Pertemuan-ke-2.-Sejarah-Elektro

5/20/2018 Pertemuan-ke-2.-Sejarah-Elektro

1/9

Sejarah ElektroTeknik elektro adalah bidang disiplin ilmu yang sangat luas dan memiliki tingkat perkembangan yang

paling cepat pada beberapa dekade ini jika dibandingkan dengan disiplin ilmu lainnya. Hal ini disebabkan

karena semakin tingginya jumlah permintaan pasar terhadap hasil-hasil pengembangan teknologi

elektro yang berdampak pada semakin ditingkatkannya berbagai penelitian-penelitian dibidang elektroserta didukung pula oleh pertumbuhan industri elektro dan kebutuhannya dalam beberapa dekade ini.

Hans Christian Orsted

Pengembangan ilmu pengetahuan tentang elektro dimulai sejak ditemukannya hubungan antara medan

magnet dengan energi listrik oleh Hans Christian Orsted pada 1820 bahwa kawat yang dialiri arus listrik

dapat menolak jarum magnet kompas. Namun, Orsted tidak menawarkan penjelasan yang memuaskanuntuk fenomena ini. Ia pun tidak mencoba menghadirkan fenomena tersebut dalam kerangka

matematis.

Sebulan setelah temuan Orsted ini menyebar di Paris, dua orang ilmuwan Prancis Jean Baptiste Biot dan

Felix Savart berhasil menentukan bentuk medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang stabil.

Percobaan tersebut kemudian dikenal dengan hukum Biot-Savart.


2/9

Jean Baptiste Biot

Felix Savart

Michael Faraday Bapak Penemu Listrik

Penemuan dibidang elektromagnetik tersebut kemudian berlanjut pada penelitian Michael Faraday yang

menemukan gaya gerak listrik (GGL) berdasarkan dari penelitiannya tentang efek perubahan medan

magnet di dalam kumparan yang menyebabkan munculnya beda potensial pada kedua ujung kumparan.

Michael Faraday menemukan efek induksi magnet ini pada tahun 1831. Meskipun penemuannya hampir

bersamaan dengan penemuan Joseph Henry, namun banyak dari para ilmuwan dan pelajar dibidang

elektro mengakui Michael Faraday sebagai Bapak Penemu Listrik.

Pada dasarnya, Michael Faraday telah menemukan teknik pembangkitan energi listrik dan motor listrik

pertama melalui hasil percobaanya tersebut. Pada percobaannya tersebut ia menggunakan sebatangmagnet yang digerakkan keluar masuk melalui kumparan sehingga menghasilkan beda potensial listrik di

ujung-ujung kumparannya. Hal yang menjadi dasar dikembangkannya pembangkitan energi listrik,

pembuatan motor listrik dan lain sebagainya yang hingga hari ini menjadi dasar perkembangan disiplin

ilmu dan teknologi ini. Penemuannya ini kemudian dikenal sebagai Hukum Induksi Faraday. Michael

Faraday juga dikenal sebagai penemu kapasitor. Satuan kapasitansi kapasitor diberi nama dengan

menggunakan namanya: Farad.


3/9

Wajah dunia hari ini tidak akan pernah seperti yang terlihat hari ini tanpa penemuan besar berbagai

perangkat yang memanfaatkan energi listrik. Thomas Alfa Edison adalah salah satu ilmuwan yang

banyak memanfaatkan energi listrik untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Berkat

penemuannya Bola Lampu Listrik pada tahun 1879 yang digunakan sebagai penerangan pertama kali di

Kota Newyork, sejak saat itulah wajah dunia berubah. Perkembangan dunia elektro semakin luas danhingga kini dibagi menjadi beberapa cabang ilmu.

Thomas Alfa Edison penemu dan pemilik 1093 paten peralatan elektronika

Penemu Batu Baterai, Alessandro Volta

Alessandro Volta . Volta adalah ahli fisika Italia, ahli kimia, pangeran, guru besar, pengarang, penemu

elemen batere atau tumpukan Volta (1800), penemu kondensator, eudimeter, pistol listrik, dan lampu


4/9

udara. Ia memperbaiki elektroforus (1777) dan elektroskop. Ia menemukan dan mengisolir gas metan

(1778). Ia lahir di Como, Lombardia Italia tanggal 18 Februari 1745 dan meninggal di Como juga tahun

1827 pada umur 82 tahun. Volta anak orang bangsawan. Saudara sekandungnya ada 9 orang.

