Belajar Prinsip Listrik DC Kurang dari 1 Jam

Listrik DC atau listrik dengan arus yang tidak bersifat bolak balik merupakan salah satu hal yang cukup penting jikalau kamu ingin masuk ke teknik elektro dan turunannya. Akan tetapi, tidak dapat dipungkiri bahwa prinsip-prinsip dalam listrik DC memang terkadang sulit untuk dipelajari. Nah, kali ini, mari kita sama-sama belajar prinsip listrik DC.

Tetapi sebelum kita masuk lebih dalam, kita akan bahas terlebih dahulu apa itu pengertian arus DC dan AC. DC atau direct current adalah arus yang sifatnya tidak berubah terhadap waktu. Sehingga, bisa kita bilang bahwa arus DC adalah arus yang konstan yang bisa digambarkan seperti garis lurus. Sedangkan arus AC adalah arus bolak balik. Artinya, polaritasnya berubah setiap waktu. Jika digambarkan maka akan berbentuk seperti gelombang. 

1. Arus DC mengalir dari kutub positif ke negatif

Bayangkan listrik adalah aliran air. Ketika air mengalir, ia akan turun dari titik yang lebih tinggi ke titik yang lebih rendah. Hal yang serupa juga terjadi pada arus listrik DC. Arus DC akan mengalir dari titik yang memiliki potensial lebih tinggi ke titik yang memiliki potensial lebih rendah. Dalam istilah kelistrikan, hal ini disebut sebagai kutub positif dan kutub negatif.

Namun, untuk menghasilkan arus, kita harus menaruh sebuah hambatan di antara kedua kutub potensial sumber tegangan. Karena, apabila kita tidak memberikan hambatan, arus yang keluar akan mendekati tak terhingga menurut hubungan V = I.R, dengan I sebagai arus, V sebagai voltase/tegangan, dan R sebagai hambatan. Kejadian arus tak hingga ini disebut sebagai hubungan arus pendek. 

Sumber : Fundamental of Electric Circuits 5th Edition, Sadiku & Alexander

2. Arus DC tidak dapat melewati kapasitor

Pada arus AC, kapasitor berfungsi sebagai filter dan juga bertindak selayaknya sebuah resistansi (hambatan) dengan rumus 1/jωC. AKan tetapi, arus DC tidak dapat melewati kapasitor karena kapasitor berfungsi sebagai penyimpan energi listrik yang disimpan di dalam bentuk medan listrik. Alasan lainnya adalah karena arus DC tidak memiliki ω atau frekuensi. Sehingga, resistansi yang dihasilkan akan memiliki nilai mendekati tak hingga. 

Why AC Current Passes Through Capacitor DC AC Calm Down Calm Down Calm Down Calm Down | Capacitor Meme on ME.ME 

3. Arus DC tidak dapat di step-up dengan trafo

Transformer atau trafo adalah alat yang biasa digunakan untuk melakukan step-up ataupun step-down tegangan. Akan tetapi, pada kasus listrik DC, kita tidak bisa melakukan keduanya dengan trafo. Karena kumparan yang dilewati oleh listrik DC akan menghasilkan induksi elektromagnetik yang bisa menghasilkan Eddy Current. Eddy Current ini sendiri dapat menghasilkan panas yang dapat membakar ataupun merusak komponen elektronika. 

Sehingga, untuk melakukan proses step-down ataupun step-up pada arus DC, kita memerlukan sebuah rangkaian yang bernama converter. Ada 2 buah converter yang dapat meniru kinerja dari trafo step-down dan step-up. Untuk melakukan step-up, kita memerlukan sebuah converter yang bernama boost converter. Sedangkan untuk melakukan step-down, kita memerlukan converter yang bernama buck converter. 

4. Power yang dihasilkan arus DC bersifat real

Power (daya) yang dihasilkan oleh arus DC selalu bersifat real dengan mengikuti rumus P = V.I, dengan V melambangkan voltase dan I melambangkan arus. Hal ini membuat arus DC bersifat lebih menguntungkan dalam penggunaannya, karena daya yang dihasilkan tidaklah berupa daya nyata (W) dan daya reaktif (VAr), melainkan semuanya dalam bentuk daya nyata (W). 

How to derive apparent power formula for three phase AC system? - Electrical Engineering Stack Exchange 

Namun, jikalau digunakan dalam transmisi berdaya besar, hal ini bisa menjadi kerugian. Karena Watt yang besar berbanding lurus dengan pertambahan panas suatu benda. Oleh sebab itu, penggunaan arus DC yang terlalu besar juga bisa menjadi bencana dan menyebabkan kebakaran. Meskipun begitu, hal ini jadi berguna dalam pengelasan (welding) ataupun solder. 

Nah, jadi itulah beberapa sifat dari arus DC. Mudah bukan?

Ref : 

1. Sadiku, M., & Alexander, C. K. (2013). Fundamentals of Electrical Circuit 5th Edition. New York: McGraw-Hill Companies.

2. N. Mohan, "Switch Mode DC-DC Converters : Switching Analysis, Topology Selection," in Power Electronics : A First Course, Minneapolis, John Wiley & Sons, Inc., 2012, pp. 45-50.