seri, memberi kita perlawanan total 18 k:

Singkatnya, suatu rangkaian seri didefinisikan sebagai memiliki hanya satu jalur untuk elektron mengalir. Dari definisi ini, tiga aturan sirkuit seri berikut: semua komponen berbagi arus yang sama, menambah resistensi yang sama perlawanan, total lebih besar, dan turun tegangan menambah sama tegangan, jumlah yang lebih besar. Semua aturan ini menemukan akar dalam definisi sebuah rangkaian seriJika Anda memahami definisi yang sepenuhnya, maka aturan tidak lebih dari catatan kaki untuk definisi.

Komponen dalam rangkaian saham seri yang sama saat ini: Saya Aku n

Total

= I 1 = I 2 =. . . . . I

n

Total dalam rangkaian seri adalah sama dengan jumlah dari resistensi individu: R Total = R1

+ R 2 +. . . . . R n R n

Jumlah tegangan pada rangkaian seri adalah sama dengan jumlah tegangan turun masingmasing: E Total = E 1 + E 2 +. . . . . E n E n

Paralel sirkuit Mari kita mulai dengan rangkaian paralel yang terdiri dari tiga resistor dan sebuah baterai tunggal:

Prinsip pertama untuk memahami tentang rangkaian paralel adalah bahwa tegangan adalah sama di semua komponen di sirkuit. Hal ini karena hanya ada dua set poin elektrik umum dalam rangkaian paralel, dan tegangan diukur antara set poin umum harus selalu sama pada suatu waktu tertentu. Oleh karena itu, di sirkuit di atas, tegangan melintasi R 1 adalah sama dengan tegangan R 2 yang sama dengan tegangan R 3 yang sama dengan tegangan baterai. Ini persamaan tegangan dapat diwakili dalam tabel lain untuk nilai-nilai kita mulai:

Sama seperti dalam kasus sirkuit seri, peringatan yang sama untuk Hukum Ohm berlaku: nilai untuk arus tegangan, dan hambatan harus dalam konteks yang sama dalam rangka untuk perhitungan untuk bekerja dengan benar. Namun, di sirkuit contoh di atas, kita segera dapat menerapkan Hukum Ohm untuk masing-masing resistor untuk menemukan saat ini karena kita tahu tegangan di setiap resistor (9 volt) dan hambatan resistor masing-masing:

Pada titik ini kita masih belum tahu apa hambatan saat ini atau total total untuk rangkaian paralel, jadi kami tidak dapat menerapkan Hukum Ohm untuk paling kanan itu ("Total") kolom. Namun, jika kita berpikir hati-hati tentang apa yang terjadi harus menjadi jelas bahwa total sekarang harus sama dengan jumlah dari semua resistor individu ("cabang") arus:

Karena keluar arus total negatif (-) terminal baterai pada titik 8 dan bergerak melalui sirkuit, beberapa aliran split off di titik 7 untuk naik melalui R1,

beberapa lebih split off di titik 6 untuk

naik melalui R 2 , dan sisanya naik melalui R 3. Seperti sungai kecil bercabang menjadi beberapa aliran, tingkat aliran gabungan dari semua sungai harus sama dengan laju aliran sungai secara keseluruhan. Hal yang sama ditemui di mana arus melalui R1,

R

2,

dan R

3

bergabung untuk

mengalir kembali ke terminal positif baterai (+) terhadap 1 poin: aliran elektron dari titik 2 ke titik 1 harus sama dengan jumlah yang dari (cabang) arus melalui R 1, R 2, dan R 3. Dalam rangkaian seri, dimana perlawanan total jumlah dari resistensi individu, jumlah itu pasti akan lebih besar dari salah satu dari resistor secara individual. Di sini, di sirkuit paralel, namun, sebaliknya adalah benar: kita mengatakan bahwa resistensi individu mengurangi daripada menambahkan untuk membuat total. Prinsip ini melengkapi tiga serangkai kita tentang "aturan" untuk sirkuit paralel, sama seperti seri sirkuit ditemukan memiliki tiga aturan untuk tegangan resistansi, arus, dan. Secara matematis, hubungan antara resistensi total dan resistensi individu dalam suatu rangkaian paralel terlihat seperti ini:

