Alat-Alat Pengaman pada Rangkaian Listrik

Listrik bagi manusia sangat lah penting sebagai sumber energi yang dimanfaatkan untuk kehidupan sehari-hari. Selain itu listrik juga memiliki dampak negatif, contoh : sengatan listrik pada manusia, kebakaran dan lain sebagainya. Oleh sebab itu manusia menganalisa dampak-dampak negatif tersebut dan merangkai alat pengaman listrik, Berikut ini beberapa alat pengaman pada rangkaian listrik :

1. Sekring

Gambar Sekring

Sekring biasanya digunakan sebagai pengaman instalasi rumah dan dirangkai secara seri dengan sakelar dwi kutub pada suatu PHB (Panel hubung bagi). Saat ini sudah jarang rumah-rumah menggunakan pengaman berupa sekring karena sekring hanya dapat digunakan sekali, ketika putus maka sudah tidak dapat digunakan lagi. Selain itu dengan adanya MCB perlu yang dapat digunakan berkali-kali, maka sekring yang digunakan pada instalasi rumah kini kian berkurang. Meski begitu sekring tidak hanya digunakan pada rangkaian instalasi rumah, beberapa rangkaian elektronik menggunakan sekring sebagai pengaman rangkaian input arus nya.

2. MCB (Miniature Circuit Breaker)

Gambar Miniature Circuit Breaker

Minature circuit breaker adalah bentuk mini dari breaker. Disebut mini karena arus yang di putus oleh MCB mencapai 2A, 4A, 10A, 32A. MCB biasanya digunakan sebagai pengaman pada instalasi rumah. terdapat 2 jenis MCB yaitu MCB 1 Fasa (Biasanya digunakan sebagai pengaman pada instalasi rumah tinggal yang sederhana), dan MCB 3 Fasa (biasanya digunakan sebagai pengaman rangkaian beban-beban yang memerlukan sumber 3 fasa).

MCB bekerja memutuskan arus listrik jika terjadi hubung singkat, dan beban lebih pada suatu rangkaian listrik. Jika arus listrik yang hubung singkat tidak segera putus maka dampaknya akan mengeluarkan percikan api dan mengakibatkan kebakaran.

3. MCCB (Modular Case Circuit Breaker)

Gambar Modular Case Circuit Breaker

Modular Case Circuit Breaker memiliki prinsip kerja yang sama dengan MCB. di dunia industri biasanya disebut dengan breaker dalam bahasa indonesia diartikan sebagai perusak, atau penghancur. Breaker dalam dunia listrik diartikan sebagai alat untuk memutus arus dan tegangan listrik jika terjadi kerusakan pada suatu rangkaian listrik contoh : Hubung singkat, dan beban lebih. Modular Case Circuit Breaker dapat ditemui di panel-panel utama suatu tempat yang membutuhkan arus cukup tinggi contoh : sekolah, pusat perbelanjaan, pabrik atau industri dan lain sebagainya. Ukuran suatu breaker untuk dapat memutus arus listrik pada suatu rangkaian listrik dapat mencapai cukup tinggi 100 A, 200 A, 400 A dan lain sebagainya.

4. ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)

Gambar Earth Leakge Circuit Breaker

Earth leakage circuit breaker adalah alat pengaman yang digunakan untuk mengamankan terjadinya kebocoran arus listrik atau tegangan listrik pada suatu rangkaian instalasi listrik. ELCB digunakan sebagai pengaman manusia dari tegangan sentuh dan arus listrik yang bocor atau sengatan listrik di suatu rangkaian instalasi listrik. ELCB akan bekerja memutus arus listrik pada suatu rangkaian ketika kabel fasa mengalami kebocoran arus yang langsung berhubungan dengan ground atau netral dalam waktu yang cukup singkat. Sehingga jika manusia sebagai korban kebocoran arus listrik dalam suatu rangkaian instalasi listrik dengan menggunakan pengaman ELCB maka sebelum manusia tersebut merasakan sengatan listrik ELCB telah memutuskan arus listrik.

5. Thermal Overload Relay

Gambar Thermal Overlod Relay

Thermal overload relay adalah suatu alat pengaman yang bekerja memutuskan arus listrik yang mengalir ketika suhu suatu rangkaian meningkat (ketika terjadi hubung singkat pada suatu rangkaian sebelum mengeluarkan percikan api, maka termal overload relay akan memutus arus listrik yang mengalir). Termal overload relay biasanya digunakan pada rangkaian listrik tiga fasa sebagai pengaman untuk beban motor listrik 3 fasa.