Semuanya masuk biara, kecuali Volta. Waktu kecil Volta baru dapat bicara pada umur 4 tahun, hingga

keluarganya mengira Volta anak yang terbelakang. Tapi setelah besar ia dapat menandingi sebayanya.Umur 14 tahun dengan tegas ia mengatakan ingin menjadi ahli fisika. Ia manjadi guru fisika pada umur

29 tahun di SMA Como. Ia menemukan elektrofikus; yitu alat untuk menghasilkan muatan listrik dengan

jalan induksi.

Alat ini terdiri atas dua plat logam; plat pertama dan plat kedua. Plat pertama tertutup oleh ebonit, plat

kedua diberi tegangan yang berisolasi. Plat pertama digosok dan dimuati listrik negatif. Jika plat kedua

ditaruh di atasnya, muatan listrik positif tertarik ke permukaan bagian bawah. Muatan negatif terusir ke

atas. Muatan negatif lalu ditarik ke tanah. Proses ini diulang berkali-kali sampai ada muatan yang kuat

pada plat kedua. Mesin pengumpul muatan ini jadi dasar kondensator atau kapasitor sampai sekarang.

Volta jadi terkenal dan ia diangkat jadi guru besar di Universitas Pavia. Di sini ia membuat alat yangberhubungan dengan listrik statik. Akibatnya ia diangkat jadi angota Royal Society dan mendapat hadiah

Medali Copley. Tahun 1786 Luigi Galvani, ahli fisiologi dan teman Volta, menemukan bahwa kaki katak

yang dikait dengan kait tembaga, bila menyentuh besi, (kaki itu) berdenyut. Galvani menyimpulkan

bahwa daging katak me-ngandung listrik. Delapan tahun kemudian (1794) Volta tahu, bahwa listrik itu

berasal dari logam dan bukan dari daging katak. Timbullah perdebatan ilmiah antara pengikut Volta dan

Galvani selama 6 tahun. Namun tahun 1800 Volta ber-hasil menemukan batere. Maka gugurlah teori

Galva

Sejarah Perkembangan Baterai

1748Istilah baterai mulai dikenal setelah Benjamin Franklin mendefinisikannya sebagai susunan pelat

kaca yang diberi arus.


5/9

17801786Teori bahwa aliran listrik terdapat di sel-sel hewan dikemukakan oleh Luigi Galvani, yang

menyediakan landasan bagi ilmuwan lain untuk penelitian lebih lanjut.

1800Alessandro Volta menemukan tumpukan volta, yang merupakan baterai pertama yang

menghasilkan arus listrik konsisten.

1836Sel Daniel diciptakan oleh John Daniel, yang terdiri dari seng dan elektrolit tembaga dan

dianggap jauh lebih aman daripada baterai yang ditemukan oleh Volta.

1839Sel bahan bakar pertama diciptakan oleh William Grove, yang menghasilkan arus listrik dengan

menyatukan oksigen dan hidrogen.

18391842Berbagai ilmuwan dan penemu banyak melakukan penyempurnaan terhadap baterai

dengan menggunakan elektroda cair untuk menghasilkan listrik.

1859Baterai timbal-asam (aki) yang bisa diisi ulang diciptakan oleh penemu Perancis, Gaston Plante.

Mobil dan kendaraan bermotor lain masih menggunanakan aki hingga kini.

1866Baterai karbon-seng dipatenkan oleh seorang Prancis bernama Georges Leclanche.

1881Baterai pertama yang memiliki elektroda negatif dan pot berpori dalam wadah seng ditemukan

dan dipatenkan oleh JA Thiebaut.

1881Baterai sel kering pertama ditemukan oleh Carl Gassener. Penemuan ini juga menuai sukses

secara komersial.

1899Baterai nikel-kadmium, yang juga dapat diisi ulang, ditemukan oleh Waldmar Jungner.

1901Baterai alkaline ditemukan oleh Thomas Edison.

1949Baterai alkaline kecil diciptakan oleh Lew Urry.

1954Baterai surya pertama diciptakan oleh Calvin Fuller, Daryl Chapin, dan Gerald Pearson.[]

Motor Listrik


6/9

Motor listrik adalah sebuah mesin yang menggunakan energi listrik untuk menghasilkan energi mekanik,

melalui interaksi antara medan magnetik dengan konduktor-konduktor pembawa arus. Proses

sebaliknya, generator atau dynamo mengkonversi energy mekanik menjadi energy listrik. Motor traksi

yang digunakan pada kendaraan-kendaraan dapat berfungsi sebagai motor ataupun sebagai generator.

