Makalah Sumber Tegangan Listrik (Accumulator)

SUMBER TEGANGAN LISTRIK

AKI (ACCUMULATOR)

MAKALAH

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

Rangkaian Listrik DC

yang dibina oleh Bapak Drs. Slamet Wibawanto, M.T

oleh

Ulfa Devayuni Utami 120534431501

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

September 2012

KATA PENGANTAR

 Pertama pastilah rasa ucapan puji syukur kehadirat Allah, kami panjatkan atas limpahan rahmat dan hidayahnya sehingga bisa menyelesaikan tugas makalah dengan judul “Sumber Tegangan Listrik (Aki/accumulator)” ini. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah limpahkan kepada sang reformis kehidupan manusia yaitu Nabi besar Muhammad saw. yang telah mengantarkan kita dari alam jahiliyah menuju alam yang penuh dengan ilmu seperti yang kita rasakan pada saat ini.

Selanjutnya kami mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen pengajar mata kuliah Rangkaian listrik DC yaitu Bapak Drs. Slamet Wibawanto, M.T yang telah membimbing kami, semoga apa yang telah diberikan kepada kami bisa menjadi ilmu yang bermanfaat dan bisa dapat membantu kami dalam kesuksesan terhadap ilmu yang kami peroleh.

Namun  pastinya makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, tapi inilah kemampuan kami. kami harap  makalah yang sederhana ini dapat menambah wawasan keilmuan dan bermanfaat  bagi kita semua. Amien

Malang, 1 September 2012

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Listrik memegang peranan yang vital dalam kehidupan sehari-hari. Dapat dikatakan bahwa listrik telah menjadi sumber energy utama dalam setiap kegiatan, baik di rumah tangga maupun industry. Mulai dari peralatan dapur hingga mesin pabrik-pabrik besar bahkan pesawat terbang, semua memerlukan listrik.

Saat ini sudah banyak berbagai macam sumber tegangan listrik, salah satu diantaranya adalah aki (accumulator). Aki tidak kalah penting dengan semua sumber tegangan listrik yang lain. Sumber listrik dari benda ini banyak sekali dipakai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saja untuk sumber listrik pada sepeda motor, mobil, atau barang-barang elektronika lainnya yang kebetulan pada daerah dimana belum ada arus listrik dari PLN yang masuk. Dengan kata lian aki sangat memegang peranan penting dalam menjalan aktivitas sehari-hari.

1.2  MASALAH ATAU TOPIK BAHASAN

Berdasarkan uraian latar belakang diatas,maka pokok permasalahan yang sangat mendasar untuk dikaji dalam makalah ini yaitu:

1.         Bagaimana penjelasan tentang bagian-bagian dalam aki?

2.         Bagaimana proses pemakaian, pengisian dan pengosongan aki (Accumulator)?

3.         Bagaimana tips merawat aki yang benar?

1.3  TUJUAN

1.      Menjelaskan bagian-bagian aki

2.      Menjelaskan proses pemakaian, pengisian dan pengosongan aki (Accumulator)

3.      Memberikan penjelasan bagaimana cara merawat aki

BAB II

PEMBAHASAN

A.        BAHAN-BAHAN YANG TERKANDUNG DALAM AKI (ACCUMULATOR) BESERTA BAGIAN-BAGIANNYA

Akumulator sering disebut aki merupakan sumber tegangan yang berasal dari reaksi kimia. Electrode akumulator baik anode dan katode terbuat dari timbal (Cu) berpori. Bagian utama akumulator, yaitu:

1.      Kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO₂)

2.      Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb)

3.      Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H₂SO₄) dengan kepekatan 30%

Bahan-bahan yang berada dalam aki itu akan menghasilkan tegangan antara terminal-terminal karena adanya proses kimia dari pelat-pelat dan asam belerang yang terkandung di dalamnya. Lempeng timbal dioksida dan timbal 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 sel akumulator 2 volt. Dalam kehidupan sehari-hari, ada akumulator 12 volt yang digunakan untuk menghidupkan starter mobil atau untuk menghidupkan lampu sein depan dan 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.

Sebelum digunakan akumulator harus dimuati terlebih dahulu. Ketika dimuati pada kutub positif  maka akan timbul lapisan timbal oksida yang berfungsi sebagai katode.