6. Hantaran Pentanahan (Ground)

Hantaran pentanahan merupakan salah satu pengaman suatu rangkaian listrik jika mengalami kebocoran arus maka arus tersebut akan langsung di netral kan ke permukaan bumi sehingga manusia tidak tersengat arus listrik yang bocor. Hantaran pentanahan merupakan salah satu komponen penting dalam suatu rangkaian instalasi jika akan memasang pengaman berupa ELCB.

Hantaran pantanahan juga merupakan komponen penting dalam suatu rangkaian penangkal petir. Ketika petir menyambar ujung penangkal petir maka akan diteruskan menuju bumi oleh hantaran pentanahan sehingga petir yang memiliki tegangan tinggi tersebut menjadi tidak berbahaya lagi.

7. ACB (Air Circuit Breaker)

Gambar Air Circuit Breaker

Air circuit breaker adalah suatu alat pengaman suatu rangkaian listrik dengan tegangan listrik rendah atau pun tinggi yang bekerja meredam busur api yang dihasilkan dari hubung singkat dengan cara memanfaatkan tekanan udara pada atmosfer.

8. OCB (Oil Circuit Breaker)

Gambar Oil Circuit Breaker

Oil circuit breaker adalah alat pengaman suatu rangkaian listrik yang dapat bekerja menggunakan bahan utama berupa minyak untuk memadamkan busur api yang timbul. Apabila terjadi busur api dalam minyak, maka minyak akan berubah menjadi uap minyak dan memadamkan busur api akan dikelilingi oleh busur api sehingga busur api akan padam.

9. VCB (Vacum Circuit Breaker)

Gambar Vacum Circuit Breaker

Vacum circuit breaker merupakan alat pengaman rangkaian listrik yang berfungsi memadamkan busur api dengan memanfaatkan ruang hampa pada alat tersebut.

10. SF6 CB (Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker)

Gambar Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker

Sulfur hexafluoride circuit breaker adalah pemutus rangkaian yang menggunakan gas SF6 sebagai sarana pemadam busur api. Gas SF6 merupakan gas berat yang mempunyai sifat dielektrik yang dapat memadamkan memadamkan busur api yang baik sekali. 

Kesalahan dalam Pengukuran (Penggunaan Alat Ukur Listrik)

Manusia merupakan makhluk ciptaan Tuhan yang paling sempurna dari makhluk ciptaan NYA yang lain. Meski begitu disisih lain tidak ada manusia yang sempurna setiap manusia memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing sehingga manusia harus hidup secara berdampingan saling melengkapi antara satu dengan yang lain. Selain itu manusia tiap manusia pernah melakukan kesalahan yang disengaja atau pun tidak disengaja. Begitu pula dengan alat atau benda yang dikembangkan oleh manusia, alat atau benda yang dikembangkan oleh manusia akan memiliki kemungkinan lebih besar terjadi kesalahan, dan suatu saat pasti akan tidak dapat digunakan lagi.

Pengertian pengukuran adalah suatu kegiatan yang dilakukan oleh manusia untuk menentukan nilai suatu besaran, dimensi, atau kapasitas, dengan cara membandingkan pada suatu standar yang telah disepakati. Pengukuran juga dapat diartikan sebagai penerjemahan suatu besaran yang tidak dapat diukur oleh manusia dengan menggunakan dengan menggunakan alat ukur sehingga dapat dihitung dan dibandingkan.

Dalam penggunaan alat ukur listrik juga dapat terjadi kesalahan. kesalahan tersebut dapat disebabkan oleh manusia yang melakukan pengukuran atau alat ukur yang digunakan. kesalahan dalam menggunakan alat ukur dibagi menjadi tiga yaitu :

1. Kesalahan umum (Gross Errors)

Kesalahan ini biasanya disebabkan oleh kesalahan manusia yang tidak teliti atau ceroboh. Terdapat berbagai kesalahan yang disebabkan oleh manusia yaitu dapat disebabkan oleh pengaturan yang kurang tepat, kesalahan dalam melakukan pembacaan sekala pada alat ukur, dan penggunaan alat ukur yang tidak sesuai dengan prosedur akan menyebabkan kesalahan dalam pembacaan alat ukur. Untuk menghindari kesalahan umum dalam mengukur perlu dilakukan pengukuran lebih dari kali untuk memastikan bahwa hasil pengukuran tepat.

Gambar kesalahan membaca, jika pembacaan alat ukur dilakukan dari samping kiri atau kanan maka hasilnya tidak meleset dari hasil sesungguhnya.