Bentuk dasar yang sama karya persamaan untuk sejumlah resistor yang dihubungkan bersamasama secara paralel, tambahkan saja sebanyak 1 / terms R pada penyebut dari fraksi yang diperlukan untuk mengakomodasi semua resistor paralel di sirkuit. Singkatnya, suatu rangkaian paralel didefinisikan sebagai salah satu di mana semua komponen yang terhubung antara set yang sama poin elektrik umum. Cara lain untuk mengatakan ini adalah bahwa semua komponen yang terhubung di terminal masing-masing. Dari definisi ini, tiga aturan sirkuit paralel berikut: semua komponen berbagi tegangan yang sama, mengurangi resistensi menyamai perlawanan, jumlah yang lebih kecil, dan arus cabang menambah sama yang lebih besar, lancar. Sama seperti dalam kasus sirkuit seri, semua peraturan menemukan akar dalam definisi dari rangkaian paralel. Jika Anda memahami definisi yang sepenuhnya, maka aturan tidak lebih dari catatan kaki untuk definisi.

Membangun sirkuit resistor sederhanaDalam proses belajar tentang listrik, Anda akan ingin untuk membangun sirkuit sendiri menggunakan resistor dan baterai. Beberapa opsi yang tersedia dalam hal perakitan sirkuit, beberapa lebih mudah daripada yang lain. Pada bagian ini, saya akan menjelajahi beberapa teknik fabrikasi yang tidak hanya akan membantu Anda membangun sirkuit ditunjukkan dalam bab ini, tetapi juga sirkuit lebih maju. Jika semua kita ingin membangun adalah tunggal sederhana-baterai, satu-resistor sirkuit, dengan mudah kita dapat menggunakan klip kabel jumper buaya seperti ini:

Kabel Jumper dengan klip gaya "buaya" musim semi di setiap akhir memberikan metode yang aman dan nyaman komponen elektrik bergabung bersama-sama. Jika kita ingin membangun sebuah rangkaian seri sederhana dengan satu baterai dan tiga resistor, sama "point-to-point" teknik konstruksi kabel jumper menggunakan dapat diterapkan:

Teknik ini, bagaimanapun, membuktikan tidak praktis untuk sirkuit jauh lebih kompleks dari ini, karena kecanggungan dari kabel jumper dan kerapuhan fisik koneksi mereka. Sebuah metode yang lebih umum konstruksi sementara untuk hobbyist adalah papan tempat memotong roti solderless, sebuah perangkat yang terbuat dari plastik dengan ratusan dimuat koneksi soketpegas bergabung dengan ujung dimasukkan komponen dan / atau 22-gauge potongan kawat padat. Sebuah foto dari sebuah papan tempat memotong roti yang nyata yang ditampilkan di sini, diikuti dengan sebuah ilustrasi menunjukkan rangkaian seri sederhana dibangun pada satu:

Di bawah setiap lubang di papan tempat memotong roti wajah adalah musim semi logam klip, dirancang untuk menangkap setiap kawat dimasukkan atau timbal komponen. Klip logam musim

semi ini bergabung di bawah wajah papan tempat memotong roti, membuat hubungan antara memimpin dimasukkan. Pola koneksi bergabung setiap lima lubang sepanjang kolom vertikal (seperti yang ditunjukkan dengan sumbu panjang dari papan tempat memotong roti terletak horizontal):

Jadi, ketika memimpin kawat atau komponen dimasukkan ke dalam lubang di papan tempat memotong roti, ada empat lubang lebih dalam kolom yang menyediakan titik koneksi potensi untuk kabel lain dan / atau arahan komponen. Hasilnya adalah sebuah platform yang sangat fleksibel untuk membangun sirkuit sementara. Sebagai contoh, rangkaian tiga-resistor hanya ditampilkan juga dapat dibangun pada papan tempat memotong roti seperti ini:

Sebuah rangkaian paralel juga mudah untuk membangun pada papan tempat memotong roti solderless:

Breadboards memiliki keterbatasan mereka, meskipun. Pertama dan terutama, mereka dimaksudkan untuk konstruksi sementara saja. Jika Anda mengambil papan tempat memotong

