2019-01-04

Pengertian Baterai dan Sel , Tahanan Dalam, dan Garis Beban

| 2019-01-04

Pengertian Baterai dan Sel

Suatu kesatuan bahan yang karena adanya reaksi kimia di dalamnya bisa menimbulkan energi listrik biasanya disebut sel. Sedangkan gabungan dari sel-sel ini disebut baterai.

Baterai banyak digunakan sebagai sumber tegangan DC pada peralatan-peralatan elektronika terutama yang portable seperti handphone, radio, tape recorder, MP3 player, handy talkie, walkie talkie dan lain sebagainya.

Dalam artikel ini akan dibahas tentang tahanan dalam baterai dan sel dan garis beban. Mari kita simak pembahasannya  berikut ini.

Tahanan Dalam

Bila dua bahan penghantar / elektroda tak sejenis yang disebut dengan anoda dan katoda dicelupkan kedalam suatu larutan elektrolit maka akan terjadi suatu reaksi kimia yang menyebabkan adanya pemisahan muatan - muatan di dalam larutan tersebut. Karena adanya reaksi ini maka elektron-elektron di dalam larutan tersebut akan bergerak dari suatu elektroda ke elektroda lainnya. Dengan demikian, diantara kedua elektroda tersebut akan timbul beda potensial listrik. Beda potensial dari kedua elektroda ini disebut gaya gerak listrik ( ggl ) baterai, yang bisa diukur melalui kedua terminal elektrodanya.

Bila kedua elektroda inidibebani, misalanya dibebani lampu, tegangan antara kedua terminalnya akan turun. Hal ini terjadi karena adanya kerugian tegangan di dalam sel tersebut yang disebabkan oleh adanya tahanan dalam sel. Besarnya tahanan dalam sel ini tergantung pada konstruksi dan kondisi aetiap sel, terutama luas penampang elektroda, jarak antara kedua elektroda, temperatur, dan kuat/kerapatan elektrolitnya.

Jadi jika suatu sel memberikan arus sebesar I Ampere kepada beban, karena adanya tahanan dalam sel, maka beda potensial antara kedua terminal/ elektroda adalah :
V = E - I . r
Keterangan :
V : beda potensial antara kedua terminal/elektroda ( Volt )
E : ggl yang timbul di dalam sel ( Volt )
I : arus yang diberikan kepada beban ( Ampere )
r : tahanan dalam sel ( Ohm )

Gambar Sel


Dengan demikian, ada rugi daya didalam sel sehingga besarnya daya yang digunakan di dalam beban adalah :
I^2  . R = E.I - I^2. r
Keterangan :
I^2 . R : daya yang digunakan didalam beban ( Watt )
I^2 . r  : rugi daya dalam sel ( Watt )
E . I     : daya total yang dihasilkan ( Watt )
R         : tahanan beban ( Ohm )

Jadi efisiensi baterai dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

rumus efisiensi baterai atau sel

Jadi secara teoritis, bila tahanan beban ( R ) makin tinggi, efisiensi sel juga semakin tinggi.

Garis Beban

Dalam pembahasan ini akan dibahas mengenai pengaruh perubahan R terhadap tegangan V dan arus I. Silahkan dapat dilihat gambar berikut ini.

Gambar garis beban pada baterai dan sel

Gambar 5.2 diatas menerangkan bagaimana output dari suatu baterai 12 V, karena adanya tegangan jatuh (voltage drop ) pada tahanan dalamnya, turun sampai 9 volt.

Pada gambar 5.2a tegangan pada terminal output sama dengan ggl ( 12 V ), karena tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian teebuka sehingga tegangan jatuh pada tahanan dalam r adalah nol.

Pada gambar 5.2 b besarnya tahanan yang dialami oleh rangkaian adalah Rt = R + r = 40 Ohm, sehingga besarnya arus yang mengalir didalam rangkaian adalah I = E/Rt = 0,3 A. Akibatnya tegangan jatuh pada tahanan dalamnya adalah sebesar I.r = 3 V. Dengan demikian tegangan, tegangan output sari rangkaian tersebut adalah V = E - I.r = 9 V. Tegangan ini merupakan tegangan beban yang tersedia pada terminal output dari rangkaian tersebut.

Pada gambar 5.2 c adalah suatu grafik yang memperlihatkan bagaimana tegangan terminal output ( V ) menurun akibat bertambahnya arus beban I, seperti pada tabel dibawah ini.

Tabel garis beban baterai

Pada baris teratas, besarnya tahanan beban adalah tak terhingga yang berarti rangkaian dalam keadaan terbuka ( open circuit ) dan arus I = 0. Akibatnya tidak terjadi tegangan jatuh pada tahanan dalamnya (I.r = 0 volt) dan tegangan output sama dengan ggl ( V = E ).

Pada garis terbawah besarnya tahanan beban adalah nol yang berarti rangkaian dalam keadaan hubung singkat. Akibatnya tegangan output = 0 ( V = 0 ) karena semua tegangan yang dibangkitkan nya di drop pada tahanan dalamnya ( E = I.r ).

Demikian pembahasan mengenai pengertian baterai dan sel, tahanan dalam sel dan baterai, juga garis bebannya. Semoga artikel ini bermanfaat buat pembaca semua.

Related Posts

3 komentar:

  1. Sekedar info nih gan klw blog anda kurang pengunjung itu tadi karena anda beru ganti domain. itu adalah hal yang wajar kok

    BalasHapus
    Balasan
    1. Ya domainnya web.id sekarang. By the way info AC-DC yang mantap, gan😁

      Hapus
    2. Ok makasih udah berkunjung gan

      Hapus