Arus bolak-balik merupakan arus listrik yang mempunyai arah arus berubah bolak-balik. Sifat ini tidak sama dengan jenis arus searah dengan arah arus yang tetap atau tidak berubah. Biasanya, bentuk gelombang dari arus yang sering disebut dengan alternative current (AC) ini berupa gelombang sinusoida, sehingga aliran energinya tetap efisien.
Selain itu, jenis arus ini juga bisa mengalir dengan gelombang berbentuk segitiga atau segiempat. Sementara itu, umumnya, listrik dengan arus bolak-balik disalurkan dari sumbernya ke kantor maupun rumah penduduk. Distribusinya bisa juga berupa sinyal audio atau radio dari kabel.
Sejarah Perkembangan Arus Bolak-Balik
Sekitar tahun 1835, Hippolyte Pixii menciptakan pembangkit listrik dengan yang memiliki arus bolak-balik untuk pertama kalinya. Pixii menciptakan alat ini menggunakan putaran magnet.
Hingga sekitar tahun 1822, alat ciptaan Pixii tidak lagi menarik minat para ilmuwan. Sebab, desain yang dibutuhkan berfokus pada alat dengan arus yang searah. Analisis yang ada hubungannya dengan arus bolak-balik baru dimulai sekitar tahun 1882 dan terjadi perkembangan yang begitu pesat.
Pasalnya, ada banyak sekali penemuan yang berkaitan dengan listrik arus bolak-balik yang dilakukan oleh para ilmuwan ternama. Sebut saja Nikola Tesla dan Thomas Alva Edison. Sementara itu, Lord Kevin dan Sebastian Ferranti pada akhirnya menjadi pelopor terciptanya pembangkit listrik arus bolak-balik dan transformator.
Sistem listrik dengan arus bolak-balik untuk pertama kali diciptakan oleh William Stanley di Great Barrington, Massachusetts dengan dukungan dari Westinghouse. Pada waktu yang sama, Nikola Tesla juga baru saja mengawali penjualan desain sistem listrik dengan arus bolak-balik di New York.
Faktanya, New York pada waktu itu sudah menggunakan listrik dengan arus searah yang membuat penjualan pada akhirnya tidak memberikan hasil. Lalu, sekitar tahun 1887, C.S. Bradley menciptakan generator arus bolak-balik 3 fasa. Alat ini membuat listrik bolak-balik menjadi lebih efisien, sehingga masih digunakan hingga sekarang.
Kemudian, sekitar tahun 1900, alat tersebut dijadikan sebagai prinsip dasar sumber tenaga listrik di seluruh dunia. Pemakaian listrik dengan arus bolak-balik terus mengalami perkembangan teknologi yang begitu masif. Belum lagi dengan kemudahan arus ini dalam transmisi dan distribusinya.
Hal ini menjadikan arus listrik bolak-balik adalah saingan terberat dari listrik yang masih menggunakan arus searah. Distribusi listrik dengan arus searah yang dilakukan oleh Thomas Alva Edison pertama kali sekitar akhir dari abad ke-19 M lantas berakhir dengan hadirnya listrik arus bolak-balik.
Konsep Dasar Arus Bolak-Balik
Sebenarnya, konsep dasar dari arus listrik bolak-balik adalah implementasinya yang mengadaptasi prinsip elektromagnetik. Dua buah kutub medan magnet diposisikan pada suatu kumparan dengan lilitan konduktor. Baik medan magnet maupun kuat arus listrik bolak-balik muncul didapat dari luas permukaan kumparan tersebut.
Ciri-ciri Arus Bolak-Balik
Adapun ciri dari arus listrik bolak-balik antara lain:
- Aliran listriknya bolak-balik atau tidak satu arah.
- Nilai besaran frekuensinya berkisar antara 50 Hz atau 60 Hz.
- Sumber arus listrik berasal dari generator AC.
- Nilai besar arusnya terhadap satuan waktu selalu mengalami perubahan alias tidak tetap.
- Tegangan listrik membentuk grafik sinusoidal atau gelombang. Artinya, tegangan cenderung mengalami perubahan sesuai dengan fungsi sinus terhadap waktu.
Sumber Arus Bolak-Balik
Arus listrik bolak-balik bisa didapat dengan memakai generator listrik AC berfrekuensi rendah atau tidak lebih dari 1 kHz. Selanjutnya, prinsip dari pembangkit arus listrik ini dilakukan berdasarkan sifat elektromagnetik.
