Contoh Sumber Tegangan Searah

Contoh Sumber Tegangan Searah dan Pemakaiannya – Secara umum, terdapat dua macam sumber tegangan searah, yaitu elemen sekunder dan elemen primer. Elemen sekunder merupakan tegangan yang dapat diperbarui. Sedangkan elemen primer adalah elemen yang tidak dapat diperbarui. Contoh dari elemen sekunder antara lain aki, baterai handycam, dan baterai Hp. Sedangkan contoh elemen primer adalah batu baterai, elemen Danniel, elemen Volta, dan elemen Leclanche. Namun, yang akan kita bahas hanyalah baterai dan aki. Sementara untuk sumber tegangan lainnya kalian bisa mencari sendiri dari pelbagai buku atau dari internet.

a. Baterai

Penemuan baterai diawali oleh penemuan Galvani yang menyelidiki listrik pada otot katak. Ketika galvani menyentuhkan dua logam pada tubuh katak, ia melihat katak mengalami kejutan. Galvani percaya bahwa sumber otot katak atau saraf merupakan
sumber muatan listrik. Sementara, logam atau kabel adalah alat yang mentransmisikan muatan-muatan ke titik yang sesuai. Selain penemuan Galvani, Volta juga mengemukakan bahwa konduktor yang lembab, seperti embun dan otot katak pada titik
temu dua logam yang berbeda, merupakan hal penting agar rangkaian efektif.

Dari penelitian Volta, ditemukan kombinasi-kombinasi logam yang menghasilkan efek yang lebih besar dari pada yang lainnya.
Inilah awal penemuan baterai. Baterai menghasilkan listrik dengan mengubah zat kimia menjadi energi listrik. Baterai yang paling sederhana adalah baterai yang terdiri atas dua buah keping logam yang berbeda yang disebut dengan elektroda. Elektroda-elektroda tersebut dimasukkan dalam larutan asam cair yang disebut dengan elektrolit. Alat ini disebut juga sebagai sel listrik. Baterai atau elemen kering terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut.

1) Batang karbon yang berfungsi sebagai elektroda positif (anoda).

2) Bejana seng (pebungkus baterai) berfungsi sebagai elektroda negatif (katoda).

3) Amonium klorida (NH4Cl) pasta sebagai larutan elektrolit.

4) Campuran batu kawi (MnO2) dan serbuk karbon (C) sebagai depolarisator.

Bagaimanakah prinsip kerja baterai? Selama baterai bekerja, seng berubah menjadi seng klorida diikuti pembebasan gas hidrogen dan terjadi pengeringan amonium klorida (NH4Cl). Baterai yang biasa kita jumpai memiliki tegangan sekitar 1,5 V.
Baterai dikatakan habis jika depolarisator MnO2 jenuh dan semua amonium terurai menjadi NH3. Ketika baterai sudah habis, baterai sudah tidak dapat digunakan lagi, kecuali pada baterai charger yang dapat diisi ulang.

b. Aki (Accu)

Aki merupakan contoh elemen sekunder. Elemen-elemen pereaksi pada aki dapat diperbarui dengan mengalirkan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arus yang dihasilkan oleh elemen tersebut. Elemen sekunder ini disebut akkumulator. Berdasarkan zat pereaksi yang digunakan, aki dapat dibedakan menjadi aki timbal asam sulfat dan aki nikel kadmium.

1) Aki timbal asam sulfat

Aki timbal asam sulfat tersusun atas timbal peroksida (PbO2) yang berfungsi sebagai anoda, timbal murni (Pb) berfungsi sebagai katoda, dan larutan asam sulfat (H2SO4) yang berfungsi sebagai elektrolit. Ketika aki sedang mengalirkan arus listrik, kedua elektrodanya berubah menjadi timbal sulfat PbSO4. Perubahan ini dapat dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi.

Pada kutub positif (anoda) terjadi reaksi:

PbO2 + 4 H+ + SO4-2 + 2e → PbSO4 + 2H2O

Pada kutub negatif (katoda) terjadi reaksi:

Pb + SO4-2 → PbSO4 + 2e

Reaksi keseluruhannya adalah:

Pb + PbO4 + 2 H2SO4 + 2e → 2 PbSO4 + 2 H2O + 2e

Setelah terjadi reaksi, kedua elektroda menjadi sama yaitu PbSO4. Ini menyebabkan tidak ada beda potensial di antara kedua elektroda, sehingga aki tidak dapat mengalirkan arus listrik (kosong). Aki yang kosong ditandai dengan encernya larutan asam sulfat (H2SO4). Agar aki dapar mengalirkan arus lagi maka perlu disetrum atau dimuati kembali. Pemberian muatan pada aki dilakukan dengan mengalirkan arus listrik searah dari sumber tegangan lain. Pemuatan ini berlawanan arah ketika aki mengalirkan arus. Pada proses pengisian aki terjadi reaksi kimia sebagai berikut.

Pada anode: PbSO4 + SO4-2 + 2H2O → PbO2 + 2 H2SO4 + 2e

Pada Katoda: PbSO4 + 2H+ + 2e → Pb + H2SO4

Rekasi keseluruhannya:

2PbSO4 + SO4-2 + 2H2O + 2H+ → PbO2 + 3H2SO4 + Pb

Sumber tegangan yang digunakan untuk mengisi aki harus mempunyai ggl yang lebih besar daripada ggl aki. Semakin besar perbedaan ggl sumber tegangan semakin besar pula arus yang dihasilkan aki.

2) Aki Nikel Cadmium

Berbeda dengan aki timbal asam sulfat, aki nikel kadmium menggunakan kalium hidroksida sebagai elektrolitnya. Nikel sebagai elektroda positif, dan campuran logam kadmium sebagai elektroda negatif. Aki jenis ini hanyak digunakan sebagai baterai kalkulator. Reaksi kimia yang terjadi saat pemakaian dan pengisian aki nikel kadmium adalah:

Cd + 2Ni(OH)3  → CdO + 2Ni(OH)2 + H20

Artikel Terkait

Updated: 13 November 2014 — 19:55

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014