Speaker

Impedansi pada speaker biasanya berkisar mulai dari 6, 8, 15, dan 16Ω. Besar impedansi ini dianggap sebagai nilai yang telah sesuai dengan arus dan aliran tegangan yang dibutuhkan oleh speaker tersebut. Speaker cenderung dirancang untuk menghasilkan suara yang keras, oleh karena itu tingkat impedansi yang diberikan pada speaker tidaklah begitu besar (impedansi yang kecil akan menghasilkan suara yang keras). Namun berbagai besar tingkat impedansi di atas sudah diperhitungkan agar tidak membahayakan pendengaran manusia dan tetap enjoyable.

Headphone

Impedansi pada headphones akan berpengaruh pada volume yang diproduksi oleh headphone tersebut. Berdasarkan besar impedansinya, headphones dibagi menjadi tiga kelas utama, yaitu broadcast, professional dan portable.

Kelas broadcast memiliki impedansi yang relatif tinggi, biasanya berkisar antara 1500Ω – 2000Ω.

Kelas professional memiliki besar impedansi yang berkisar antara 150Ω – 600Ω. Jenis headphone ini merupakan headphone dengan impedansi terkecil dan menghasilkan suara yang paling kencang.

Kelas berikutnya adalah headphone yang digunakan pada CD players dan sejenisnya (kelas portable). Besar impedansi untuk kelas ini berkisar antara 8Ω – 32Ω. Namun karena power supply dari headphone tipe ini biasa bersumber dari baterai (power supply yang lemah), maka kekencangan suara yang dihasilkan juga tidak sebaik kelas professional.

Earphone

Untuk earphone, saya tidak dapat menemukan referensi pasti yang menyebutkan nilai impedansinya. Namun jika kita lihat, earphone tidak jauh beda dengan headphone kelas portable. Seharusnya impedansi yang diberikan pada earphone besarnya tidak jauh beda juga dengan impedansi headphone kelas portable. Dari data penjualan dan spesifikasi earphone yang saya dapat, dapat disimpulkan bahwa earphone terbagi dalam dua kelas impedansi, yaitu earphone dengan impedansi 16 Ω dan earphone dangan impedansi 32Ω.

Apa efek jika 2 headphone dipararel? Berapa besar penurunan daya yang ditransfer dari kondisi ideal?

Ketika speaker disusun secara pararel, impedansinya akan tersusun secara pararel juga. Pada dasarnya headphone juga merupakan alat yang komponen utamanya sama dengan speaker shingga perhitungan besar impedansi dengan berbagai susunan pada headphone akan sama dengan perhitungan pada speaker.

Seperti telah dijelaskan di atas, ketika headphone disusun secara pararel, impedansinya akan tersusun secara pararel juga, sehingga perhitungannya juga akan sama dengan cara perhitungan pada resistor yang tersusun pararel yaitu sebagai berikut:

dimana:

R = impedansi total (ohm)

R1, R2, R3, … = impedansi masing-masing speaker (ohm)

Untuk penurunan daya, ketika seluruh headphone yang dirangkai pararel memiliki besar impedansi yang sama maka daya listrik juga akan terbagi rata sesuai jumlah headphone yang dirangkai (100 watt/4 = 25 watt).

Untuk memperjelas pengertian-pengertian di atas, saya sertakan perhitungan di bawah ini:

Apa efek jika 2 headphone diseri? Berapa besar penurunan daya yang ditransfer dari kondisi ideal?

Ketika headphone disusun secara seri, impedansinya akan tersusun secara seri juga, sehingga perhitungannya juga akan sama dengan cara perhitungan pada resistor yang tersusun seri yaitu sebagai berikut:

dimana:

R = impedansi total (ohm)

R1, R2, R3, … = impedansi masing-masing speaker (ohm)

Untuk penurunan daya, ketika seluruh headphone yang dirangkai seri memiliki besar impedansi yang sama maka daya listrik juga akan terbagi rata sesuai jumlah headphone yang dirangkai (100 watt/4 = 25 watt).

Untuk memperjelas pengertian-pengertian di atas, saya sertakan perhitungan di bawah ini:

Tambahan

Bagaimana ketika susunan seri dan pararel digabungkan? Bagaimana efeknya pada penurunan daya?

Ketika susunan seri dan pararel digabungkan, daya juga akan terbagi sesuai dengan besar impedansi yang dimiliki headphone. Untuk memperjelasnya mari kita lihat contoh di bawah ini:

Dari rangkaian total, dapat dilihat rangkaian besar dari speaker di atas adalah rangkaian seri. Jika dilihat dari besar impedansi pada speaker, speaker A dan B memiliki besar impedansi 4Ω (karena mereka tersusun secara pararel), maka daya yang berada pada kedua speaker tersebut tentunya akan berbeda dengan daya yang akan melewati speaker C yang memiliki impedansi 8Ω.

