MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA BATERAI (BAT)

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA BATERAI (BAT) Disusun oleh: Jeffrey Pradipta Wijana Robby Sukma Dharmawan Dr. Isdiriayani Nurdin Hary Devianto, Ph.D Dr. Ardiyan Harimawan PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2013

2 DAFTAR ISI DAFTAR ISI... i DAFTAR GAMBAR... ii DAFTAR TABEL... iii BAB I PENDAHULUAN... 1 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN Tujuan Sasaran... 2 BAB III RANCANGAN PERCOBAAN Perangkat dan Alat Ukur Bahan Kondisi Percobaan... 3 BAB IV PROSEDUR KERJA Langkah Percobaan... 4 DAFTAR PUSTAKA... 8 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH... 9 A.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor... 9 A.2. Penentuan Tegangan dan Arus... 9 A.3. Penentuan Kapasitas... 9 A.4. Penentuan Efisiensi Sekunder LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN B.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor B.2. Penentuan Tegangan dan Arus B.3. Penentuan Kapasitas B.4. Penentuan Efisiensi Sekunder LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR C.1. Nilai Tahanan Resistor LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA BAT i

3 DAFTAR GAMBAR Gambar 4.1 Prosesdur penentuan nilai tahanan resistor... 4 Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai... 5 Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai... 6 Gambar 4.4 Prosedur penentuan efisiensi baterai... 7 BAT ii

4 DAFTAR TABEL Tabel A.1 Nilai tahanan resistor... 9 Tabel A.2 Nilai tegangan dan arus baterai... 9 Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai... 9 Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna BAT iii

5 BAB I PENDAHULUAN Sebuah baterai listrik adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia yang mengubah energi kimia yang disimpan menjadi energi listrik. Setiap baterai terdiri dari elektroda negatif (anoda) sebagai tempat berlangsungnya reaksi oksidasi, elektroda positif (katoda) sebagai tempat berlangsungnya reaksi reduksi, elektrolit sebagai media ion untuk bergerak dari anoda ke katoda selama proses discharging (dan kembali selama recharging) dan terminal yang memungkinkan arus mengalir dari baterai untuk memberikan energi listrik. dapat dikategorikan menjadi dua, yang pertama adalah baterai primer (baterai "sekali pakai") yang digunakan sekali dan dibuang, sedangkan yang kedua adalah baterai sekunder (baterai isi ulang) yang setelah habis digunakan dapat diisi ulang beberapa kali. terbuat dari berbagai bahan seperti berbagai jenis logam, karbon, polimer dan bahkan udara. Yang paling umum adalah baterai timbal-asam (lead acid battery) yang digunakan dalam kendaraan dan baterai lithium ion yang digunakan untuk barang elektronik portabel. tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran, dari sel mini yang digunakan untuk alat bantu dengar listrik dan jam tangan, hingga baterai seukuran ruang tidur yang memberikan daya siaga untuk proses telekomunikasi dan pusat data komputer. Penelitian dan pengembangan baterai akhir-akhir ini cukup signifikan, karena baterai diharapkan dapat memberikan solusi untuk penyimpanan energi dalam transisi dari bahan bakar fosil ke energi alternatif, baik untuk transportasi dan produksi listrik, serta untuk mengaktifkan berbagai perangkat portabel dari semua jenis. BAT 1

6 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN 2.1. Tujuan Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk memahami fenomena proses discharging dan recharging baterai secara elektrokimia beserta penggunaannya di dalam rangkaian listrik sederhana Sasaran Pada akhir praktikum diharapkan dapat diidentifikasi : 1. Diagram potensial arus dari suatu beban listrik tertentu. 2. Perbedaan rangkaian listrik seri, paralel, maupun kombinasi seri dan paralel. 3. Proses discharging dan recharging dari baterai sekunder. BAT 2

7 BAB III RANCANGAN PERCOBAAN 3.1. Perangkat dan Alat Ukur Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut: 1. Sekunder AA dan accumulator 12 V 2. Power supply Amperemeter 5. Voltmeter 6. Ohmmeter 7. Kabel tembaga + jepit buaya 3.2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan adalah: 1. AA 2. AAA 3. R 4. D 5. 9 V 6. Resistor 3.3. Kondisi Percobaan Kondisi percobaan terdiri dari variabel percobaan yang dibuat tetap dan variabel percobaan yang divariasikan. 1. Variabel yang dibuat tetap a) Tekanan udara ruang ( mmhg) b) Temperatur ruang (23 28 o C) 2. Variabel yang divariasikan a) Konfigurasi rangkaian seri, paralel, dan seri-paralel b) Tegangan dan arus untuk baterai dan accumulator BAT 3