Motor listrik dapat dijalankan sebagai generator dan sebaliknya, akan tetapi hal ini jarang dilakukan

dalam praktek. Motor listrik ada dimana mana, dapat ditemukan dalam berbagai fungsi di industry

ataupun di rumah tangga seperti kipas angin, blower dan pompa, mesin perkakas, alat-alat rumah

tangga, dan disc drive. Motor listrik tersebut dapat digerakkan oleh energi listrik arus searah (sebagai

contoh motor yang menggunakan tenaga baterai), atau oleh arus bolak-balik dari pusat jaringandistribusi tenaga listrik. Motor yang paling kecil dapat ditemukan di dalam sebuah arloji. Motor listrik

ukuran sedang lebih banyak ditermukan dalam sebuah industry dengan dimensi dan karakteristik yang

memiliki stardardisasi yang lebih tinggi, motor-motor tersebut disesuaikan dengan fungsi dan intensitas

penggunaannya oleh industry yang bersangkutan. Motor listrik paling besar digunakan untuk

menggerakkan kapal-kapal besar (kapal laut) sebagai sarana transportasi laut, dan dengan tujuan sama

juga motor listrik terdapat pada sebuah kompresor yang fungsinya untuk menghisap dan menekan

cairan, dengan rating daya yang sampai jutaan watt.

Prinsip dasar untuk menghasilkan gaya mekanik akibat adanya interaksi antara arus listrik dengan

medan magnetik telah diketahui pada awal tahun 1821. Sepanjang abad ke-19, para peneliti mulai

membuat motor listrik yang memiliki efisiensi yang lebih baik, akan tetapi eksploitasi komersial secara

besar-besaran dari motor listrik memerlukan pembangkit-pembangkit listrik dan jaringan distribusi

listrik.


7/9

The Principle

Konversi energi listrik ke dalam energi mekanik berdasarkan prinsip kerja medan elektromagnetik yang

pertama kali diperkenalkan oleh seorang ilmuan asal Inggris, Michael Faraday, pada tahun 1821.

Eksperimen yang dilakukan Faraday yaitu sepotong kawat menggantung (free-hanging wire) dicelupkan

kedalam sebuah wadah mercury dimana pada wadah mercury tersebut diletakkan pula sebuah magnet

permanen. Ketika kawat dialiri arus listrik, kawat tersebut berputar di sekitar magnet, hal ini

menunjukkan bahwa arus listrik menimbulkan medan magnet putar di sekitar kawat. Motor Faraday ini

sering didemonstrasikan di sekolah-sekolah kelas fisika, hanya saja air garam digunakan sebagai

pengganti mercury (air raksa) yang beracun. Eksperimen Faraday ini merupakan wujud motor yang

paling sederhana dan dikenal dengan nama motor homopolar yakni motor yang mempunyai kutub yang

sama. Penelitian lebih lanjut dilakukan oleh Barlow yang merupakan perbaikan dari eksperimen yang

dilakukan oleh Faraday dan dikenal dengan Barlows Wheel. Sama halnya dengan yang dilakukan oleh

Faraday, eksperiemen Barlow hanya sebatas demonstrasi saja, tidak sesuai dengan aplikasi praktis di

lapangan dikarenakan konstruksinya masih kuno atau primitif.


8/9

Pada tahun 1827, seorang ilmuan kebangsaan Hungaria, nyos Jedlik, mulai melakukan eksperimen

rotasi elektromagnetik pada peralatan yang ia sebut lightning-magnet self-rotor. Hasil eksperimen ini ia

gunakan untuk tujuan instruktif di Universitas-universitas, dan pada tahun 1928 untuk pertama kalinya

di perkenalkan tiga komponen utama motor arus searah praktis yaitu stator, rotor dan komutator.

Stator merupakan bagian yang diam sedangkan rotor merupakan bagian yang berputar, keduanya bahan

yang bersifat elektromagnetik. Masalahpun muncul, masalah elektromagnetik belum juga terpecahkandengan baik karena motor Jedlik ini masih menggunakan medan magnet permanen pada stator dan

rotor, dan lagi-lagi, motor Jedlik ini tidak mendapat ruang dalam aplikasi praktis.

The First Electric Motor

Komutator pertama untuk motor arus searah yang dapat diterapkan pada motor ditemukan oleh

seorang ilmuwan asal Inggris, William Sturgeon pada tahun 1832. Kerja keras Sturgeon membuahkanhasil, komutator untuk motor arus searah ini dibuat dengan tujuan komersial. Dua orang Amerika yaitu

Emily dan Thomas Davenport memproduksi temuan Sturgeon dan mendapatkan hak paten pada tahun

1837. Motor ini dapat berputar dengan kecepatan 600 rotasi per menit. Karena mahalnya elektroda Zinc

yang diperlukan untuk tenaga listrik pada baterai, motor-motor inipun secara komersial gagal dan

Davenports mengalami kebangkrutan. Beberapa peneliti lainnya mengikuti jejak Sturgeon

mengembangkan motor-motor DC tetapi semuanya menemukan masalah yang sama yaitu tinggi biaya

untuk pembuatan baterai sebagai suplai utama motor. Karena jaringan distribusi listrik pada saat itu

belum ada, motor Sturgeon tidak mendapat tempat di pasar komersial.

