tugas fisika 2

Document Sample
tugas fisika 2 Powered By Docstoc
					                   SUMBER ARUS LISTRIK
     Sumber arus listrik dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus listrik bolak-balik (AC)
dan sumber arus listrik searah (DC). Sumber arus listrik AC dihasilkan oleh dinamo arus AC
dan generator. Ada beberapa macam sumber arus searah, misalnya sel volta, elemen
kering (baterai), akumulator, solar sel, dan dinamo arus searah. Elemen volta, batu baterai,
dan akumulator sumber arus searah yang di hasilkan oleh reaksi kimia. Oleh karena itu,
Elemen volta, batu baterai, dan akumulator sering di sebut elektrokimia. Dikatakan
elektrokimia sebab alat tersebut mengubah energi kimia menjadi energi listrik.

    Elemen di bedakan menjadi dua, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen
primer adalah elemen yang setelah habis muatannya tidak dapat diisi kembali. Contohnya
akumulator (aki). Pada elemen volta Elemen, baterai, dan akumulator terdapat tiga bagian
utama yaitu :

   a. Anode, elektrode positif yang memiliki potensial tinggi,
   b. Katode, elektrode negative yang memiliki potensial rendah,
   c. Larutan elektrolit, cairan yang dapat menghantarkan arus listrik.

Untuk lebih memahami prinsip kerja beberapa contoh elektrokimia, sebagai berikut:
          1. Elemen Volta
    Elemen volta dikembangkan pertama kali oleh fisikawan Italia bernama Allesandro
Volta (1790 – 1800) dengan menggunakan sebuah bejana yang diisi larutan asam sulfat
(H2SO4) dan dua logam tembaga (Cu) dan seng (Zn), bagian utama elemen volta, yaitu :




                                           Kutub positif (anode) terbuat dari tembaga
                                           (Cu)
  Gambar Elemen Volta
                                           Kutub negatif (katode) terbuat dari seng
                                           (Zn)

                                           Larutan elektrolit, terbuat dari asam sulfat
                                           (H2SO4)

                                                  Lempeng tembaga memiliki potensial
                                           tinggi, sedangkan seng memiliki potensial
                                           rendah.     Jika  kedua    lempeng    itu
                                           dihubungkan melaluai lampu, lampu akan
                                           menyala. Hal ini membuktikan adanya arus
                                           listrik yang mengalir pada lampu. Ketika
                                           lampu menyala, larutan elektrolit akan
                                           bereaksi logam tembaga maupun seng
                                           sehingga menghasilkan sejumlah elektron
                                           yang mengalir dari seng menuju tembaga.
                                           Adapun, reaksi kimia pada elemen volta
                                           adalah sebagai berikut.

                                           Pada Larutan elektrolit terjadi reaksi

                                           H2SO4                2H+ + SO2-     4


                                           Pada Kutub positif terjadi reaksi

                                           Cu + 2H+                polarisasi H2

                                           Pada Kutub negatif terjadi reaksi

                                           Zn + SO4                 ZnSO4 + 2e


                                              Reaksi kimia pada elemen volta akan
                                           menghasilkan gelembung-gelembung gas
                                           hidrogen (H2). Gas hidrogen tidak dapat
                                           beraksi dengan tembaga, sehingga gas
                                           hidrogen hanya menempel dan menutupi
                                           lembaga-lembaga yang bersifat isolator
listrik. Hal ini menyebabkan terhalangnya aliran electron dari seng menuju tembaga
maupun arus listrik dari tembaga menuju seng. Peristiwa tertutupnya lempeng tembaga
oleh gelembung-gelembung gas hidrogen disebut polarisasi. Adanya polarisasi gas
hidrogen pada lempeng tembaga menyababkan elemen volta mampu mengalirkan arus
listrik hanya sebentar. Tegangan larutan elektrolit yang berupa cairan merupakan
kelemahan elemen volta karena dapat membasahi peralatan lainnya.

           2. Elemen kering (baterai)
  Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam
bentuk listrik. Elemen kering pertama dibuat oleh leclance. Baterai terdiri dari tiga
komponen penting, yaitu:

      a.   Kutub positif (anode) terbuat dari batang karbon (C),
      b.   Kutub negatif (katode) terbuat dari (Zn),
      c.   Larutan elektrolit, terbuat dari amonium klorida (NH4C1),
      d.   Dispolisator terbuat dari mangan dioksida (MnO2).