Gambar pembacaan alat ukur yang tepat, dilakukan dari depan alat ukur maka tidak akan muncul bayangan yang membingungkan ketika melakukan pengukuran

2. Kesalahan sistematis (Systematic Errors)

Kesalahan sistematis biasanya disebabkan oleh alat ukur yang kurang memadai (alat ukur mengalami kerusakan ringan atau pun berat). Kesalahan sistematis merupakan kesalahan yang tidak bisa dihindari dari alat ukur karena alat ukur memiliki struktur yang mekanis. Penyebab kesalahan sistematis dapat dipengaruhi oleh efek dari suhu, tekanan udara, dan medan magnet di suatu ruangan dimana suatu alat ukur digunakan.

Berikut ini beberapa kemungkinan kesalahan sistematis yang dapat terjadi : gesekan beberapa komponen yang bergerak dapat mengakibatkan pembacaan menjadi tidak tepat. Tarikan pegas yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat atau pembebanan alat ukur yang lebih. Selain dari beberapa hal yang telah disebutkan di atas masih ada kesalahan yang mungkin dapat terjadi yaitu kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan alat ukur terlalu tinggi atau terlalu rendah dari nilai sesungguhnya. Membandingkan suatu alat ukur dengan alat ukur lain yang memiliki karakteristik sama dan akurasi yang lebih tinggi merupakan cara untuk memastikan bahwa suatu alat ukur memiliki kesalahan secara sistematis.

3. Kesalahan acak yang tidak disengaja (Random Errors)

Kesalahan acak yang tidak disengaja merupakan kesalahan yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain disebabkan oleh perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan-kesalahan semacam ini biasanya kemungkinan terjadi sangat kecil.

Kesalahan umum, kesalahan sistematis, dan kesalahan acak yang tidak disengaja memiliki kemungkinan yang tinggi terjadi pada alat ukur analog, pada saat ini telah ada alat ukur digital yang memiliki ketepatan tinggi, meskipun juga memiliki kemungkinan kesalahan tapi tidak sebesar alat ukur analog, oleh sebab itu alat ukur analog sudah jarang digunakan.

Yang perlu diperhatikan ketika menggunakan alat ukur analog adalah :

Memilih instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu.

Mengunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui kerusakan pada alat ukur.

Mengkalibrasi alat ukur dengan alat ukur yang standar.

Melakukan pengukuran lebih dari satu kali untuk memastikan hasilnya tidak berubah-ubah.

Melakukan pengukuran sesuai dengan cara atau prosedur penggunaan alat ukur.

Melakukan perawatan pada alat ukur.

Pengertian Listrik dan Beberapa Fungsinya

Listrik adalah suatu zat yang dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang bergerak pada satu titik (-) ke titik lain (+). Listrik merupakan sumber energi yang penting bagi manusia, hampir 80% alat-alat yang digunakan manusia membutuhkan listrik contoh sederhana untuk berkomunikasi manusia pasti mengunakan handphone, tablet, android dan sebagainya. Selain itu di bumi tak selalu disinari oleh cahaya matahari oleh sebab itu manusia memerlukan alat penerangan. Untuk kegiatan transformasi bahkan memerlukan energi listrik sebagai penggerak pada kendaraan bermotor.

Listrik berdasarkan sumbernya dibagi menjadi dua yaitu :
1. Listrik Alami

Listrik alami (Petir) adalah listrik yang muncul secara alami (merupakan fenomena alam yang sering terjadi ketika hujan) tanpa campur tangan manusia. Secara Fisika petir disebabkan oleh adanya perbedaan potensial antara awan dengan bumi, atau awan dengan awan lainnya. Awan yang bergerak teratur akan memiliki nilai muatan positif di salah satu sisi dan muatan negatif di sisi lainnya. Ketika awan dan bumi memiliki nilai perbedaan potensial yang cukup besar, makan akan terjadi pembuangan elektron ke bumi untuk mengembalikan awan pada kondisi seimbang.

2. Listrik Buatan

Gambar sumber energi utama yang digunakan untuk memproduksi energi  listrik, waduk (Pembangkit listrik tenaga air), PLTU (Pembangkit listrik tenaga uap atau panas bumi) Kincir angin (Pembangkit listrik tenaga angin)

Listrik buatan adalah listrik yang sengaja dibuat oleh manusia (tidak di buat oleh manusia, manusia hanya merubah suatu zat yang sudah menjadi zat baru yang memiliki fungsi tertentu "mengubah") untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Listrik buatan dapat dihasilkan dari berbagai macam energi yang menghasilkan gerak. Gerak yang dihasilkan tersebut dimanfaatkan untuk memutar turbin generator sehingga dapat menghasilkan energi listrik. Contoh energi gerak yang dimanfaatkan untuk memutar turbin pada generator yaitu air mengalir, angin, uap atau panas bumi, dan lain-lain sebagainya.