Tahun 1855 Jedlik membuat alat dengan prinsip-prinsip yang serupa yaitu electromagnetic self-rotors

dan penemuan ini ternyata sangat bermanfaat. Ia membuat model motor yang berfungsi sebagai sarana

angkutan, seperti mendorong dan memindah benda yang lebih berat. Tidak ada bukti atau keterangan

yang lebih jelas bahwa eksperimen Jedlik ini dipublikasikan secara lebih luas dalam dunia ilmiah pada

waktu itu, ataupun bahwa eksperimen Jedlik mempengaruhi perkembangan motor-motor listrik untuk

dekade berikutnya.

Motor DC modern ditemukan secara kebetulan pada tahun 1873, ketika Znobe Grammemenghubungkan dinamo yang telah ia temukan dengan dynamo lainnya kemudian menjalankannya

sebagai motor. Mesin Gramme adalah motor listrik yang pertama yang sukses dalam industry.

Pada tahun 1886, Frank Julian Sprague pertama kali menemukan motor DC praktis, dengan kecepatan

yang konstan tanpa menimbulkan percikan listrik meskipun motor diberikan beban yang variabel.


9/9

Penemuan-penemuan Sprague yang lain tentang listrik sangat bermanfaat terhadap perbaikan jaringan

distribusi listrik kita sekarang ini (yang lebih dahulu dilakukan oleh Edison), yang memungkinkan daya

dari motor listrik dapat dikembalikan ke dalam jaringan listrik, tersedianya distribusi listrik yang bisa

dipindah-pindahkan bak sebuah trolley serta sistem kontrol yang mulai memadai untuk

pengoperasiannya. Selanjutnya Sprague menemukan pembangkit listrik dengan sistem trolley yang

pertama pada rentang tahun 1887-1888 di Richmond VA, elevator listrik dan sistem kendali tahun 1892,dan kereta listrik bawah tanah yang pertama kali dibangun pada tahun 1892 di Chicago oleh South Side

Elevated Railway dimana sangat popular dengan sebutan "L". Motor Sprague dan penemuannya

membuat semacam gebrakan dasyat di bidang industry dalam hal penggunaan motor listrik, dan dalam

waktu yang hampir bersamaan peneliti-peneliti lain juga sedangkan mengembangkan hal yang sama

dimana akan menjadi pesaingnya, dengan demikian penggunaan motor listrik akan menjamah wilayah

yang lebih luas lagi.

Nikola Tesla pada 1888 menemukan motor AC yang pertama yang dapat dipraktekkan dengan sistemtransmisi daya multi fasa. Selama bertahun-tahun Tesla terus mengembangkan motor AC di bawah

perusahaan Westinghouse.

Perkembangan motor listrik dengan efisiensi yang diharapkan sempat tertunda selama beberapa dekade

oleh karena kegagalan untuk mengenali betapa pentingnya celah udara yang relatif kecil antara rotor

dan stator. Awalnya motor-motor mempunyai celah udara sangat besar yang menghasilkan relukstansi

yang sangat tinggi dari sebuah rangkaian magnetik. Motor-motor listrik seperti ini menghasilkan torka

(momen puntir) yang sangat rendah dan sangat tidak efisien tentunya. Penyebab ketidakpahaman ini

sepertinya disebabkan karena pada awal desain motor tersebut terlalu banyak focus pada interaksimedan elektromagnetik.

Penerapan motor listrik telah merevolusi industri. Proses-proses dalam industri tidak lagi dibatasi oleh

transmisi daya menggunakan batang, belt, udara mampat atau tekanan hidraulik. Malahan setiap mesin

dilengkapi dengan motor listriknya sendiri, menyediakan sistem kendali yang mudah digunakan, dan

efisiensi transmisi daya yang lebih baik. Motor listrik juga banyak digunakan dalam bidang pertanian

menggantikan tenaga manusia dan tenaga binatang untuk berbagai macam pekerjaan seperti

menggiling padi atau memompa air. Untuk penggunaan rumah tangga, motor listrik mengurangi buruh

kasar di dalam rumah-rumah dan membuat standar hidup yang lebih tinggi, nyaman dan aman

tentunya. Dewasa ini, motor listrik mengkonsumsi lebih dari separuh dari total energi listrik yang

dihasilkan.

IMROEE | Sedikit Sejarah Tentang Motor-Motor Listrik

Pertemuan-ke-2.-Sejarah-Elektro

Documents

Transcript of Pertemuan-ke-2.-Sejarah-Elektro