8 BAB IV PROSEDUR KERJA 4.1. Langkah Percobaan Prosedur percobaan meliputi penentuan nilai resistor, prosedur penentuan tegangan dan arus baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian, serta penentuan kapasitas dan efisiensi baterai sekunder. 1. Penentuan nilai tahanan resistor Mulai Buat rangkaian resistor Hubungkan Rangkaian Resistor dengan Ohmmeter Data Literatur Pengolahan Data dan Bandingkan data dengan Literatur Selesai Gambar 4.1 Prosesdur penentuan nilai tahanan resistor BAT 4

9 2. Penentuan tegangan dan arus baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian pada rangkaian listrik tertutup. Penentuan tegangan dilakukan dengan menggunakan voltmeter yang dipasang paralel dengan beban yang akan diukur, sedangkan penentuan arus dilakukan dengan menggunakan amperemeter yang dipasang seri dengan beban yang akan diukur. Mulai Ubah konfigurasi rangkaian listrik Buat rangkaian listrik tertutup Hubungkan Rangkaian listrik dengan voltmeter dan amperemeter Pengambilan data Data Data Literatur Pengolahan data dan Bandingkan terhadap literatur Selesai Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai BAT 5

10 3. Penentuan kapasitas baterai Mulai Buat rangkaian listrik tertutup Hubungkan Rangkaian listrik dengan voltmeter dan amperemeter Baca nilai arus dan tegangan tiap selang waktu yang sudah ditentukan selama 1 jam Pengambilan data Data Data Literatur Pengolahan data dan Bandignkan terhadap literatur Selesai Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai BAT 6

11 4. Penentuan efisiensi baterai sekunder perhitungan efisiensi dilakukan berdasarkan rasio slope kurva discharging terhadap slope kurva charging. Mulai Buat rangkaian listrik tertutup Hubungkan Rangkaian listrik dengan voltmeter dan amperemeter Baca nilai arus dan tegangan tiap selang waktu yang sudah ditentukan selama 1 jam Ubah rangkaian listrik dengan menambahkan power supply / adaptor Sesuaikan nilai kuat arus sehingga nilainya sama dengan saat posisi discharge Pengambilan Data Data Pengolahan data dan Bandignkan terhadap literatur Selesai Gambar 4.4 Prosedur penentuan efisiensi baterai BAT 7

12 DAFTAR PUSTAKA [1] Bagotsky, V.S., 2006, Fundamental of Electrochemistry, 2nd Ed., John Wiley & Sons Inc. [2] Prentice, G., 1991, Electrochemical Engineering Principles, Prentice-Hall International, Inc. [3] Rahn, C. D., Wang, C.-Y., 2013, Battery Systems Engineering, John Wiley & Sons Inc. BAT 8

13 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH A.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor Tabel A.1 Nilai tahanan resistor No. Skema Rangkaian Listrik Nilai Tahanan Berdasarkan Perhitungan (Ω) Nilai Tahanan Terukur (Ω) Galat (%) A.2. Penentuan Tegangan dan Arus Tabel A.2 Nilai tegangan dan arus baterai No. Skema Rangkaian Listrik Nilai Tahanan Berdasarkan Perhitungan (Ω) Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A) A.3. Penentuan Kapasitas Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai No. Jenis dan Tahanan Terhubung Waktu (menit) Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A) BAT 9

14 A.4. Penentuan Efisiensi Sekunder Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner No. Jenis dan Tahanan Terhubung Waktu (menit) Nilai Tegangan saat discharging (V) Nilai Tegangan saat charging (V) BAT 10

15 LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN B.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor Seri: Paralel: B.2. Penentuan Tegangan dan Arus Seri: Paralel: B.3. Penentuan Kapasitas B.4. Penentuan Efisiensi Sekunder BAT 11

16 LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR C.1. Nilai Tahanan Resistor Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna Warna Warna ke 1 Warna ke 2 Warna ke 3 Warna ke 4 Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru Ungu Abu abu 8 8 Putih 9 9 Emas Toleransi 5% Perak Toleransi 10% BAT 12

17 LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Semester I-2013/2014 Kode/Nama Modul : KOR2 / Elektrokimia Asisten Modul : Jeffrey Pradipta W / Robby Sukma D. Dosen Pembimbing : Dr. Hary Devianto Kecelakaan yang mungkin terjadi Penanggulangan Hubungan arus pendek - Segera lepas salah satu sambungan kabel pada rangkaian. - Periksa alat yang menyebabkan hubungan arus pendek. Tersengat listrik - Segera matikan alat yang tersambung dengan sumber arus AC. Perlengkapan keselamatan kerja Sarung tangan Jas laboratorium Goggle Asisten Modul Dosen Pembimbing Robby Sukma D. Jeffrey Pradipta W Hary Devianto, Ph.D Koordinator Laboratorium Instruksional Program Studi Teknik Kimia ITB Dr. Ardiyan Harimawan BAT 13