BAB II DASAR TEORI

18
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 5 BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Umum Listrik merupakan suatu energi yang dibangkitkan oleh pembangkit listrik (alternator, generator, dinamo yang diputar). Energi listrik sangatlah fleksibel, yaitu dapat diubah menjadi energi yang lain seperti energi gerak (mekanik), energi panas, energi cahaya dan juga dapat ditampung pada accumulator (penampung) dalam energi kimia. Sesuai dengan hukum Kekekalan Energi oleh Joule, bahwa tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk yang 2.1.1. Arah arus listrik Arus listrik yaitu aliran listrik yang mengalir melalui penghantar atau konduktor pada suatu rangkaian tertutup. Arah arus listrik mengalir dari kutub positif (terminal plus) melalui penghantar ke kutub negatif, pada suatu rangkaian tertutup. Arah arus listrik bertentangan dengan arus elektron yaitu dari kutub negatif melalui penghantar ke kutub positif, pada suatu rangkaian tertutup. Pertentangan antara arus listrik dan arus elektron tidak perlu menimbulkan kesalah pahaman mengingat bahwa bila arus listrik mengalir dalam suatu arah maka bersamaan dengan itu arus elektron mengalir berlawanan arah. 2.1.2. Hukum Ohm Hubungan antara tegangan, arus dan hambatan sesuai dengan Hukum Ohm yaitu ertutup berbanding lurus dengan tegangan dan I = (2.1) Keterangan I = Kuat Arus Listrik (Ampere) V = Tegangan (Volt) R = Hambatan (Ohm)

Transcript of BAB II DASAR TEORI

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user 5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Umum

Listrik merupakan suatu energi yang dibangkitkan oleh pembangkit listrik

(alternator, generator, dinamo yang diputar). Energi listrik sangatlah fleksibel,

yaitu dapat diubah menjadi energi yang lain seperti energi gerak (mekanik), energi

panas, energi cahaya dan juga dapat ditampung pada accumulator (penampung)

dalam energi kimia. Sesuai dengan hukum Kekekalan Energi oleh Joule, bahwa

tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, energi hanya dapat diubah

bentuk yang

2.1.1. Arah arus listrik

Arus listrik yaitu aliran listrik yang mengalir melalui penghantar atau

konduktor pada suatu rangkaian tertutup. Arah arus listrik mengalir dari kutub

positif (terminal plus) melalui penghantar ke kutub negatif, pada suatu

rangkaian tertutup. Arah arus listrik bertentangan dengan arus elektron yaitu

dari kutub negatif melalui penghantar ke kutub positif, pada suatu rangkaian

tertutup. Pertentangan antara arus listrik dan arus elektron tidak perlu

menimbulkan kesalah pahaman mengingat bahwa bila arus listrik mengalir

dalam suatu arah maka bersamaan dengan itu arus elektron mengalir

berlawanan arah.

2.1.2. Hukum Ohm

Hubungan antara tegangan, arus dan hambatan sesuai dengan Hukum Ohm

yaitu ertutup berbanding lurus dengan

tegangan dan

I = (2.1)

Keterangan

I = Kuat Arus Listrik (Ampere)

V = Tegangan (Volt)

R = Hambatan (Ohm)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

2.1.3. Arus Searah dan Arus Bolak-balik

a. Arus Searah/direct current (DC)

Arus searah (DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi

potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber

arus listrik searah biasanya adalah baterai. Arus searah biasanya mengalir pada

sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada

semikonduktor, isolator, dan ruang hampa udara.

Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung

positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang

lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif

(elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini

menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang "tampak

mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

b. Arus Listrik Bolak-balik/alternating current (AC)

Arus bolak-balik (AC) adalah arus listrik dimana besarnya dan arahnya

arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah dimana arah

arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari

listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk gelombang Sinusoida, karena ini

yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam

aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat

digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk

gelombang segi empat (square wave).