                                                        Baterai disebut elemen kering,
    Gambar Susunan Batu Baterai                      karena      elektrolitnya  merupakan
                                                     campuran antara serbuk karbon, batu
                                                     kawi, dan salmiak yang berwujud
                                                     pasta (kering). Batang karbon (batang
                                                     arang)      memiliki potensial tinggi,
                                                     sedangkan lempeng seng memiliki
                                                     potensial rendah. Jika kedua elektrode
                                                     itu dihubungkan melaluai lampu,
                                                     lampu akan menyala. Hal ini
                                                     membuktikan adanya arus listrik yang
                                                     mengalir pada lampu. Ketika lampu
                                                     menyala, larutan elektrolit akan
                                                     bereaksi dengan seng. Adapun, reaksi
                                                     kimia pada batu baterai adalah
                                                     sebagai berikut.




Pada Larutan elektrolit terjadi reaksi

Zn + 2NH4C1                Zn2+ + 2C1 + 2NH3 + H2 ( ditamgkap dispolarisasi )
Pada Kutub positif terjadi reaksi

H2 + 2MnO2                 Mn2 O3 + H2 O


   Reaksi kimia pada batu baterai akan menghasilkan gelembung-gelembung gas
hidrogen (H2). Gas hidrogen akan ditangkap dan bereaksi dengan dispolarisator yang
berupa mangan dioksida ( MnO2) menghasilkan air (H2 O) sehingga pada batu baterai
tidak terjadi polarisasi gas hidrogen yang mengganggu jalannya arus listrik. Bahan yang
dapat menghilangkan polarisasi gas hidrogen disebut dispolarisator. Adanya bahan
dispolarisator pada baterai menyebabkan arus listrik mengalir lebih lama. Setiap abatu
baterai menghasilkan tegangan 1,5 volt.

   Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt.
Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable
battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon
genggam. Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi
ulang disebut dengan baterai sekunder.
Baik baterai primer maupun baterai sekunder, kedua-duanya bersifat merubah energi
kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali, karena menggunakan
reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible reaction). Sedangkan baterai
sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya bersifat bisa dibalik (reversible reaction).

           3. Akumulator ( aki )
     Akumulator sering disebut aki. Elektrode akumulator baik anode dan katode terbuat
dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama akumulator yaitu :

    a. Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2),
    b. Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb),
    c. Larutan elektrolit, terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekaan 30%.

                                                     Lempeng timbal dioksida dan timbal
        Gambar Susunan Satu Sel Akumulator
                                                 murni disusun saling bersisipan akan
                                                 membentuk satu pasang sel akumulator
                                                 yang saling berdekatan dan dipisahkan
                                                 oleh bahan penyekat berupa isolator.
                                                 Beda potensial yang dihasilkan setiap satu
                                                 akumulator 2 volt. Dalam kehidupan
                                                 sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang
                                                 digunakan untuk menghidupkan stater
                                                 mobil atau untuk menghidupkan lampu
                                                 sein depan belakang mobil. Akumulator
                                                 12 volt tersusun dari 6 pasang sel
                                                 akumulator       yang     disusun     seri.
                                                 Kemampuan          akumulator       dalam
                                                 mengalirkan arus listrik disebut kapasitas
                                                 akumulator yang dinyatakan dengan
                                                 satuan Ampere Hour (AH). Kapasitas
akumulator 50 AH artinya akumulator mampu mengalirkan arus listrik 1 ampere yang
dapat bertahan selama 50 jam tanpa pengisian kembali.

    a. Proses Pengosongan Akumulator

     Pada saat akumulator digunakan, terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik
dan terjadi perubahan anode, katode, dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan
yaitu timbal dioksida (PbO2), menjadi timbal sulfat (PbSO4 ). Perubahan yang terjadi pada
katode adalah timbal murni (Pb) terjadi timbal sulfat (PbSO4 ). Adapun pada larutan
elektrolit terjadi perubahan, yaitu asam sulfat pekat menjadi encer, karena pada
pengosongan akumulator terbentuk air         (H2 O). Susunan akumulator adalah sebagai
berikut.

       a. Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO2),
       b. Kutub negatif (katode) terbuat timbal murni (Pb)
       c. Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H2SO4) dengan kepekaan 30%.

