Alternating Current (AC) & Direct Current (DC)

Dalam dunia kelistrikan, ada dua jenis arus utama yang mendominasi: Arus Bolak-balik (AC) dan Arus Searah (DC) . Arus-arus ini, dengan karakteristik dan penerapannya yang berbeda-beda, memainkan peran penting dalam menggerakkan dunia modern kita. Tapi apa yang membedakan mereka? Bagaimana perilakunya, dan di mana kegunaannya? Apa perbedaan antara AC dan DC?

Pada arus searah (DC), muatan listrik (arus) hanya mengalir dalam satu arah. Sebaliknya, muatan listrik dalam arus bolak-balik (AC) berubah arah secara berkala. Tegangan pada rangkaian AC juga mengalami pembalikan secara periodik karena arus berubah arah.

Sebagian besar elektronik digital menggunakan DC. Namun, penting untuk memahami beberapa konsep AC. Sebagian besar rumah dilengkapi kabel AC, AC juga memiliki beberapa sifat yang berguna, seperti mampu mengubah level tegangan dengan satu komponen (transformator), itulah sebabnya AC dipilih sebagai sarana utama untuk menyalurkan listrik dalam jarak jauh.

Alternating Current (AC)

Arus AC juga dikenal sebagai Arus Bolak-balik mengubah polaritas dan besarnya secara berkala dan terus menerus terhadap waktu. Arus AC dapat dihasilkan dengan alternator yang menghasilkan arus bolak-balik.

Setiap bentuk gelombang Ac mempunyai garis pembagi atau disebut garis tegangan nol yang membagi bentuk gelombang menjadi dua bagian karena arus AC berubah besar dan arahnya secara berkala sehingga pada setiap siklus lengkap mencapai nol volt.

AC bisa hadir dalam berbagai bentuk, asalkan tegangan dan arusnya bergantian. Jika kita menghubungkan osiloskop ke rangkaian AC dan memplot tegangannya seiring waktu, kita mungkin melihat sejumlah bentuk gelombang yang berbeda. Jenis AC yang paling umum adalah gelombang sinus. AC di sebagian besar rumah dan kantor memiliki tegangan berosilasi yang menghasilkan gelombang sinus.

Bentuk umum AC lainnya termasuk gelombang persegi dan gelombang segitiga:

Gelombang persegi sering digunakan dalam elektronik digital dan switching untuk menguji operasinya.

Gelombang segitiga ditemukan dalam sintesis suara dan berguna untuk menguji elektronik linier seperti amplifier.

Aplikasi AC

• AC digunakan untuk transmisi jarak jauh untuk Kantor dan Rumah
• Energy Loss pada AC lebih sedikit sehingga banyak digunakan pada transmisi
• Arus AC dapat diubah menjadi tegangan tinggi ke tegangan rendah dan tegangan rendah ke tinggi secara efisien menggunakan trafo.
• Daya AC digunakan dalam aplikasi dan peralatan yang lebih besar seperti Freezer, AC, Mesin Pencuci Piring, Mesin Cuci, Kipas Angin, dan lampu.

Direct Current (DC)

Arus DC disebut juga Arus Searah adalah aliran arus atau muatan listrik searah, tidak seperti AC, arus ini tidak berubah besaran dan polaritasnya terhadap waktu. Arus DC mempunyai besar dan arah yang tetap dan karena arah dan besarnya tidak berubah maka frekuensi arus DC adalah nol. Elektron dalam arus DC mengalir dari kerapatan elektron tinggi ke kerapatan elektron rendah.

DC didefinisikan sebagai aliran arus "searah"; arus hanya mengalir dalam satu arah. Tegangan dan arus dapat berubah-ubah sepanjang waktu selama arah alirannya tidak berubah. Untuk menyederhanakannya, kita asumsikan tegangan adalah konstan. Misalnya, Jika kita memplotnya dari waktu ke waktu, kita melihat tegangan konstan:

Aplikasi

Hampir semua proyek elektronik dan suku cadang yang dijual di SparkFun dijalankan di DC. Segala sesuatu yang menggunakan baterai, dicolokkan ke dinding dengan adaptor AC , atau menggunakan kabel USB karena dayanya bergantung pada DC. Contoh elektronik DC meliputi:

• Handphone
• TV layar datar (AC masuk ke TV, yang diubah menjadi DC)
• Senter
• Kendaraan hibrida dan listrik

Sejarah di balik AC dan DC

Pada akhir tahun 1880-an, berbagai penemuan di Amerika Serikat dan Eropa menyebabkan perselisihan besar-besaran antara distribusi arus bolak-balik dan arus searah.