 

Aki merupakan rangkaian seri beberapa akumulator. Pada umumnya aki terdiri dari 6 akumulator, sehingga memiliki beda potensial 12 V. Pada saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Pada saat aki diisi ulang terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia.

Berikut gambar beserta bagian-bagian aki (accumulator):

B.        PROSES PEMAKAIAN, PENGISIAN DAN PENGOSONGAN AKI (ACCUMULATOR)

1.      Proses Pemakaian Aki

Pada pemakaian aki terjadi proses perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Pemakaian aki di antaranya untuk menyalakan tape recorder, radio, TV. Pada saat aki digunakan maka terjadi proses kimia sehingga aki dapat mengalirkan arus listrik, proses kimia yang terjadi adalah lapisan pada katoda dan anoda sedikit demi sedikit berubah menjadi timbal oksida (PbO). Sehingga potensial kedua kutub menjadi sama, dan arus listrik tidak dapat mengalir, dalam hal ini aki dikatakan kosong. Kemampuan aki untuk mengalirkan arus listrik dapat dipulihkan kembali dengan jalan mengalirkan arus listrik searah dari sumber arus yang lain melalui kedua kutubnya.

2.      Proses Pengisian Aki

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) berubah menjadi timbal murni (Pb). Kepekatan asam sulfat akan berubah dari encer menjadi pekat, karena ketika akumulator disetrum terjadi penguapan air.

Untuk menyetrum akumulator diperlukan sumber tegangan DC lain yang memiliki beda potensial yang lebih besar. Misalnya akumulator 6 Volt kosong harus disetrum dengan sumber arus yang tegangannya lebih dari 6 volt. Kutub-kutub akumulator dihubungkan dengan sumber tegangan.  Kutub positif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub positif akumulator. Adapun kutub negatif sumber tegangan dihubungkan dengan kutub negatif akumulator. Rangkaian ini menyebabkan aliran elektron sumber tegangan DC berlawanan dengan arah aliran elektron akumulator.

Elektron-elektron pada akumulator dipaksa kembali ke electrode akumulator semula, sehingga dapat membalik reaksi kimia pada kedua elektrodenya. Agar hasil penyetruman 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 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:

1.      Kutup positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO₂)

2.      Kutub negatif (katode) terbuat dari timbal murni (Pb)

3.      Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H₂SO₄) encer.

Reaksi kimia saat akumulator diisi yaitu:

1.        Pada elektolit     : H₂SO₄        2H⁺ + SO₄²⁻

2.        Pada Anode        : PbSO₄ + SO₄²⁻ + 2H₂O        PbO₂ + 2H₂SO₄

3.        Pada katode       : PbSO₄ + 2H⁺        Pb + H₂SO₄

Jadi, saat penyetruman akumulator pada prinsipnya mengubah anode dan katode yang berupa timbal sulfat (PbSO₄) menjadi timbal dioksida (PbO₂) dan timbal murni (Pb).

3.      Proses Pengosongan Aki

Pada saat akumulator digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik dan terjadi perubahan anode, katode dan elektrolitnya. Pada anode terjadi perubahan yaitu timbale dioksida (PbO₂) menjadi timbal sulfat (PbSO₄). Perubahan yang terjadi pada katode adalah timbal murni (Pb) menjadi timbal sulfat (PbSO₄). Adapun pada larutan elektrolit juga terjadi perubahan, yaitu asam slfat pekat menjadi encer, karena pda pengosongan akumulator terbentuk air (H₂O). Susunan akumulator adalah sebagai berikut.

1.    Kutub positif (anode) terbuat dari timbal dioksida (PbO₂).

2.    Kutub negatif (katode) terbuat dari timbale murni (Pb).

3.    Larutan elektrolit terbuat dari asam sulfat (H₂SO₄) dengan kepekatam 30%.

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

1.    Pada elektrolit     : H₂SO₄       2H⁺ + SO₄²⁻

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

3.    Pada katode         : Pb + SO₄       PbSO₄

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

C.        TIPS MERAWAT AKI (ACCUMULATOR)

Sumber tenaga listrik di kendaraan bermotor disimpan dalam aki, tenaga listrik yang dihasilkan oleh dinamo isi (alternator) disimpan dalam aki untuk keperluan menghidupkan/menstater kendaraan, menghidupkan radio tape, dll. Jika kondisi aki yan tidak baik maka tidak akan bisa menympan tenaga listrik dan bisa dipastikan kendaraan akan mengalami kendala untuk beroperasi.