2.2. Mekanisme Kerja Sepeda Listrik Roda Tiga (Eectric Trike)

Mekanisme kerja dari sepeda listrik adalah sangat sederhana. Sepeda listrik

ini memanfaatkan sumber tenaga yang berupa baterai yang digunakan untuk

menggerakkan motor yang digunakan untuk menjalankan sepeda. Di dalam

kerjanya, sepeda listrik dilengkapi oleh sebuah controller yang Salah satu

fungsinya adalah mengatur seluruh sistem kelistrikan pada sepeda listrik. Berikut

akan dijelaskan beberapa bagian utama dari sepeda listrik.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

a. Rangka

Frame atau rangka pada Electric Trike seperti juga rangka pada manusia atau

hewan, salah satu fungsinya adalah sebagai tempat menempelnya komponen

komponen Electric Trike. Umumnya baterai berada di dalam rangka ini. Rangka

ini juga berfungsi melindungi komponen komponen sensitif sepeda motor saat

terjadi benturan seperti terlihat pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2

Gambar 2.1 Rangka depan

b. Kit

Kit adalah sebuah motor DC yang merupakan penggerak utama dari sepeda

listrik. perangkat elektromagnetik ini berfungsi mengubah energi listrik menjadi

energi mekanik. Energi mekanik ini berupa putaran. Motor DC memerlukan

suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi

mekanik.

Gambar 2.2 Motor DC

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

c. Controller

Contoller digunakan untuk mengatur kecepatan motor (Gambar 2.3). Besarnya

energi listrik yang disuplai ke dalam motor diatur oleh controller ini. Selain itu

controller juga memberikan informasi kepada pengendara terhadap jumlah energi

listrik yang masih tersedia di dalam baterai.

Gambar 2.3 Controller

Gambar 2.4 Sirkuit Controller

d. Baterai

Baterai atau aki, atau bisa juga accu adalah sebuah sel listrik dimana di

dalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat berbalikan)

dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia

reversible, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik

menjadi tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-

elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah

(polaritas) yang berlawanan di dalam sel.

Baterai ini menjadi sumber daya untuk menggerakkan motor. Volt disesuaikan

dengan spesifikasi motor. Untuk Ampere, makin besar nilainya maka makin jauh

daya jangkaunya. Baterai biasa disimpan dengan menggunakan dudukan di bagian

belakangan, di frame tengah atau paling praktis di depan stang. Tapi jika baterai

cukup berat biasa dipasang di belakang demi kestabilan & keseimbangan.

Umumnya kit disertai baterai 10Ah yang mana memberi daya jangkau antara 10

sampai 60 km per satu kali pengisian.

Gambar 2.5 Baterai

e. Throttle

Throttle adalah alat yang digunakan untuk mengatur kecepatan Electrike

Trike. Alat untuk pengatur kecepatan ini ada 2 macam, yaitu PAS (Pedal Assist

System) dan PAD (Power on Demand). Pedal Assist System (PAS) atau throttle

control yang mengatur gas dari stang sepeda yang mengaktifkan motor lewat kaki.

Tetapi umumnya orang memilih kendali lewat throttle control. Juga terdapat

sebuah indikator baterai yang dapat dipasang di stang. Pada PAD (power on

demand), yaitu seperti mengendarai motor, dengan membuka tuas gas di grip

setang, akan meluncur sesuai kecepatan yang dikehendaki menggunakan tenaga

listrik.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

Gambar 2.6 Throttle

2.3. Motor Listrik

Motor listrik adalah perangkat elektronik yang berfungsi mengubah energi

listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk memutar

perangkat lain semisal Blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan dll.

Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, borlistrik, fan angin) dan di

industri.

2.3.1. Mekanisme Kerja Motor Listrik

Mekanisme kerja untuk motor ( Gambar 2.7 ) seluruh jenis motor secara umum

hampir sama

Gambar 2.7 Mekanisme Kerja Motor

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

a. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

b. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah

lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan

magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

c. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/torque untuk memutar kumparan.

d. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan

tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh

susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan/loop,

2.3.2. Jenis Jenis Motor Listrik

Jenis jenis motor listrik seperti gambar 2.8 dibawah ini :

Gambar 2.8 Jenis-Jenis Motor Listrik

listrik(http://dwiro.wordpress.com/2009/08/23/jenis-motor-listrik/, diakses

24/5/2015 3:22 PM)

2.3.3. Motor Arus Searah

Motor DC adalah Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan

arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan

pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau

percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Gambar 2.8

memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

a. Kutub medan

Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan

menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub

medan yang stationer dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang

diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan

kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi

bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih

besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai

penyedia struktur medan.

b. Dinamo

Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi

elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as

penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil,

dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub,

sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi,

arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

c. Commutator

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC seperti gambar 2.9.

Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo.

Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan

sumber daya

Gambar 2.9 Sebuah Motor DC

http:// www.directindustry.com.2005/03/04Virtual Industry Exhibition

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan

mengatur:

1. Tegangan dinamo meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan

kecepatan

2. Arus medan menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada

umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah,

penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling

mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis

pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk

penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api

pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

1. Motor DC sumber daya terpisah/Separately Excited

Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC

sumber daya terpisah/separately excited.

2. Motor DC sumber daya sendiri/Self Excited

Pada jenis motor DC sumber daya sendiri di bagi menjadi 3 tipe sebagi

berikut:

1. Motor DC Tipe Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan

secara paralel dengan gulungan dinamo (A). seperti diperlihatkan dalam

gambar 2.11 Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan

penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Gambar 2.10 Karakteristik Motor DC Shunt

(Rodwell International Corporation, 1999)

Karakter kecepatan motor DC tipe shunt adalah:

a. Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban

(hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh

karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal

yang rendah, seperti peralatan mesin.

b. Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan

dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau

dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/teori-motor-dc-

dan-jenis-jenis-motor-dc/

2. Motor DC Tipe Seri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara

seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama

dengan arus dinamo.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

Gambar 2.11 Karakteristik Motor DC Seri

Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah:

a. Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

b. Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab

motor akan mempercepat tanpa terkendali.

3. Motor DC Tipe Kompon/Gabungan

Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada

motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara

paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon

memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.

Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan

medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque

penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh,

penggabungan 40-50% menjadikan motor ini sesuai untuk alat

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar

(12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

Gambar 2.12 Karakteristik Motor DC Kompon/Gabungan

Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah:

a. semakin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase

gulungan medan yang dihubungkan secara seri), semakin tinggi

pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.

2.4. Baterai

2.4.1. Baterai Lithium

Baterai lithium-ion atau disingkat Li-ion adalah salah satu dari tipe baterai

rechargeable. Lithium-ion bergerak dari anoda (kutub positif) ke katoda (kutub

negatif) saat digunakan. Lithium-ion agak bergerak kembali dari katoda keanoda

saat dilakukan proses charging. Prinsip kerja baterai ini membuatnya memiliki

daya yang tinggi serta bobot yang ringan yang memungkinkan kita untuk

menggunakannya meskipun berkali-kali.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

Baterai lithium-ion merupakan baterai yang tidak menggunakan bahan cairan,

baterai ini dikembangkan oleh seorang ilmuwan Jepang yaitu Yoshino Akira.

Yoshino Akira memadukan karbon, polimer dan lithium sebagai anoda. Tahun

1991 adalah tahun di mana baterai lithium-ion diproduksi oleh Sony Corp dan

Asahi Kasei Corp secara massal. Semenjak itu baterai jenis ini terus menunjukkan

perkembangannya secara pesat di pasaran sebagai sumber energi bagi ponsel dan

komputer. .

Pengembangan teknologi baterai ini tentunya menguntungkan untuk sepeda

yang bertenaga listrik. Seperti penerapan pada sepeda listrik kini sudah mulai

dipasarkan dengan memakai baterai lithium 36V. Penggunaan perangkat baru itu

bobotnya sepeda bisa berkurang hingga 1/2-nya. Bobot sebelumnya baterai SLA

mencapai 15 kg, kini dengan lithium beratnya menurun menjadi sekitar 7 kg.

Model paling baru Betrix "Sky" dengan baterai lithium kecepatannya pun bisa

mencapai 35 km/jam di jalan datar.

Terdapat beberapa jenis baterai lithium antara lain:

a. Lithium Cobalt oksida

b. Lithium Ferro phosphate

a. Lithium Cobalt oksida

Lithium cobalt oksida (LiCoO2) adalah senyawa kimia yang biasa

digunakan dalam positif elektroda dari baterai lithium-ion . Struktur LiCoO2

dikenal secara teoritis dan telah dikonfirmasi dengan teknik seperti difraksi

sinar-x , mikroskop elektron , neutron difraksi serbuk , dan EXAFS terdiri

dari lapisan lithium yang terletak di antara lembaran oktahedra dibentuk oleh

kobalt dan oksigen atom. Baterai diproduksi dengan LiCoO2 katoda, sambil

memberikan kapasitas yang lebih tinggi, lebih reaktif dan memiliki miskin

stabilitas termal dari kimia seperti jenis lithium-nikel-kobalt-aluminium-

oksida yang lebih baru.