Pada tahun 1886, Ganz Works, sebuah perusahaan listrik yang berlokasi di Budapest, mengaliri listrik ke seluruh Roma dengan AC. Thomas Edison, sebaliknya, telah membangun 121 pembangkit listrik DC di Amerika Serikat pada tahun 1887. Titik balik dalam pertempuran tersebut terjadi ketika George Westinghouse, seorang industrialis terkenal dari Pittsburgh, membeli paten Nikola Tesla untuk motor AC dan transmisi pada tahun berikutnya.

Thomas Alfa Edison

Pada akhir tahun 1800-an, DC tidak dapat dengan mudah diubah menjadi tegangan tinggi. Akibatnya, Edison mengusulkan sistem pembangkit listrik lokal kecil yang akan memberi daya pada lingkungan atau bagian kota tertentu. Listrik disalurkan menggunakan tiga kabel dari pembangkit listrik: +110 volt, 0 volt, dan -110 volt. Lampu dan motor dapat dihubungkan antara soket +110V atau 110V dan 0V (netral). 110V memungkinkan terjadinya penurunan tegangan antara pembangkit dan beban (rumah, kantor, dll.).

Meskipun penurunan tegangan pada saluran listrik telah diperhitungkan, pembangkit listrik harus berlokasi dalam jarak 1 mil dari pengguna akhir. Keterbatasan ini membuat distribusi listrik di wilayah pedesaan menjadi sangat sulit, bahkan mustahil.

Nikola Tesla & George Westinghouse

Dengan paten Tesla, Westinghouse berupaya menyempurnakan sistem distribusi AC. Transformator menyediakan metode murah untuk menaikkan tegangan AC hingga beberapa ribu volt dan menurunkannya kembali ke tingkat yang dapat digunakan. Pada tegangan yang lebih tinggi, daya yang sama dapat ditransmisikan pada arus yang jauh lebih rendah, yang berarti lebih sedikit daya yang hilang akibat hambatan pada kabel. Akibatnya, pembangkit listrik besar dapat berlokasi bermil-mil jauhnya dan melayani lebih banyak orang dan bangunan.

Selama beberapa tahun berikutnya, Edison menjalankan kampanye untuk mencegah penggunaan AC di Amerika Serikat, termasuk melobi badan legislatif negara bagian dan menyebarkan disinformasi tentang AC. Edison juga mengarahkan beberapa teknisi untuk menyetrum hewan dengan AC di depan umum untuk menunjukkan bahwa AC lebih berbahaya daripada DC. Dalam upaya untuk menunjukkan bahaya tersebut, Harold P. Brown dan Arthur Kennelly, karyawan Edison, merancang kursi listrik pertama di negara bagian New York yang menggunakan AC.

Pada tahun 1891, Pameran Elektro-Teknis Internasional diadakan di Frankfurt, Jerman dan memamerkan transmisi jarak jauh AC tiga fase pertama, yang menggerakkan lampu dan motor di pameran tersebut. Beberapa perwakilan dari General Electric hadir dan kemudian terkesan dengan tampilan tersebut. Tahun berikutnya, General Electric membentuk dan mulai berinvestasi pada teknologi AC.

Westinghouse memenangkan kontrak pada tahun 1893 untuk membangun bendungan pembangkit listrik tenaga air untuk memanfaatkan kekuatan air terjun Niagara dan menyalurkan AC ke Buffalo, NY. Proyek ini selesai pada 16 November 1896 dan listrik AC mulai menggerakkan industri di Buffalo. Tonggak sejarah ini menandai kemunduran DC di Amerika Serikat. Meskipun Eropa akan mengadopsi standar AC 220-240 volt pada 50 Hz, standar di Amerika Utara akan

Pembangkit Listrik Edward Dean Adams di Air Terjun Niagara

Sumber gambar :  teslasociety.com

Setelah ini seharusnya kita memiliki pemahaman yang baik tentang perbedaan antara AC dan DC. AC lebih mudah untuk diubah antar level tegangan, sehingga transmisi tegangan tinggi lebih mudah dilakukan. DC, sebaliknya, ditemukan di hampir semua elektronik. Anda harus tahu bahwa keduanya tidak dapat tercampur dengan baik, dan Anda perlu mengubah AC ke DC jika Anda ingin menyambungkan sebagian besar perangkat elektronik ke stopkontak. Dengan pemahaman ini, Anda harus siap untuk menangani beberapa sirkuit dan konsep yang lebih kompleks, meskipun mengandung AC.