roti, putar terbalik, dan kocok, setiap komponen terhubung ke dalamnya yakin untuk melonggarkan, dan mungkin jatuh keluar dari lubang masing-masing. Juga, breadboards terbatas untuk cukup rendah saat ini (kurang dari 1 amp) sirkuit. Mereka klip pegas memiliki area kontak yang kecil, dan dengan demikian tidak dapat mendukung arus tinggi tanpa pemanasan yang berlebihan. Untuk permanen yang lebih besar, seseorang mungkin ingin memilih kawat solder ataupembungkus. Teknik ini melibatkan pengancing komponen dan kabel untuk beberapa struktur menyediakan lokasi mekanik yang aman (seperti papan fenolik atau fiberglass dengan lubang dibor di dalamnya, seperti sebuah papan tempat memotong roti tanpa koneksi semi-klip intrinsik), dan kemudian melampirkan kabel untuk diamankan komponen memimpin. Proses ini merupakan suatu bentuk las rendah suhu, menggunakan kaleng / timbal atau timah / paduan perak yang meleleh dan elektrik obligasi benda tembaga. Kawat berakhir disolder untuk mengarah komponen atau kecil, tembaga cincin "bantalan" terikat pada permukaan papan sirkuit berfungsi untuk menghubungkan komponen bersama-sama. Dalam pembungkus kawat, kawat kecil-gauge erat melilit komponen mengarah daripada disolder untuk memimpin atau alas tembaga, ketegangan kawat dibungkus menyediakan sambungan mekanik dan listrik suara untuk menghubungkan komponen bersama-sama. Contoh dari papan sirkuit tercetak, atau PCB,

Papan ini muncul tembaga sisi-up: sisi mana semua penyolderan dilakukan. Setiap lubang dikelilingi dengan lapisan kecil dari logam tembaga untuk ikatan solder. Semua lubang yang independen satu sama lain pada papan khusus, tidak seperti lubang pada sebuah papan tempat memotong roti solderless yang dihubungkan bersama dalam kelompok lima. Papan sirkuit cetak

dengan pola koneksi 5-lubang yang sama seperti breadboards dapat dibeli dan digunakan untuk konstruksi hobi sirkuit, meskipun. Produksi PCB memiliki jejak tembaga diletakkan di fenolik atau fiberglass substrat rekayasa bahan untuk membentuk koneksi jalur pre-yang berfungsi sebagai kabel dalam sebuah rangkaian. Salah satu contoh seperti papan yang ditampilkan di sini, unit ini sebenarnya merupakan "power supply" sirkuit dirancang untuk mengambil 120 volt alternating current (AC) daya dari stopkontak di dinding rumah tangga dan mengubahnya menjadi rendah tegangan arus searah (DC). Resistor akan muncul di forum ini, komponen kelima menghitung naik dari bawah, terletak di kawasan tengah-kanan papan tulis.

Sebuah pemandangan bawah ini dewan mengungkapkan tembaga "jejak" menghubungkan komponen bersama-sama, serta deposito berwarna perak-ikatan solder komponen mengarah kepada mereka jejak:

Sebuah solder atau kawat-dibungkus sirkuit dianggap tetap: yaitu, tidak mungkin menjadi berantakan sengaja. Namun, teknik-teknik konstruksi kadang-kadang dianggap terlalu permanen. Jika ada yang ingin mengganti komponen atau mengubah sirkuit dengan cara apapun substansial, mereka harus menginvestasikan jumlah yang wajar mengurai waktu koneksi. Juga, baik solder dan kawat-rata membutuhkan alat khusus yang mungkin tidak segera tersedia.

Sebuah teknik konstruksi alternatif yang digunakan di seluruh dunia industri adalah bahwa dari terminal strip. Terminal strip, sebagai alternatif disebut penghalang strip atau blok terminal, terdiri dari panjang nonconducting material dengan beberapa bar kecil dari logam tertanam dalam. Setiap batang logam setidaknya memiliki satu sekrup mesin atau pengikat lainnya berdasarkan yang memimpin kawat atau komponen mungkin diamankan. Multiple kabel diikat oleh satu sekrup yang dibuat elektrik umum untuk satu sama lain, seperti juga kabel diikat untuk beberapa sekrup pada bar yang sama. Foto berikut memperlihatkan salah satu gaya strip terminal, dengan beberapa kabel terpasang.

Terminal strip lain, yang lebih kecil akan ditampilkan dalam foto berikutnya. Jenis ini, kadangkadang disebut sebagai gaya "Eropa", telah tersembunyi sekrup untuk membantu mencegah disengaja korslet antara terminal dengan obeng atau benda logam lainnya:

Pada ilustrasi berikut, baterai-tunggal, tiga-resistor rangkaian ditampilkan dibangun pada strip terminal:

Jika terminal strip menggunakan sekrup mesin untuk memegang apa-apa komponen dan kawat berakhir, tetapi obeng diperlukan untuk mengamankan koneksi baru atau koneksi istirahat lama. Beberapa strip terminal penggunaan klip spring-loaded - mirip dengan papan tempat memotong roti's kecuali kekasaran meningkat - bergerak dan terlepas menggunakan obeng sebagai alat push (tidak memutar ter