Terbentuknya Listrik
Listrik tidak muncul begitu saja, ada beberapa faktor yang menyebabkan listrik dapat dimanfaatkan. Berikut ini beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya energi listrik :

1. Pertama harus ada sumber arus listrik atau sumber tegangan yang sebagai penghasil listrik sehingga listrik dapat disalurkan.
2. Selanjutnya listrik dapat mengalir karena adanya media penghantar. Penghantar dapat berupa benda-benda yang bersifat konduktor, contoh : tembaga, aluminium, besi, beberapa jenis logam lainnya, bahkan manusia juga merupakan konduktor meskipun bukan konduktor yang baik. 
3. Perbedaan potensial atau tegangan adalah faktor utama yang menyebabkan listrik dapat mengalir. Tanpa adanya perbedaan potensial maka alat-alat listrik yang dialiri arus listrik tidak akan bekerja. Begitu pula ketika manusia dialiri arus listrik jika tidak ada perbedaan potensial maka manusia tersebut tidak akan terkena sengatan listrik.

Listrik merupakan energi yang dapat diubah menjadi berbagai macam jenis energi lain dengan menggunakan alat tertentu, contoh : energi listrik diubah menjadi energi panas, energi listrik diubah menjadi energi gerak, dan lain sebagainya.
Contoh pemanfaatan energi listrik yang digunakan pada kehidupan manusia sehari-hari :

A. Sebagai Penerangan (Cahaya)

Gambar Lampu pijar sebagai alat yang digunakan untuk penerangan yang memanfaatkan energi listrik

Karena adanya siang dan malam aktivitas manusia di bumi tidak selamanya disinari oleh cahaya matahari, oleh sebab itu manusia memanfaatkan energi listrik dengan merubah nya menjadi sumber cahaya. Alat yang digunakan untuk merubah energi listrik menjadi energi cahaya adalah lampu.

B. Sebagai Pemanas
Ada berbagai macam kehidupan manusia, yang membutuhkan suhu tinggi misalkan untuk mengawetkan makanan. makanan memiliki jangka kelayakan untuk dikonsumsi, supaya suatu makanan dapat bertahan melebihi jangka kelayakan nya perlu dilakukan pengawetan. Terdapat berbagai macam jenis pengawetan makanan, yang akan dibahas adalah pemanasan. Untuk mengawetkan suatu bahan makanan manusia perlu menaikkan suhunya sampai 100^oC atau lebih, maka memerlukan alat berupa kompor listrik.

Tidak hanya mengawetkan makanan energi panas juga dibutuhkan oleh manusia untuk melakukan penyambungan pada suatu rangkaian elektronika menggunakan alat berupa solder listrik. namun pemanas lebih banyak diterapkan pada alat rumah tangga contohnya : kompor listrik, microwave, pemanggang roti, penanak nasi, dan lain sebagainya. Berbagai macam alat-alat tersebut memerlukan komponen utama untuk merubah energi listrik menjadi energi panas dengan menggunakan elemen pemanas.

C. Sebagai Penggerak

Gambar motor 3 fasa yang berfungsi sebagai penggerak baling-baling pada pompa air sentrifugal 

Mahluk ciptaan Tuhan termasuk manusia tentunya memiliki berbagai macam batasan. Misalkan untuk mengambil air dari suatu sumur manusia dapat mengambil 40 liter tiap 20 menit. maka dalam waktu 1 jam manusia tersebut dapat mengambil air sebanyak 120 liter jika manusia tersebut tidak mengalami penurunan kecepatan dalam mengambil air pada sumur tersebut akibat kelelahan. ketika manusia tersebut telah sampai pada batas nya maka pekerjaan akan berhenti. Oleh sebab itu manusia memanfaatkan energi listrik untuk menggerakkan motor pada pompa air, sehingga pekerjaan mengambil air pada sumur tersebut menjadi lebih ringan, cepat, dan efisien.

Tidak hanya mengambil air dari sumur, berbagi macam pemanfaatan energi listrik sebagai energi gerak dapat juga diaplikasikan untuk penggerak kipas angin, penggerak alat rumah tangga, penggerak kendaraan bermotor, bahkan digunakan sebagai penggerak mesin produksi di pabrik-pabrik, dan lain sebagainya. Alat yang digunakan untuk merubah energi listrik menjadi energi gerak adalah motor listrik, output dari motor listrik dihubungkan dengan beban yang akan digerakkan.