Hal ini membuat LiCoO2 baterai rentan terhadap pelarian termal dalam

kasus-kasus pelecehan seperti operasi suhu tinggi (> 130 ° C) atau pengisian

yang berlebihan . Pada suhu tinggi, LiCoO2 dekomposisi menghasilkan

oksigen , yang kemudian bereaksi dengan elektrolit organik sel. Ini adalah

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

kekhawatiran keselamatan karena besarnya reaksi eksotermik , yang dapat

menyebar ke sel-sel yang berdekatan atau menyalakan bahan mudah terbakar

di dekatnya.

b. Lithium Ferro phosphate

The lithium ferro phosphate (LiFePO4) baterai, juga disebut LFP baterai

(dengan "LFP" berdiri untuk "ferrophosphate lithium"), adalah jenis baterai

isi ulang , khususnya baterai lithium-ion , yang menggunakan LiFePO4

sebagai katoda bahan. LiFePO4 baterai memiliki sedikit lebih rendah

kepadatan energi yang lebih umum LiCoO2 desain ditemukan dalam

elektronik konsumen, tapi menawarkan daya tahan lebih lama, lebih baik

kepadatan daya (tingkat energi dapat ditarik dari mereka) dan secara inheren

lebih aman. LiFePO4 adalah menemukan sejumlah peran digunakan

kendaraan dan daya cadangan.

Lithium Ferro Phosphate tampaknya menjadi pilihan terbaik saat ini. Ini

memiliki:

tidak memanas cepat (tetap dingin)

tingkat debit yang sangat rendah

kurva debit hampir datar berarti daya maksimum tersedia sampai

sepenuhnya habis (tidak ada "voltage sag" seperti baterai asam timbal)

dapat dengan aman cepat diisi ulang

Prinsip Kerja Baterai Lithium

Proses penghasilan listrik pada baterai litium-ion sebagai berikut. Jika

anoda dan katoda dihubungkan maka elektron mengalir dari anoda menuju

katoda bersamaan dengan itu listrik pun mengalir. Pada bagian dalam baterai,

terjadi proses pelepasan ion lithium pada anoda untuk kemudian ion tersebut

berpindah menuju katoda melalui elektrolit. Pada katoda bilangan oksidasi

Cobalt berubah dari 4 menjadi 3 karena masuknya elektron dan ion lithium dari

anoda. Sedangkan proses recharging atau pengisian ulang, berkebalikan

dengan proses ini.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

Kelebihan dan Kekurangan Baterai Lithium

Baterai lithium-ion begitu populer karena mereka memiliki sejumlah

keunggulan dibandingkan kompetitornya. Keunggulan tersebut antara lain:

a. Lebih ringan. Elektroda baterai lithium-ion terbuat dari lithium yang ringan

dan karbon. Lithium adalah elemen yang sangat reaktif, artinya dia banyak

energi yang bisa disimpan dalam ikatan atomnya.

b. Lebih bertenaga. Satu kilogram baterai lithium-ion bisa menampung 150

watt-jam, sementara satu kilogram baterai NiMH (nickel-metal hydride)

hanya bisa menampung 100 watt-jam.

c. Lebih kuat. Sebuah baterai lithium-ion hanya kehilangan 5% isinya setiap

bulan, dibandingkan dengan baterai NiMH yang kehilangan 20% isinya per

bulan.

d. Lebih awet. Baterai lithium-ion bisa menangani ratusan kali siklus isi / kuras

(charge/discharge).

e. Tidak ada efek memory, itu artinya Anda tidak harus menunggu baterai

benar-benar kosong untuk melakukan isi ulang.

Di balik setiap kelebihan, pasti tersimpan kelemahan. Berikut beberapa

kelemahan yang dimiliki baterai lithium-ion :

a. Baterai lithium-ion mulai terdegradasi sejak meninggalkan pabrik. Baterai

ini hanya kuat bertahan dua sampai tiga tahun, sejak tanggal perakitan, tidak

peduli apakah Anda menggunakannya atau tidak.

b. Baterai lithium-ion sangat sensitif terhadap suhu tinggi. Suhu yang tinggi

menyebabkan baterai ini terdegradasi lebih cepat daripada seharusnya.

c. Satu set baterai lithium-ion memiliki komputer onboard untuk

mengaturnya. Hal ini membuat harga baterai terdongkrak.

