Kenapa Listrik Rumah Menggunakan Arus Bolak-Balik (AC)?

Nino's Blog - Kenapa Listrik Yang Dialirkan Dari PLN Kerumah-rumah Menggunakan Jenis Arus Bolak-Balik Atau Alternating Current (AC)?

Ilustrasi Gambar Transmisi Energi Listrik - SUTET

Adakah diantara sobat Nino yang penasaran kenapa listrik dirumah kita menggunakan jenis bolak-balik (AC) sedangkan kebanyakan alat elektronik yang ada dirumah menggunakan listrik searah (DC)? Kalau dipikir secara awam kok kayaknya bikin nggak efisien ya, soalnya kalau ingin menggunakannya harus dirubah dulu dari AC ke DC, kenapa nggak dari sono nya aja langsung dikirim dalam bentuk listrik DC. Selain itu kan katanya listrik AC itu lebih berbahaya dibandingkan listrik DC 🤔.

Itu salah dua contoh pertanyaan yang dulu menggelayut dikepala Nino sebagai orang awam yang kurang pengetahuan. Yah setidaknya dari rasa ingin tahu tersebutlah kini Nino sedikit lebih mengerti alasan kenapa dirumah-rumah menggunakan arus listrik AC. Dan ternyata memang banyak alasan kenapa para produsen listrik (PLN) lebih memilih memproduksi listrik AC dibandingkan listrik DC. Dan salah satunya adalah terkait efisiensi (nah lho, kok bisa bikin lebih efisien sedangkan dalam pemakaiannya kudu melakukan perubahan terlebih dahulu🤔?). Yah untuk penjelasannya nanti akan Nino coba jabarkan dibawah, semoga bisa lebih mudah dipahami 😊.

Alasan-alasan digunakannya listrik AC dalam produksi dan pengirimannya dari sumber ke rumah-rumah :

1. Lebih Mudah Dirubah (Konversi).
   Tahukah sobat Nino bahwa lebih mudah merubah listrik AC menjadi listrik DC dibandingkan merubah listrik DC menjadi AC? Kalau sobat Nino pernah mempelajari sedikit saja dasar-dasar elektronika, tentunya sobat Nino akan setuju dengan alasan ini. Karena untuk merubah listrik AC menjadi DC kita hanya membutuhkan Dioda Penyearah (Rectifier), sedangkan untuk merubah arus DC menjadi arus AC membutuhkan sebuah rangkaian elektronik yang lebih rumit.
2. Lebih Mudah Dirubah Besaran Tegangan Dan Arusnya (Transformasi).
   Jika sobat Nino sudah membaca tulisan Nino terdahulu tentang jenis dan fungsi transformator atau trafo, tentunya sobat Nino juga akan setuju dengan alasan ini. Arus listrik AC hanya membutuhkan sebuah alat yang bernama Transformator atau Trafo untuk merubah besaran tegangan dan arusnya, sedangkan arus DC membutuhkan rangkaian elektronik yang lebih rumit.
   
   Dalam skala kecil (tegangan dan arus kecil) penggunaan rangkaian elektronik untuk merubah besaran tegangan dan arus listrik mungkin lebih efisien dibandingkan menggunakan trafo (melihat harga trafo yang relatif lebih mahal), namun jika sudah berbicara mengenai listrik dengan daya besar tentunya trafo lebih unggul dari segi harga. Jika sobat Nino sudah membaca tulisan Nino sebelumnya, tentunya sobat Nino sudah tahu dong, bahwa trafo hanya bekerja pada rangkaian arus listrik bolak-balik (AC). Bisa sih pakai arus DC, tapi kudu ditambah rangkaian switching yang tentunya menambah biaya.
   
   Selain masalah harga komponen, untuk menaikan tegangan arus DC dengan perbandingan yang besar menggunakan rangkaian elektronik cukup sulit. Berbeda dengan arus AC, yang hanya perlu memperbesar perbandingan kumparan primer dengan sekunder trafo untuk menaikan tegangannya sesuai yang diinginkan.
3. Lebih Hemat Untuk Transmisi Atau Pengiriman Jarak Jauh (Efisien). Jika sobat Nino sudah membaca tulisan Nino sebelumnya tentang reaktansi listrik dimana arus AC memiliki karakteristik menimbulkan resistensi sendiri dalam alirannya melewati induktor. Nah yang Nino maksud induktor dalam transmisi jarak jauh ini bukanlah sebuah kumparan atau lilitan kawat, melainkan kawat kabel yang digunakan sebagai jalur transmisi dimana panjangnya bisa mencapai ratusan kilometer (KM) yang tentunya akan menjadi lebih dari sekedar induktor.
   
