TEGANGAN LISRIK | RUMUS TEGANGAN LISRIK | SUMBER TEGANGAN LISTRIK

Pengertian | Definisi Tegangan Listrik. Tegangan listrik adalah besarnya beda potensial antara dua titik yang dialiri oleh arus listrikyang diukur dalam satuan volt. Jadi jika arus itu mengalir, tapi tegangan itu tidak mengalir. Tegangan itu timbul akibat adanya arus mengalir yang ditahan oleh suatu resistansi dalam suatu rangkaian. Ini seperti pipa yang bergetar karena adanya air yang mengalir, semakin deras air mengalir maka tegangan pada pipa juga akan semakin kuat. Satuan tegangan listrik adalah Volt.

Secara teori dapat dinyatakan bahwa tidak ada arus listrik maka tidak akan ada tegangan. Memang secara praktek pernyataan itu benar, tapi yang menjadi pernyataan mengapa pada dua kawat yang terbuka jika diukur tegangannya ada tetapi arusnya tidak mungkin mengalir karena circuitnya terbuka (putus). Ini akan saya jelaskan berserta gambar pada bagian pengukuran.

Sumber-sumber Tegangan Listrik. Sumber utama listrik rumah tangga dan industri di negara ini adalah berasal dari litrik PLN (Perusahaan Listrik Negara). Ada beberapa industri menggunakan generator hanya sebagai cadangan jika supply listrik PLN padam. Alasannya sangat sederhana, yaitu karena listrik PLN jauh lebih murah dibanding dengan menggunakan tenaga diesel generator. PLN sendiri memiliki bermacam-macam pembangkit, tergantung kondisi ketersediaan energi daerah yang bersangkutan. 

Untuk daerah pegunungan biasanya memanfaatkan air terjun sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan turbin. Atau daerah rendah juga bisa memanfaatkan bendungan, yang kemudian debit air yang keluar diatur sedemikian rupa supaya bisa menggerakkan turbin. Batubara juga bisa dijadikan sumber tenaga listrik, yaitu menjadikannya sebagai bahan bakar pada boiler, uap boiler bisa menjadi sumber energi gerak pada turbin.

Sebenarnya antara arus dan tegangan sengat terkait erat, contohnya terkadang kita bingung dengan pernyataan sumber tegangan listrik atau sumber arus listrik. Menurut saya dua-duanya benar, karena pada saat arus mengalir maka teganganpun akan ada disana. Yang pasti pada dasarnya yang harus anda ketahui adalah bahwa arus atau tegangan listrik itu muncul hanya karena adanya elektron yang bergerak.

Rumus Menghitung Tegangan Listrik. Didalam pelajaran fisika sederhana rumus umum yang berlaku untuk menghitung tegangan listrik yaitu arus dikali tahanan. Atau bisa juga didapat dari daya (P) dibagi arus (I). Jika Seringkali anda mendengar orang PLN bilang daya listrik rumah anda 1300 watt, maka dapat disimpulkan bahwa arus yang bisa mengalir di rumah kita maksimal sebesar 5,9A atau bulatnya 6A. Makanya pada rumah yang dayanya 1300 watt dipasang MCB nya yang 6A sama pihak PLN, jadi pada saat pemakaian arus yang lebih dari 6A maka MCB akan turun dan memutuskan sumber arus listrik.

V = P / I

atau 

V = I. R

Keterangan :

V : Tegangan listrik (Volt)

I : Arus listrik (Ampere)

P : Daya listrik (watt)

Memang secara ilmu kelistrikan tingkat lanjut, baik arus kuat atau arus lemah maka akan banyak sekali variasi rumus atau rumus-rumus turunan hasil pengembangan. Hal itu tergantung kondisi rangkaian yang lebih komplek. Jadi tidak hanya ada resistor sebagai tahanan, tetapi juga ada kapasitor, induktor, dioda, transistor dan bahan-bahan semikonduktor lainnya yang semuanya akan mempengaruhi tegangan listrik yang mengalir pada rangkaian.

Cara Pengukuran Tegangan Listrik. Untuk mengukur tegangan yang jatuh pada kedua titik tertentu pada rangkaian maka kita membutuhkan alat ukur yang disebut voltmeter. Alat ini biasanya sudah terintegrasi dengan alat yang umum dipakai oleh para ahli service barang elektronik yaitu multimeter (tester). Karena pada multimeter selain mengukur tegangan, anda bisa juga mengukur tahanan dan arus listrik.

