Mengapa Tegangan dan Frekuensi Berbeda-beda?

PADA MULANYA

Thomas Edison, pada awal abad 20, melakukan penelitian untuk mencari tegangan yang cocok untuk lampu. Ada dua hal yang dia coba teliti, yaitu terang lampu atau nilai lumen yang didapat, dan juga lifetime dari filamen didalamnya. Akhirnya, pak Edison memutuskan bahwa 110 volts adalah angka yang tepat pada saat itu. Lalu dari daerah yang lain, Tesla memutuskan bahwa 60 Hz adalah kecepatan yang paling cocok untuk sebuah motor induksi. Tahun 1970-an awal, industry listrik di Amerika meningkatkan tegangan menjadi 120/240 volts dengan alasan semakin banyaknya konsumer listrik.

MENGAPA BERBEDA

Tegangan yang lebih tinggi dengan daya yang sama, berarti arus yang lebih kecil. Arus lebih kecil berarti kabel yang lebih kecil. Jadi tegangan yang lebih tinggi berarti ukuran kabel yang dibutuhkan lebih kecil. Mengapa? Karena heat losses pada kabel atau konduktor disebabkan oleh arus, bukan tegangan.

Inilah mengapa instalasi listrik meningkatkan tegangan mereka di level transmisi hingga 500kV, 250kV, 125kV dan semacamnya, agar kabel yang digunakan bisa lebih kecil. Tapi tentunya jika tengangan semakin tinggi, ada hal lain yang terjadi, seperti korona, ketika udara di sekitar kabel menjadi konduktor juga.

Eropa, mengamati kemajuan di Amerika, memutuskan untuk menggunakan 220/240 untuk mengurangi ukuran kabel dan biaya. Mereka juga memutuskan untuk menggunakan 50Hz dengan alasan lifetime peralatan mekanikal akan lebih aman pada kecepatan ini. Tetapi frekuensi berbanding terbalik dengan ukuran transformer. Jadi untuk 50Hz, dibutuhkan ukuran transformer sedikit lebih besar dan lebih berat daripada 60Hz. Ini juga mengapa pada aplikasi pesawat udara, digunakan 400Hz, untuk mengurangi beban transformer yang harus diangkat.

Beberapa negara juga membuat angka tegangan dan frekuensi mereka berbeda dari negara lain untuk menjaga pasar dan industry dalam negeri mereka, karena equipment dari luar tidak akan cocok jika diterapkan di negeara tersebut.

INFORMASI LAINNYA

Tentu ada juga implikasi untuk keselamatan. Menggunakan tegangan yang lebih tinggi, artinya lebih berbahaya. Sebagai referensi, tubuh kita hanya mampu menahan sekitar maksimal 50 miliampere.

Ada juga anekdot mengatakan bahwa tegangan 100 volt lebih berbahaya daripada 400 volt. Mengapa? Karena ada beberapa orang yang menyangka tegangan 100 volts ini aman dipegang, dan tidak ada orang yang ragu bahwa tegangan 400 volt tidak boleh disentuh.

Menarik?