Pengertian Tegangan Listrik (Electric Voltage) ~ HME FT UNTIRTA

Tegangan Listrik adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan unit muatan listrik dari satu tempat ke tempat lainnya. Tegangan listrik yang dinyatakan dengan satuan Volt ini juga sering disebut dengan beda potensial listrik karena pada dasarnya tegangan listrik adalah ukuran perbedaan potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik. Suatu benda dikatakan memiliki potensial listrik lebih tinggi daripada benda lain karena benda tersebut memiliki jumlah muatan positif yang lebih banyak jika dibandingkan dengan jumlah muatan positif pada benda lainnya. Sedangkan yang dimaksud dengan Potensial listrik itu sendiri adalah banyaknya muatan yang terdapat dalam suatu benda.

Tegangan listrik dapat juga dianggap sebagai gaya yang mendorong perpindahan elektron melalui konduktor dan semakin tinggi tegangannya maka semakin besar pula kemampuannya untuk mendorong elektron melalui rangkaian yang diberikan. Muatan listrik dapat kita analogikan sebagai air di dalam sebuah tangki air, sedangkan Tegangan listrik dapat kita analogikan sebagai tekanan air pada sebuah tangki air, semakin tinggi tangki air di atas outlet semakin besar tekanan air karena lebih banyak energi yang dilepaskan. Demikian juga dengan tegangan listrik, semakin tinggi tegangan listriknya maka semakin besar energi potensial yang dikarenakan semakin banyak elektron yang dilepaskan.

Apabila pada saat dua distribusi muatan listrik yang dipisahkan oleh jarak tertentu, maka akan terjadi kekuatan listrik diantara keduanya. Jika distribusinya memiliki muatan yang sama (kedua-duanya positif atau kedua-duanya negatif) maka saling berlawanan atau saling tolak menolak. Namun apabila dua distribusi muatan berbeda (satu positif dan satunya lagi negatif) maka akan menyebabkan gaya yang saling tarik-menarik. Pada saat kedua distribusi muatan tersebut disambungkan dengan rangkaian atau beban yang unit positifnya sedikit maka unit positif tersebut akan dipengaruhi oleh kedua distribusi muatan tersebut.

Sebuah sumber tegangan listrik yang konstan biasanya disebut dengan tegangan DC (tegangan searah) sedangkan sumber tegangan listrik yang bervariasi secara berkala dengan waktu disebut dengan tegangan AC (tegangan bolak balik). Tegangan listrik diukur dengan satuan Volt yang dilambangkan dengan simbol huruf “V”. 1 Volt (satu Volt) dapat didefinisikan sebagai tekanan listrik yang dibutuhkan untuk menggerakan 1 Ampere arus listrik melalui konduktor yang beresistansi 1 Ohm. Istilah “VOLT” ini diambil dari nama fisikawan Italia yang menemukan baterai volta (Voltaic Pile) yaitu Alessandro Volta (1745-1827).

Baterai dan pencatu daya (power supply) merupakan contoh sumber yang menghasilkan tegangan DC (tegangan searah) yang stabil seperti menghasilkan tegangan DC 1,5V, 3V, 5V, 9V, 12V dan 24V. Sementara sumber tegangan AC (tegangan bolak-balik) tersedia untuk keperluan peralatan rumah tangga dan industri. Tegangan AC standar yang digunakan di Indonesia adalah 220V, sedangkan di negara lain ada yang menggunakan 100V, 110V ataupun 240V.

Jenis Tegangan

Berdasarkan aliran arusnya, tegangan listrik dibagi menjadi dua, yaitu Tegangan DC dan Tegangan AC. Tegangan DC adalah tegangan dengan aliran arus searah, sedangkan tegangan AC adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Masing-masing tegangan ini memiliki fungsi dan aplikasi yang berbeda-beda tergantung kondisi dan kebutuhan.

Tegangan DC (Direct Current)

Tegangan DC adalah tegangan dengan aliran arus searah. Tegangan DC memiliki notasi/tanda positif pada satu ttiknya dan negatif pada titik yang lain. Sumber-sumber tagangan DC diantaranya adalah elemen volta, battery, aki, solar cell dan adaptor/power supply DC. Pemasangan tegangan DC pada rangkaian harus benar sesuai kutubnya karena jika terbalik bisa berakibat kerusakan pada kedua bagian.

Aplikasi tegangan DC banyak kita jumpai pada peralatan elektronik portabel seperti handphone, remote, sepeda motor, mainan dan pemutar musik portabel. Sekarang ini sudah banyak dipakai sumber tegangan DC berupa battery yang bisa diisi ulang (recharge) jadi jika tegangan listrik pada battery habis bisa dibangkitkan lagi dengan mengisinya.

2. Tegangan AC (Alternating Current)

Tegangan AC adalah tegangan dengan aliran arus bolak-balik. Tegangan AC tidak memiliki notasi/tanda seperti tegangan DC. Oleh karena itu pemasangan tegangan AC pada rangkaian boleh terbalik kecuali untuk aplikasi tegangan AC 3 phase pada motor listrik. Sumber-sumber tegangan AC diantaranya adalah listrik rumah tangga (dari PLN), genset, dinamo sepeda dan altenator pada mobil atau sepeda motor.

Ada dua jenis tegangan AC yaitu single phase dan triple phase atau 3 phase. Tegangan listrik AC yang kita pakai sehari-hari merupakan jenis tegangan AC single phase, artinya hanya ada satu phase dan ground/netral. Oleh karena itu tegangan AC single phase hanya membutuhkan dua titik kabel koneksi.

Tegangan AC 3 phase membuthkan tiga kabel untuk bekerja, yaitu dikenal dengan istilah R, S dan T. Tegangan listrik 3 phase banyak dipakai pada dunia industri khususnya untuk menggerakkan motor listrik. Jika kita membutuhkan tegangan AC 3 phase namun hanya memiliki sumber tegangan AC single phase maka kita memerlukan sebuah inverter untuk membuat listrik single phase menjadi 3 phase.

Simbol Tegangan Listrik DC dan Simbol Tegangan Listrik AC

Rangkaian-rangkaian Elektronik pada umumnya beroperasi dengan menggunakan tegangan DC yang rendah seperti 1,5V hingga 24V DC. Simbol sumber tegangan DC pada rangkaian-rangkaian elektronik biasanya adalah simbol baterai dengan tanda positif (+) dan tanda negatif (-) yang menunjukan arah polaritasnya. Sedangkan simbol tegangan AC pada rangkaian listrik atau rangkaian elektronik adalah sebuah lingkaran bulat dengan gelombang Sinus didalamnya. Simbol tegangan listrik dinyatakan dalam V ditulis dengan huruf besar. Pada beberapa kasus juga ditemui penggunaan simbol E, tujuannya agar tidak bingung antara V sebagai simbol dan V sebagai satuan (Volt). Khusus untuk tegangan DC juga bisa ditulis dengan simbol B, yaitu singkatan dari Battery.

Mengukur Tegangan

Untuk dapat mengetahui besarnya tegangan antara dua titik maka kita akan membutuhkan sebuah alat ukur. Ada dua alat ukur yang dapat dipakai untuk mengukur tegangan listrik yaitu Voltmeter (bagian dari Multimeter) dan Oscilloscope. Khusus untuk tegangan AC, dengan Voltmeter/Multimeter kita hanya bisa mengetahui nilai tegangannya saja, sedangkan dengan oscilloscope kita bisa melihat bentuk gelombang sekaligus menghitung frekuensinya.