2.4.2. Baterai Lead Acid

Baterai Lead acid terdiri dari dua tipe besar yaitu baterai pemicu seperti yang

ada di mobil dan dirancang untuk lonjakan daya singkat dan baterai bersiklus

panjang yang memberikan daya yang lebih rendah, dan digunakan di kapal, mobil

golf, dan sebagai daya cadangan di berbagai gadget. Baterai lead acid dapat

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

dikelompokkan menjadi Liquid Vented dan Sealed (VRLA-Valve Regulated Lead

Acid).

Jenis Jenis Baterai Lead Acid

1. Liquid vented (aki dengan katup pengisian ulang cairan)

Liquid vented adalah baterai mobil yang terbuat dari lempengan positif dan

negatif dari paduan timah yang ditempatkan dalam larutan elektrolit dan air

asam sulfuric. Baterai lead acid yang terdiri dari 6 individu 2-sel volt. Baterai

ini dirancang untuk memberikan arus listrik yang besar hanya beberapa saat,

kemudian harus dicharging. (contoh pada saat starter mobil). Jadi baterai

Liquid Vented tidak cocok untuk sistem solar cell. Pada saat mendekati full

charge, hidrogen dihasilkan dan menguap dari baterai, mengakibatkan air

baterai jenis ini berkurang. Untuk maintenance, baterai jenis ini harus

dimonitor.

2. Baterai sealed lead-acid (VRLA)

Tidak seperti baterai liquid vented, baterai ini tidak memiliki caps/ katup,

tidak ada akses ke elektrolit dan total sealed. Dengan demikian baterai jenis

ini tidak memerlukan maintenance. Umumnya baterai deep cycle dapat

discharge sampai dengan 80% kapasitas baterai. Dengan perencanaan

kapasitas dan maintenance yang baik, baterai jenis ini dapat bertahan selama

kurang lebih 10 tahun.

Kelebihan dan Kekurangan Lead Acid

Baterai lead acid begitu populer karena mereka memiliki sejumlah kelebihan

dibandingkan kompetitornya. Kelebihan tersebut antara lain:

a. Tingkat bahayanya lebih sedikit dibandingkan dengan jenis lainnya,

karena reaksi kimianya terjadi dalam temperatur ruangan.

b. Dapat diandalkan dan harganya juga relatif murah.

c. Mudah didapatkan.

Di balik setiap kelebihan, pasti tersimpan kelemahan. Berikut beberapa

kekurangan baterai lead acid antara lain:

a. Energinya sekitar 40 Wh/kgf, lebih rendah dari yang lainnya.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

b. Umurnya kurang tahan lama dan memerlukan waktu pengirisan kembali

yang lebih lama.

c. Massa yang lebih berat.

2.5. Torsi

Torsi motor didefinisikan sebagai aksi dari suatu gaya pada motor yang dapat

mempengaruhi beban untuk ikut bergerak. Ketika sumber tegangan dihubungkan

pada brush (sikat) motor, maka arus yang Mengalir masuk kekutub positif brush,

melalui komutator dan kumparan armatur, Serta keluar melalui daerah kutub

negatif dari brush. Sedangkan torsi merupakan daya (P) dikali 60 kemudian dibagi

dengan kecepatan motor (rpm) . Oleh karena itu diperoleh

persamaan torsi (T) sebagai berikut :

T = ..... ( 2.2 )

Dimana :

T = Torsi (Nm)

P = Daya Motor (watt)

n = Kecepatan putar (rpm)

2.6. Daya

Daya dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik.Pada rangkaian

arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama

fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi

listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya,

....... ( 2.3 )

Dimana : P adalah daya ( watt atau W )

I adalah arus ( ampere atau A)

V adalah perbedaan potensial ( volt atau V )

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

2.7. Kecepatan

Untuk menghitung kecepatan gerak benda dapat diselesaikan dengan jarak

dibagi dengan waktu seperti rumus dibawah ini.

V = ........... ( 2.4 )

Dimana : V adalah kecepatan (m/s),

S adalah jarak (m) dan

t adalah waktu (s)

2.8. Beban Total

Beban total (N) dapat diperoleh dari gaya gesek dalam bentuk (N)

kemudian dibagi dengan koefisien gesek (µ).

N =

Keterangan :

N = Gaya Normal (N)

Fs = Gaya Gesek (N)

µ = Koefisien gesek