Pada kondisi normal (seri atau pararel biasa) ketiga speaker akan memiliki daya yang sama yaitu 100watt/3 = 33,333 watt. Namun karena adanya rangkaian khusus maka daya pada speaker A dihitung dengan cara: (impedansi gabungan speaker A dan B/impedansi speaker A)*daya yang seharusnya diterima pada kondisi normal = (4Ω /8Ω)*33,3333 watt = 16,67 watt.

Hal yang sama juga akan terjadi pada speaker B, impedansi speaker B akan dihitung dengan cara: (impedansi gabungan speaker A dan B/impedansi speaker B)*daya yang seharusnya diterima pada kondisi normal = (4Ω /8Ω)*33,3333 watt = 16,67 watt.

Untuk speaker C, dayanya akan dihitung dengan rumus: (impedansi speaker C/impedansi total)*daya keseluruhan = (8Ω /12Ω)*100 watt = 66,67 watt.

Apabila rangkaian besar yang terjadi adalah pararel seperti gambar di bawah ini:

Maka rumus pembagian impedansi akan berbalik. Misalkan untuk speaker C, rumusnya akan menjadi: (impedansi total/impedansi speaker C)*daya keseluruhan. Hal yang sama juga akan terjadi pada speaker A dan B.

Referensi

http://www.bhinneka.com/aspx/products/pro_display_print.aspx?cur=2&brand=creative&cat=headset%20/%20headphone%20/%20mic&cool=1

http://apriel.org/3-way-to-choose-a-good-speaker-for-your-amplifier/2008/08/05/

http://www.hometoys.com/htinews/feb04/articles/polk/impedence.htm

http://www.aqdi.com/speakerz.htm

http://epajak.org/komputer/free-monitor-asesoris/sennheiser-pc-166-usb-headphone-untuk-gammer

http://www.soundonsound.com/sos/Jan03/articles/impedanceworkshop.asp

Arus Listrik

1. Definisi

Apakah pengertian arus listrik itu? Arus listrik merupakan banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Dalam bentuk matematis arus listrik dapat dituliskan dengan persamaan:

dengan I merupakan arus listrik (Ampere), Q merupakan muatan listrik (Coulomb) dan t merupakan waktu (sekon).

Banyak juga yang menyebutkan bahwa arus listrik merupakan arus elektron. Mengapa? Karena arus listrik terjadi akibat pergerakan elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.

Ada 2 jenis arus listrik:

• Arus Searah (DC = Direct Current)

Merupakan arus yang nilainya konstan setiap waktu. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat pada gambar berikut:

• Arus Bolak Balik (AC = Alternate Current)

Merupakan arus yang nilainya selalu berubah setiap waktu. Arus ini memiliki siklus tertentu yang selalu berulang setiap waktunya. Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas, dapat kita lihat pada gambar berikut:

2. Simbol

Seperti dapat dilihat pada rumus matematis yang telah dituliskan di atas, arus listrik memiliki simbol I yang berasal dari kata bahasa Perancis: intensité.

3. Satuan

Dilihat dari rumus yang menyusunnya, arus listrik memiliki satuan Coulomb/second atau dalam satuan SI disebut Ampere (A).

Tegangan Listrik

1. Definisi

Tegangan listrik merupakan usaha atau kerja yang diperlukan untuk memindahkan satu muatan dari satu kutub ke kutub yang lain. Namun ada juga yang menyebutkan bahwa tegangan merupakan perbedaan potensial antara dua titik. Dalam bentuk matematis ada beberapa macam rumus tegangan, antara lain:

dimana:

V = tegangan listrik (Volt)

W = usaha/kerja (Newton.meter atau Joule)

Q = muatan listrik (Coulomb)

I = arus listrik (Ampere)

R = hambatan listrik (Ohm)

2. Simbol

Seperti dapat dilihat pada rumus matematis yang telah dituliskan di atas, tegangan listrik memiliki simbol V yang berasal dari kata Volt. Kata Volt diambil dari nama penemu baterai listrik pertama kali yaitu Alessandro Volta.

3. Satuan

Dilihat dari rumus yang menyusunnya, tegangan listrik memiliki satuan Joule/Coloumb atau Ampere.Ohm dan dalam satuan SI disebut Volt (V).