Sifat Rangkaian Arus Bolak-Balik
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, arus bolak-balik merupakan arus listrik dengan arah yang berubah bolak-balik. Sifat rangkaian dari arus listrik ini sudah pasti tidak sama dengan arus listrik satu arah yang arahnya cenderung tidak mengalami perubahan atau tetap terhadap satuan waktu.
Contoh Arus Bolak-Balik
Penggunaan arus bolak balik pada kehidupan sehari-hari adalah listrik yang ada di PLN dengan sumber listriknya adalah induksi elektromagnetik generator AC. Biasanya arus bolak balik digunakan dalam menghidupkan peralatan elektronik dalam rumah tangga. Penyaluran arus listrik bolak balik yaitu dari sumber listrik (PLN) menuju rumah-rumah masyarakat atau kantor-kantor.
Penerapan Arus Bolak-Balik
Listrik dengan arus bolak-balik diterapkan pada beberapa instrumen berikut ini.
1. Motor listrik arus bolak-balik
Motor listrik dengan arus bolak-balik memakai arus listrik yang prinsip kerjanya cukup sederhana, yaitu membalikkan arah secara kontinyu dan teratur pada suatu rentang waktu. Stator dan rotor adalah bagian dasar dari alat ini.
Stator adalah tempat rotor berputar, sedangkan rotor sendiri adalah suatu komponen listrik yang berputar guna membuat poros motor berputar. Motor listrik dengan arus bolak-balik membantu mengatasi salah satu kelemahan dari motor yang memakai arus searah, yaitu sulitnya mengendalikan kecepatan.
Motor arus bolak-balik telah memiliki penggerak yang disebut frekuensi variabel. Fitur inilah yang dapat membantu menaikkan kendali kecepatan dan menurunkan pemakaian daya listrik.
2. Motor induksi
Awal mula munculnya sistem kelistrikan modern adalah ketika motor industri memakai arus bolak-balik. Nikola Tesla adalah orang pertama yang menggunakan arus tersebut pada motor induksi. Pada motor induksi, arus bolak-balik memiliki peran utama sebagai penggerak rotor.
Pemakaian dari motor listrik dengan arus bolak-balik bisa dengan mudah ditemukan pada berbagai peralatan listrik rumah tangga. Misalnya kipas angin, pendingin ruangan, kulkas, hingga mesin cuci. Singkatnya, motor industri dengan arus bolak-balik mempunyai desain yang simpel dan perawatan yang minim.
Selain itu, sumber dari tegangan listrik untuk melakukan kinerja pada motor listrik bisa didapat langsung dari sumber arus bolak balik yang sudah tersedia pada instalasi atau pemasangan listrik bangunan.
3. Motor sinkron
Selanjutnya, motor sinkron yang masuk dalam kelompok motor listrik dengan sumber listrik bolak-balik. Cara kerjanya bermula ketika tegangan diberikan pada kumparan stator dengan sistem 3 fasa.
Pemberian tegangan dapat menciptakan fluks magnet putar dan memicu munculnya gaya gerak listrik pada kumparan stator. Perputaran yang terjadi secara kontinyu dapat menciptakan fluks magnet putar yang bisa memotong kumparan sewaktu-waktu.
4. Transformator
Transformator atau lebih kerap disebut dengan trafo adalah suatu alat dengan prinsip kerja yang bisa mengonversi arus bolak-balik ke arus listrik searah. Caranya yaitu dengan memindahkan tenaga listrik arus bolak-balik yang terjadi pada dua lilitan kawat atau lebih dari induksi elektromagnetik. Prinsip kerja dari trafo membuat alat ini menjadi salah satu yang diunggulkan daripada peralatan lainnya.
Cara Kerja Arus Bolak-Balik
Mudahnya, sumber listrik arus bolak-balik akan bekerja dari proses perputaran kumparan yang mendapatkan kecepatan sudut tertentu dan ada pada medan magnet. Cara kerja arus bolak-balik sendiri berbeda berdasarkan jenis rangkaiannya, yaitu resistor, induktor, dan kapasitor.
Demikian tadi informasi mengenai arus bolak-balik yang perlu diketahui. Pada dasarnya, listrik dengan arus bolak-balik lebih sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena berbagai keunggulan yang dimilikinya. Semoga bermanfaat.