Pendahuluan
Paradigma umum selama belajar di bangku sekolah dasar terkait dengan bagaimana listrik mengalir dikatakan bahwa listrik mengalir dari Pembangkit Listrik ke rumah-rumah harus melalui konduktor berupa kabel dalam suatu sistem tertutup. Hal ini tentu saja merupakan kebenaran namun pertanyaan yang kemudian dipertanyakan bahwa apakah energi listrik hanya bisa di transferkan lewat rangkaian tertutup ?
Dalam perunutan sejarah, terkait Transfer Listrik Wireles ada beberapa ilmuan yang sempat mendesain dan membagun teori mengenai bagaimana supaya energi listrik dapat ditransferkan tanpa melalui kabel. Akhir abad ke 18, seorang ilmuan yang bernama Nikola Tesla memiliki pemikiran tentang bagaimana mentransmisikan tengangan dengan media udara atau dengan kata lain tanpa perantara kabel (wireless). Akan tetapi sangat disayangkan bahwa penemuan dan teknologi yang luar biasa ini harus dihentikan pada masa itu, karena efek samping dari tegangan tinggi yang ditransmisikan tersebut dapat merusak alat-alat elektronik yang berada di sekitarnya, serta lompatan listrik bertegangan tinggi yang dihasilkan dapat membahayakan umat manusia.
Selanjutnya
Pada abad ke-21, tepatnya pada tahun 2007 sekelompok ilmuan dari MIT
(Massachusetts Institute of Technology). Membuat sebuah sistem transmisi daya
dengan mengunakan “strongly coupled magnetic resonance”. Percobaan di lakukan
dengan mengunakan dua buah coil yang dihantarkan sebuah tegangan beresonansi
sehingga tercipta sebuah medan elektromagnet yang cukup kuat. Dari percobaan
ini tim MIT dapat mentransmisi daya yang cukup besar dengan kemampuan transmisi
sekitar 60W dengan effisiensi sekitar 40% pada jarak 2 meter. Percobaan dari MIT meskipun mengacu pada ide
dari percobaan yang dilakukan oleh tesla namun memiliki perbedaan yang
mendasar. Diantaranya pengunaan coil yang berfrekuensi tinggi lalu diterima
dengan mengunakan prinsip resonansi tanpa memerlukan grounding. Sedangkan, pada
percobaan tesla pada proses transmisi daya harus selalu terhubung dengan tanah
(groundingi).
Hal yang dipaparkan diatas memperlihatkan bahwa listrik dapat ditranfer atau ditransmisikan melalui medium udara atau tanpa bahan konduktor. Merujuk pada teori fisika, banyak teori yang mendukung hal tersebut seperti Hukum lens, resonansi ektromagnetik, induktansi dan lain2. Adapun makalah ini memamparkan tentang alat peraga untuk medemonstrasikan penomena transfer lisrik tanpa kabel dengan menggunakan prinsip induktansi.
Alat dan Bahan
Alat
1.
Solder
2.
Lem Lilin
3.
Timah Solder
4.
Pisau
Bahan
a.
Komponen elektronika
1.
Transistor PNP 2N2222A
2.
Saklar
3.
Lampur LED
4.
Socket dan slot listrik
5.
Kabel
b.
Bahan Lainnya
1.
Kawat tembaga (email)
2.
Triplek ukuran (25 x 8) cm
3.
Wadah baterei 2 slot
4.
Baterei 1,5 V
5.
Mistar plastik
Desain Alat
Berikut Desain awal alat demontrasi Transfer Listrik Wireles
Desain alat dirangkai dengan tujuan praktis untuk
mendemonstrasikan bahwa listrik dapat ditransfer tanpa kabel. Ada beberapa
bagian penting pada alat yang dapat dibagin menjadi 3 bagian utama yaitu meja
alat, Kumparan Transmiter dan Kumparan emiter.
Meja alat terbuat dari tripleks berukuran panjang
25 cm dan lebar 8 cm. Kemudian pada salah satu sisi triplek dilungangi.