Power (Daya) Listrik

1. Definisi

Daya listrik merupakan besarnya energi listrik yang berubah setiap satuan waktu. Daya listrik juga didefinisikan sebagai energi yang diberikan pada elektron per satuan waktu. Dalam bentuk matematis ada beberapa macam rumus daya listrik, antara lain:

dimana:

P = daya listrik (Watt)

V = tegangan listrik (Volt)

I = arus listrik (Ampere)

R = hambatan listrik (Ohm)

W = usaha/kerja (Newton.meter atau Joule)

t = waktu (sekon)

2. Simbol

Seperti dapat dilihat pada rumus matematis yang telah dituliskan di atas, daya listrik memiliki simbol P yang berasal dari kata Power.

3. Satuan

Dilihat dari rumus yang menyusunnya, daya listrik memiliki satuan Volt.Ampere atau Joule/second dan dalam satuan SI disebut Watt (W). Satuan Watt ini berasal dari nama penemu mesin uap pertama kali yaitu James Watt

Apa itu kesetrum?

Listrik merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Hampir semua aspek kehidupan memerlukan listrik. Dengan semakin akrabnya listrik dengan kehidupan kita, peristiwa kesetrum mungkin tak lagi jarang dialami. Bahkan sebagian besar dari kita pasti pernah merasakan sakitnya kesetrum. Apa kestrum itu? Bagaimana kesetrum dapat menimbulkan rasa sakit dalam tubuh kita? Banyak pendapat tentang pengertian kesetrum, beberapa akan saya tuangkan dalam tugas ini, antara lain:

1. Ketika seseorang mengalami peristiwa kesetrum, maka terjadi perpindahan elektron secara berantai dari setiap atom yang terpengaruh di tubuh kita. Apabila terdapat hambatan dalam tubuh kita, maka sebagian energi untuk perpindahan elektron itu berubah menjadi energi panas. Rasa sakit yang dialami merupakan akibat perpindahan elektron yang menstimulasi syaraf-syaraf kita secara berlebihan.

2.Kesetrum berasal dari gabungan kata ke + setrum. Awalan ke- bermakna ter- atau dikenai secara tidak sengaja. Setrum berasal dari kata “stroom” (bahasa Belanda), yg menurut kamus Babylon bermakna “current” atau arus (listrik). Jadi, secara harfiah kesetrum bermakna terkena arus listrik secara tidak sengaja.

3.Arus listrik adalah aliran elektron, mudahnya begini, lampu di rumah kita bisa menyala karena ada elektron yang “diberi jalan” melewati dan memanaskan kawat pijar di dalam bola lampu hingga menyala. Semua arus listrik akan menjalani siklus mulai dari tempat dia berangkat (di pembangkit listrik) lalu “melewati” alat-alat listrik di rumah kita, dan kemudian berakhir di bumi (ground). Tubuh kita adalah konduktor yang bisa menghantarkan arus listrik. Bila salah satu anggota tubuh kita menyentuh listrik dan anggota tubuh lain menyentuh tanah (ground), maka akan mengalir arus listrik melewati tubuh kita. Dapat dibilang tubuh kita merupakan jalan tercepat bagi arus listrik untuk mencapai ground. Maka, secara tiba-tiba, kita akan kaget dan itulah yang disebut kesetrum. Jadi kesetrum adalah fenomena hubungan singkat dimana tubuh kita menjadi konduktor bagi arus listrik.

Kenapa berbahaya?

Bahaya kesterum dapat bervariasi mulai dari sekedar kaget biasa hingga badan hangus terbakar. Variasi bahaya kesetrum ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:

• Ukuran fisik bidang kontak Semakin besar dan luas bidang kontak antara tubuh dan perlengkapan listrik, semakin rendah hambatan instalasinya, semakin banyak arus listrik yang mengalir melewatti tubuh dan akan semakin parah akibatnya.