Untuk merawat aki sebenarnya tidak susah, bisa kita lakukan sendiri untuk memperpanjang usia pemakaian aki. Berikut tips/cara merawat aki (accu):

CARA MERAWAT AKI

1. MENGISI CAIRAN YANG PERTAMA KALI PADA AKI
Isilah accu zuur ( H2SO4 ) dengan berat jenis 1.260 pada temperatur 20o C

PERHATIAN !
Untuk pengisian pertama jangan di isi dengan AIR AKI, AIR SULINGAN , atau cairan lain

2. MENAMBAH CAIRAN PADA AKI LAMA DAN AKI BARU.

Selama pemakaian, tinggi permukaan elektrolit ( accu zuur ) akan turun, karena air akan terelektrolisa pada saat pengisian muatan listrik. Oleh karena itu periksa tinggi permukaan elektrolit. Jika kurang tambahkan dengan air suling ( air accu ). 

2.1. Air yang di gunakan untuk menambah elektrolit harus air suling ( air aki ), sampai batas indikator permukaan yaitu di bawah lubang pengisi atau sampai tanda " UPPER LEVEL " Jangan menambah elektrolit dengan air ledeng atau air sumur karena akan merusak aki.

2.2. Jangan sekali - kali menambah elektrolit ( accu zuur ), karena akan mengakibatkan berat jenis elektrolit terlalu tinggi dan akan mengurangi umur aki.

2.3. Jangan menunda mengisi air sampai permukaan elektrolit turun sedemikian rupa sehingga plat positif dan negatif muncul diatas permukaan elektrolit atau dibawah " LOWER LEVEL ", Hal ini akan mengakibatkan plat memutih sehingga tidak dapat berfungsi lagi.

PERHATIAN !
Jangan gunakan air-air ini (accu zuur, air sumur, air ledeng), karena dapat merusak cell pada aki

3. JAGALAH KEBERSIHAN AKI
3.1. Bersihkan terminal aki bila kotor atau berkarat dengan lap basah dan bubuhkan vaselin. Karena jika kotor / berkarat, akan berakibat kendaraan susah distarter.
3.2. Periksa pengikat aki untuk memastikan aki tidak lepas. Jika pengikat aki rusak, diganti yang baru.

Berikan vaseline pada terminal Aki agar tidak mudah berkarat

Periksa pengait aki. Jika rusak segera ganti dengan yang baru

Bersihkan terminal Aki bila kotor atau berkarat dengan lap basah

4. MENAMBAH MUATAN LISTRIK ATAU PENYETRUMAN ULANG
Aki yang telah diisi elektrolit ( accu zuur ) harus selalu dijaga dalam keadaan bermuatan listrik. Karena berbagai gangguan seperti sulfatasi, akan terjadi jika aki di diamkan lama dalam keadaan tidak bermuatan listrik. ( discharge ).

Untuk memeriksa keadaan muatan listrik melalui :

- Ukur berat jenis elektrolit jika turun dibawah 1.200 pada 20o C, maka aki perlu mendapat tambahan pengisian muatan listrik.
- Untuk aki kecil dimana elektrolit sedikit sehingga tidak dapat di ukur, maka keadaan muatan listrik dapat ditentukan dengan memasang lampu depan atau klakson. Jika lampu redup dan klakson lemah, maka aki perlu diisi muatan listrik.

http://sausbuku.blogspot.com/2010/02/sumber-sumber-tegangan-listrik-elemen.html

http://www.crayonpedia.org/mw/SUMBER_ARUS_LISTRIK.Sukis_Wariyono

http://www.gs.astra.co.id/ina/service_rawat.htm

http://cohesive98.wordpress.com/2011/11/23/arus-searah/

file:///G:/data%20ulfa/cara-kerja-sel-aki.html