Pelubangan di lakukan untuk memasang saklar dan dua buah lubang untuk slot
tempat memasang kumparan tansmiter. Juga pada bagian sisi ditempelkan mistar
untuk mempraktiskan pengukuran jarak. Dibagian bawah tripleks ditempelkan slot
bateri yang dirangkaikan dengan saklar dan socket. Untuk menopang triplek ke
empat sudut triplek diberikan penyangga yang berfungsi sebagai kaki meja.
Kumparan Transmiter dibuat dari loop kawat tembaga (email) yang dirangkai dengan Transistor dan Socket dikedua ujungnya. Untuk Kumparan transmiter ini dibuat dengan 3 keluaran loop untuk dihubungkan dengan transistor dan konektor yang nantinya akan dihubungkan dengan slot pada meja alat. Sementara untuk kumparan emiter juga dibuat dari bahan kawat tembaga yang dirangkaikan seri dengan Lampu LED. Kumpatan emiter ini diletakkan pada papan yang bisa geser. Adapun Gambar Sikuit rangkaian adalah sebagai berikut :
Cara Kerja
Alat
Tujuan dari alat ini adalah untuk mendemokan bahwa listrik dapat
ditransferkan dengan menggunakan kumparan. Komponen utama pada alat ini adalah
dua buah kumparan yaitu kumparan
transmiter dan emiter yang dipisahkan pada jarak tertentu. Kumparan Transmiter
adalah kumparan yang berhubungan langsung dengan sumber tegangan berupa Baterei
3 V (2 bateri 1,5 V). Kumparan emiter berfungsi sebagai penerima listrik yang
dirangkaikan secara seri dengan lampu LED. Lampu LED berfungsi sebagai indikator adanya energi listrik pada
kumparan Emiter. Saat LED menyala mengindikasikan adanya arus pada kumparan
emiter.
Dasar Teori
Jika kawat penghantar dialiri arus
listrik maka akan timbul persitiwa induktansi yaitu peristiwa munculnya medan
magnet disekitar kawat tersebut. Jika kasusnya dikembangkan dengan menambahkan
sebuah kumparan lain dan diltakkan pada area medan magnet kumparan pertama
maka, merujuk teori maxweel yang menyatakan bahwa medan listrik dapat
menciptakan medan magnet dan medan magnet dapat menciptakan medan listrik, maka
pada kumparan kedua tersebut akan muncul GGL sebagai dampak dari fluks
magnetnya yang ditimbulkan oleh kumparan pertama.
pada
dua buah kumparan yang di dekatkan, dimana salah satu kumparan dihubungkan
dengan sumber arus maka, pada kumparan yang lain akan timbul ggl yang
diakibatkan induktansi kumparan pertama, dimana. Menurut Hukum Faraday, besar
ggl ε2 yang diinduksi ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju
perubahan fluks yang melewatinya.
Hasil Uji Alat
Data yang diperoleh dari alat ini adalah data berupa jarak maksimal untuk
listrik dapat ditransferkan. Jarak maksimal di ukur dengan menggunakan Mistar
yang dilakukan dmelalui pengamatan jarak terjauh dimana lampu LED pada kumparan
emiter dapat menyala. Dari hasil uji alat diperoleh bersar jarak maksimal
transfer listrik yaitu
Data lainnya adalah mengenai besar arus yang ditransferkan pada jaka
tertentu. Untuk bagian ini data yang diperoleh bersifat kualitatif yang di
lihat dari nyala LED pada kategori terang, sedang dan redup. Adapun data kuat
arus yang diperoleh sebagai berikut :
|
Jarak Pisah (cm) |
Kategori nyala lampu |
|
0 – 1,2 |
Terang |
|
1,3- 2,1 |
Sedang |
|
2,2-2,5 |
Redup |
Data kualitatif dipilih dikarenakan data besar arus tidak bisa di ukur
secara pasti. Video pengukuran arus dapat dilihat melalui link https://drive.google.com/file/d/10EBzJsYZ3BLGE3dVpt7psGeLf9mH0rKm/view.
Dari data tersbut dapat diketahui bahwa listrik dapat ditransferkan
walaupun tanpa rangkai tertutup. Salah satu caranya adalah dengan
menggaplikasikan teori indusi. Terdapat jarak jangkauan tertentu dimana listrik
masih bisa ditransferkan. Diluar jangkauan kumparan emiter tidak dapat mengkap
energi listrik.
EmoticonEmoticon