• Kondisi umum dan hambatan tubuh Tingkat keparahan akibat sengatan listrik bergantung pada kondisi umum korban. Apabila yang terkena sengatan listrik tersebut dalam keadaan sakit akibatnya tentu akan lebih parah dari korban yang pada saat kejadian dalam kondisi prima (sehat). Faktor lain yang mempengaruhi keparahan adalah tubuh. Semakin kecil tahan tubuh akan semakin parah akibatnya. Tahanan tubuh manusia terhadap aliran listrik berubah-ubah sesuai dengan kondisinya. Tahanan tubuh manusia terdapat hampir pada semua kulit tubuh. Kulit tubuh terdiri atas 2 (dua) lapisan, lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan luar tersusun dari sel-sel sisik (scally cell) yang mempunyai tahanan yang tinggi pada keadaan kering, bersih dan tidak sobek, yakni sekitar 100.000 ohm – 600.000 ohm. Pada keadaan basah atau sobek, tahanannya turun drastis sampai hanya sekitar 750 ohm. Untuk kulit lapisan dalam, karena adanya cairan tubuh, memiliki tahanan relatif lebih rendah, yakni sekitar 300 ohm . Jadi bilamana kulit sedang kering, tahanan menjadi tinggi dan cukup untuk melindungi dari bahaya sengatan listrik. Namun demikian untuk mendapatkan kondisi kulit yang benar-benar kering adalah hal yang jarang dijumpai. Kecenderungannya setiap orang akan mengeluarkan keringat walaupun hanya sedikit. Oleh karena itu dianggap bahwa tubuh selalu basah, tahanan listrik menjadi rendah dan kemungkinan terkena sengatan menjadi tinggi. Ternyata, tahanan tubuh juga dipengaruhi oleh jenis kelamin. Wanita dewasa memiliki tahanan tubuh yang berbeda dengan laki-laki dewasa. Tahanan tubuh wanita dewasa lebih rendah dibanding tahanan tubuh laki-laki dewasa. Oleh karena itu arus listrik yang mengalir ke tubuh wanita dewasa cenderung lebih besar dan akibatnya tentu juga lebih parah.

• Jumlah miliampere Semakin besar arus listrik yang melewati tubuh manusia, semakin besar pula resiko kesetrum yang ditimbulkan bagi tubuh manusia. Berapa ambang abatas kesetrum yang berbahaya bagi tubuh manusia? Masalah ini akan dibahas lebih lanjut pada bagian selanjutnya.

• Bagian tubuh yang dialiri arus Ketika kita kesetrum, arus listrik akan mengalir melewati tubuh kita. Apabila arus listrik tersebut melewati bagian-bagian tubuh yang vital, kesetrum akan menjadi sangat berbahaya dan dapat menyebabkan kematian.

• Lamanya arus mengalir Semakin lama manusia kesetrum, tentunya akan makin bahaya pula. Berikut ini ada beberapa macam tegangan dan lama waktu yang diperbolehkan untuk kontak dengan tubuh manusia:

1. Tegangan Sentuh

Tegangan sentuh adalah tegangan yang terdapat diantara suatu objek yang disentuh dan suatu titik yang berjarak 1 meter, dengan asumsi bahwa objek yang disentuh dihubungkan dengan kisi-kisi pengetanahan di bawahnya.

2. Tegangan Langkah

Tegangan langkah adalah tegangan yang timbul di antara dua kaki orang yang sedang berdiri di atas tanah yang sedang dialiri oleh arus listrik ke tanah.

Jadi kesimpulannya besar kecilnya bahaya kesetrum tergantung pada faktor-faktor di atas, tapi secara umum kesetrum cukup berbahaya dan harus dihindari karena dapat menyebabkan hal-hal seperti berikut:

• Jantung mengalami fibrillation (jantung kehilangan irama denyut)

• Kegiatan jantung tertahan

• Pusat saraf di otak yang mengatur pernafasan lumpuh

• Otot berkontraksi (mengerut)

• Otot kehilangan kontrol

• Luka bakar

• Kematian

Berapa ambang batas kesetrum?

Seperti yang telah dijelaskan di atas bahaya kesetrum dapat bervariasi, mulai dari kaget ringan hingga luka bakar, bahkan kematian. Berapa batas arus yang dapat menyebabkan berbagai variasi bahaya di atas? Dari berbagai penelitian, didapatlah beberapa macam arus yang dapat ditahan manusia:

1. Arus Persepsi

Bila seseorang memegang penghantar yang diberi tegangan mulai dari harga nol dan dinaikkan sedikit demi sedikit, arus listrik yang melalui tubuh orang tersebut akan memberikan pengaruh. Mula mula akan merangsang syaraf sehingga akan terasa suatu getaran yang tidak berbahaya. Bila dengan arus bolak balik dan akan terasa sedikit panas pada telapak tangan. Pada Electrical Testing Laboratory New York tahun 1993 telah dilakukan pengujian terhadap 40 orang laki-laki dan perempuan, dan diperoleh arus rata-rata yang disebut threshold of perception current sebagai berikut :