   Dalam tulisan Nino sebelumnya sudah dijelaskan bahwa besarnya nilai reaktansi berbanding lurus dengan kuat arus (Ampere), frekuensi (Hertz) dan besaran induktansi (besaran induktansi sebanding dengan panjang kawat kumparan, namun disini Nino artikan sebagai panjang kawat penghantar). Namun selain kekurangan tersebut, arus AC memiliki kelebihan seperti yang sudah Nino jelaskan pada poin kedua tulisan ini yaitu mudah dirubah besaran tegangan dan arusnya atau ditransformasi. Inilah poin kunci dari efisiensi arus AC dalam pemakaiannya untuk transmisi jarak jauh.
   
   Dalam bidang elektonika atau kelistrikan sering kali kita temukan sebuah persamaan :

   

   Persamaan atau rumus daya listrik

   Sedangkan salah satu cara untuk mengurangi reaktansi induktansi yang timbul pada transmisi adalah menurunkan kuat arus yang mengalir pada penghantar (kabel kawat). Untuk merubah nilai besaran kuat arus listrik AC yang kita butuhkan hanya sebuah trafo step-up (penaik tegangan) untuk menaikan tegangan. Sesuai dengan persamaan diatas maka dengan menaikan nilai tegangan listrik maka kuat arus yang mengalir akan semakin kecil. Nah dengan kondisi arus yang kecil, selain memperkecil angka reaktansi induktif yang terjadi juga dapat menghemat kawat penghantar (kabel) karena ukuran penampang kawat penghantar berbanding lurus dengan kuat arus.
   
   Dalam bidang kelistrikan untuk menentukan ukuran penampang suatu penghantar listrik (kabel), pertimbangan pertama yang perlu diperhatikan adalah kuat arus listrik yang akan dialirkan. Semakin besar arus listrik yang akan dialirkan, maka semakin besar pula ukuran penampang kawat yang dibutuhkan. Jadi selain mengatasi masalah reaktansi induktif yang terjadi pada arus AC, dengan menurunkan besaran kuat arus juga mampu mengurangi penggunaan bahan penghantar listrik (kabel).
   
   Sebagai contoh untuk mentransmisikan daya listrik sebesar 150.000 watt dengan tegangan yang sudah ditingkatkan menjadi 15.000 volt maka arus yang mengalir hanya sebesar 10 ampere. Dengan arus yang hanya 10 ampere tersebut kita hanya membutuhkan penghantar dengan ukuran penampang yang kecil sekitar 1,3mm. Coba bandingkan jika kita mentransmisikan arus DC dimana hampir tidak mungkin untuk menaikan tegangannya mencapai 15.000 volt. Anggap saja kita mampu menaikan tegangan arus DC tersebut sebesar 1000 volt, maka arus yang mengalir masih sekitar 150 ampere. Untuk mengalirkan arus sebesar 150 ampere kita membutuhkan penghantar dengan diameter penampang sekitar 53,5mm.
   
   Dari situ kita sudah bisa lihat perbedaan yang cukup mencolok dimana untuk mentransmisikan daya listrik yang sama-sama 150.000 watt kita hanya membutuhkan kabel dengan ukuran yang jauh lebih kecil untuk arus listrik AC dibandingkan arus listrik DC. Belum lagi jika dikalikan dengan jarak antara sumber pembangkit dengan penerima yang bisa mencapai ratusan kilometer berapa kira-kira penghematan bahan penghantar (kabel) yang bisa kita capai?
   
   "Untuk melihat tabel ukuran kawat penghantar berdasarkan kuat arus listrik maksimalnya bisa sobat Nino lihat disini."
   
   Contoh diatas daya yang ditransmisikan hanya 150.000 watt. Padahal dalam sebuah pembangkit listrik skala besar, daya listrik yang dihasilkan mampu mencapai 1000 MW bahkan lebih. 1.000 MW sama dengan 1.000.000 KW sama dengan 1.000.000.000 watt. Coba sobat Nino bayangkan berapa ukuran kabel yang harus disiapkan untuk mentransmisikan semua daya listrik tersebut jika listrik yang diproduksi merupakan arus listrik searah (DC). Karena sebab itulah maka listrik arus bolak-balik masih dan akan tetap menjadi primadona para produsen listrik.

Itulah beberapa alasan yang mampu Nino uraikan kenapa listrik yang mengalir di rumah kita merupakan listrik arus bolak-balik (AC). Mohon masukannya jika adanya kesalahan dan kekurangan pada tulisan ini. Semoga tulisan ini mampu menambah sedikit wawasan kita tentang dunia kelistrikan sehingga kita mampu menerapkannya dalam kehidupan kita sehari-hari. Terimakasih sudah berkenan membaca tulisan ini, mohon bantu share jika sekiranya bermanfaat..Salam...