    Ketika akumulator digunakan, terjadi reaksi antara larutan elektrolit dengan timbal
dioksida dan timbal murni sehingga menghasilkan electron dan air. Reaksi kimia pada
akumulator yang dikosongkan adalah sebagai berikut.

      Pada elektrolit : H2SO 4           2H+ + SO42-

      Pada anode : PbO2 + 2H+ + 2e + H2SO4                 PbSO4 + 2H2O

      Pada katode : Pb + SO42-            PbSO4

    Pada saat akumulator digunakan, baik anode maupun katode perlahan-lahan akan
berubah menjadi timbal sulfat (PbSO4 ). Jika hal itu terjadi, maka kedua kutubnya memiliki
potensial sama dan arus listrik berhanti mengalir. Terbentuknya air pada reaksi kimia
menyebabkan kepekaan asam sulfat berkurang, sehingga mengurangi massa jenisnya.
Keadaan ini dikatakan akumulator kosomg (habis).

         b. Proses Pengisian Akumulator

    Akumulator termasuk elemen sekunder, sehingga setelah habis dapat diisi kembali.
Pengisian akumulator sering disebut penyetruman akumulator. Pada saat penyetruman
akumulator terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Perubahan yang terjadi
Pada anode , yaitu timbal sulfat (PbSO4 ) berubah menjadi timbal dioksida (PbO2).
Perubahan pada anode, yaitu timbal sulfat (PbSO4 ) menjadi timbal murni (Pb). Kepekaan
asam sulfat akan berubah menjadi encer, karena ketika akumulator disetrum terjadi
penguapan air. Bagaimanakah cara menyetrum akumulator ?
         Rangkaian Proses Pengisian Akumulator               Untuk      menyetrum     akumulator
                                                         diperlukan sumber tegangan DC lain
                                                         yang memiliki beda potensial yang lebih
                                                         besar. Misalnya akumulatot 6 volt kosong
                                                         harus disetrum dengan sumber arus
                                                         yang tegangannya lebih dari 6 volt.
                                                         Kutub-kutub akumulator di hubungkan
                                                         dengan kutub sumber tegangan. Kutub
                                                         positif sumber tegangan dihubungkan
                                                         dengan kutub positif akumulator .
                                                         Adapun,      kutub   negative     sumber
                                                         tegangan dihubungkan dengan kutub
                                                         negative pada akumulator. Rangkaian ini
                                                         menyebabkan aliran elektron sumber
                                                         tegangan DC berlawanan dengan
                                                         dengan arah aliran elektron akumulator.

                                                     Elektron – electron pada akumulator
                                                dipaksa kembali ke elektrode akumulator
                                                semula, sehingga dapat membalik reaksi
                                                kimia pada kedua elektrodenya. Agar
                                                hasil peyetruman akumulator lebih baik,
                                                maka arus yang digunakan untuk
mengisi kecil dan waktu pengisian lama. Besarnya arus listrik diatur dengan rheostat. Pada
saat pengisian terjadi penguapan asam sulfat, sehingga menambah kepekatan asam sulfat
dan permukaan asam sulfat turun. Oleh sebab itu, perlu ditambah air akumulator kembali.

    Susunan akumulator yang akan disetrum (diisi) dalam keadaan masih kosong, yaitu

 a. Kutub positif `(anode) terbuat dari timbal dioksida (PbSO4 ),
 b. Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (PbSO4 ),
 c. Larutan elektrolit, terbuat dari asam sulfat (H2SO4) encer.

Reaksi kimia saat akumulator diisi, yaitu

      Pada elektrolit : H2SO 4                  2H+ + SO42-

      Pada anode : PbSO4 + SO42- + 2H2O                       PbO2 + 2H2SO4

      Pada katode : PbSO4 + 2H+                      Pb + H2SO4

   Jadi, saat peyetruman akumulator pada prinsipnya mengubah anode dan katode
yang berupa timbak sulfat (PbSO4) menjadi timbal dioksida (PbO2 ) dan timbal murni.
Tugas Individu FIsika



 “ Sumber tegangan ( sumber arus listrik ) ”


                      D

                      I

                      S

                      U

                      S

                      U

                      N

                    Oleh :




               Shita Saputri A.

                      23

                    IX B



      SMP NEGERI 8 MAKASSAR
     IX B



      SMP NEGERI 8 MAKASSAR

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags:
Stats:
views:6154
posted:9/17/2010
language:Indonesian
pages:8