Yang harus anda perhatikan pada alat ukur tegangan listrik yaitu ada saklar pilih pada multimeter untuk menentukan apakah kita akan mengukur tegangan ac atau dc. Jadi jangan selektorny pada posisi dc tetapi anda mengukur tegangan ac. Perhatikan juga angka maksimal tegangan yang ditunjukkan oleh selector, jangan anda mengukur tegangan 220 volt dengan selector menunjuk pada angka 50 volt.

Yang pasti dalam melakukan pengukuran tegangan, dua titik yang anda ukur itu haruslah terdapat komponen elektronika yang memiliki tahanan. Karena jika anda hanya mengukur dua titik yang terhubung langsung pada kawat, maka bisa dipastikan tegangan yang jatuh adalah nol (mendekati 0 volt). Ini sesuai dengan hukum ohm, dimana jika tahanannya 0 ohm maka I x R juga akan 0 volt.

Perhatikan contoh gambar pengukuran pada rangkaian listrik di bawah :

Gambar Pengukuran Tegangan Pada Rangkaian Listrik

 Coba perhatikan 3 (tiga) titik pengukuran tegangan pada gambar rangkaian listrik di atas. 

1. Untuk mengukur tegangan supply (tegangan total), letak voltmeternya yang paralel dengan baterai, karena baterai adalah 9 volt dc, maka hasil pengukuran pada multimeter juga akan sama.
2. Untuk mengukur tegangan yang jatuh pada tahanan R1, jadi cara mengukurnya hubungkan positif multimeter dengan titik yang dianggap mempunyai polaritas yang lebih tinggi (lebih mendekati sumber + batere), jangan sampai terbalik.
3. Untuk mengukur tegangan yang jatuh pada lampu, jika tahanan dalam dari lampu tersebut adalah 10 Kohm, maka secara perhitungan tegangan yang jatuh pada lampu adalah 8,2 volt. Dan tegangan pada R1 adalah 0,8 volt.

Satu lagi contoh rangkaian listrik yang sederhana :

Percobaan mengukur tegangan listrik

Jika anda ingin membuktikan kebenaran rumus-rumus atau teori tentang tegangan listrik, anda bisa melakukan percobaan sederhana di rumah. Siapkan bahan-bahannya seperti batere, dua buah resistor dan satu buah multimter. Buatlah rangkaian seperti gambar di atas. Coba lakukan pengukuran pada masing-masing resistor dan bandingkan dengan hasil pergitungan.

Jika nilai resistor dan tegangan sesuai dengan gambar diatas maka secara perhitungannya sbb:

Arus yang mengalir : I = 9V / (1K + 2K) = 9V / 3000ohm = 3 miliAmpere

Tegangan pada resistor 1K = 3 mA x 1 Kohm = 3 volt

Tegangan pada resistor 2K = 3 mA x 2 Kohm = 6 volt

Selain menghitung arus terlebih dahulu anda bisa menggunakan rumus pembagi tegangan, agar cepat mendapat nilai tegangan yang jatuh pada titik tertentu.

Istilah tegangan  yang dikenal di masyarakat yaitu listrik tegangan tinggi dan listrik tegangan rendah. Secara angka atau nilai biasanya kita menganggap rendah atau tinggi itu berdasarkan suatu acuan. Kita sebut nilai ujian 9 tinggi karena nilai 10 adalah nilai maksimal, dan kita sebut nilai 4 rendah. Jadi sekarang apa acuan suatu tegangan listrik bisa disebut tegangan tinggi dan tegangan rendah. Menurut saya pribadi listrik disebut tegangan listrik apabila tegangan di atas 220 volt, karena tegangan ini bisa berbahaya untuk manusia. Sedangkan listrik tegangan rendah biasanya yang bersumber dari batere yaitu listrik (1,5 voltdc, 5 volt, 9 volt dan 12 volt).

Tapi dalam istilah PLN saya juga kurang tahu, apakah listrik dengan tegangan 220 volt itu mereka aggap sebagai tegangan tinggi, karena setahu saya pada nilai 220 itu merupakan nilai tegangan terendah yang mereka temui. Baik dari mulai listrik yang keluar dari pembangkit (mungkin ribuan Megawatt), trafo penurun, hingga gardu-gardu pada jalur distribusi.