1. Untuk laki-laki : 1,1 mA

2. Untuk perempuan : 0,7 mA

2. Arus yang mempengaruhi otot

Bila tegangan yang menyebabkan terjadinya tingkat arus persepsi dinaikkan lagi maka orang akan merasa sakit dan kalau terus dinaikkan maka otot-otot akan kaku sehingga orang tersebut tidak berdaya lagi untuk melepaskan konduktor yang dipegangnya. Di University of California Medical School telah dilakukan penyelidikan terhadap 134 orang laki-laki dan 28 orang perempuan dan diperoleh angka rata-rata arus yang mempengaruhi otot sebagai berikut :

1. Untuk laki-laki : 16 mA

2. Untuk perempuan : 10,5 mA

3. Arus Fibrilasi

Apabila arus yang melewati tubuh manusia lebih besar dari arus yang mempengaruhi otot dapat mengakibatkan orang menjadi pingsan bahkan sampai mati. Hal ini disebabkan arus listrik tersebut mempengaruhi jantung sehingga jantung berhenti bekerja dan peredaran darah tidak berjalan dan orang segera akan mati. Untuk mendapatkan nilai pendekatan, suatu percobaan telah dilakukan pada University of California oleh Dalziel pada tahun 1968 , dengan menggunakan binatang yang mempunyai badan dan jantung yang kira-kira sama dengan manusia disebutkan bahwa 99.5 % dari semua orang yang beratnya kurang dari 50 kg masih dapat bertahan terhadap besar arus dan waktu yang ditentukan oleh persamaan sebagai berikut :

dimana : K = 0,0135 untuk manusia dengan berat 50 kg

K = 0,0246 untuk manusia dengan berat 70 kg

Ik= besarnya arus yang mengalir melalui tubuh (Ampere)

t = lamanya arus mengalir dalam tubuh atau lama ganguan tanah (detik)

4. Arus Reaksi

Arus reaksi adalah arus yang terkecil yang dapat menakibatkan orang menjadi terkejut, hal ini cukup berbahaya karena dapat mengakibatkan kecelakaan sampingan. Karena terkejut orang dapat jatuh dari tangga, melemparkan peralatan yang sedang dipegang yang dapat mengenai bagian-bagian instalasi bertegangan tinggi sehingga terjadi kecelakaan yang lebih fatal. Penyelidikan yang terperinci telah dikemukan oleh DR. Hans Prinz dimana batasan-batasan arus tersebut dituangkan dalam tabel di bawah ini:

Mana yang lebih berbahaya tersetrum arus AC atau DC?

Pada dasarnya arus AC adalah arus bolak-balik dan arus DC adalah arus yang searah. Ada beberapa pendapat yang membahas tentang tingkat bahaya kedua jenis arus tersebut ketika kita kesetrum antara lain:

• Pendapat pertama mengatakan bahwa arus DC lebih berbahaya. Mengapa? Misalkan kita kesetrum tegangan yang besarnya 200V. Untuk arus AC karena arus ini merupakan arus bolak balik/naik turun (surge) sehingga arus ini pasti pernah mencapai tegangan 0 volt selama siklusnya, di saat itulah kita dapat melepaskan tangan kita dari konduktor yang membuat kita kesetrum. Sedangkan arus DC merupakan arus yang searah, artinya tegangan yang lewat akan stabil pada nilai 200 volt dan tidak akan pernah mencapai tegangan 0 volt. Tentunya kita akan lebih sulit melepaskan tangan kita dan tentunya hal ini akan lebih berbahaya bagi tubuh kita. Namun jika frekuensi arus AC tinggi, maka tubuh kita akan sulit merasakan siklus dimana tegangan AC mencapai 0 volt. Maka ketika frekuensinya tinggi saya lebih condong setuju dengan pendapat yang kedua.

• Pendapat Kedua Arus AC lebih berbahaya tiga sampai lima kali lipat dibanding arus DC pada tegangan (V) yang sama karena pada arus DC otot cenderung untuk kontraksi, sehingga bisa lepas dari hubungan. Pada arus AC, arus berbalik arah 50 kali per detik sehingga ototnya tidak bisa kontraksi satu arah, malah bolak-balik dan cenderung menjadi kejang pada titik hubungan. Selama korban masih sadar, tidak bisa lepas. Berikut ini tabel perbandingan bahaya arus AC dan DC.

Referensi

http://www.cyberforums.us/printthread.php?t=26152&pp=40

http://elkis-riyadi.blogspot.com/2007/04/kesetrum.html

http://www.osha.gov/SLTC/etools/construction/electrical_incidents/eleccurrent.html

http://www.kaskus.us/showthread.php?t=1106747&page=4

http://yb1zdx.arc.itb.ac.id/data/cd-odj/ares/orari-05.pdf