MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA BATERAI (BAT) Koordinator LabTK Dr. Pramujo Widiatmoko

MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

BATERAI (BAT)

Koordinator LabTK Dr. Pramujo Widiatmoko

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2016

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

Kontributor: Dr. Isdiriayani Nurdin, Hary Devianto, Ph.D, Dr. Ardiyan Harimawan, Jeffrey Pradipta Wijana, Robby Sukma Dharmawan

BAT – 2016/PW

2


MODUL BATERAI (BAT)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ..................................................................................................................................... i DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................................... ii DAFTAR TABEL ........................................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................. 1 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN...................................................................... 2 2.1.

Tujuan ................................................................................................................................ 2

2.2.

Sasaran ............................................................................................................................... 2

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN ......................................................................................... 3 3.1.

Perangkat dan Alat Ukur ................................................................................................... 3

3.2.

Bahan ................................................................................................................................. 3

3.3.

Kondisi Percobaan ............................................................................................................. 3

BAB IV PROSEDUR KERJA ......................................................................................................... 4 4.1.

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 Baterai .............................................................................. 9 A.3. Penentuan Kapasitas Baterai ............................................................................................. 9 A.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder ............................................................................. 10 LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN ............................................................................ 11 B.1.

Penentuan Nilai Tahanan Resistor................................................................................... 11

B.2.

Penentuan Tegangan dan Arus Baterai ............................................................................ 11

B.3.

Penentuan Kapasitas Baterai ........................................................................................... 11

B.4.

Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder ............................................................................. 11

LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR .......................................................... 12 C.1.

Nilai Tahanan Resistor .................................................................................................... 12

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA ........................................................................ 13

BAT – 2016/PW

i


MODUL BATERAI (BAT)

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 – 2016/PW

ii


MODUL BATERAI (BAT)

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 ................................................................................................ 10 Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna ...................................................................... 12

BAT – 2016/PW

iii


MODUL BATERAI (BAT)

BAB I PENDAHULUAN Baterai listrik adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia yang bekerja dengan mengubah energi kimia yang tersimpan 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 ke anoda selama recharging) dan terminal yang memungkinkan arus mengalir dari baterai untuk memberikan energi listrik.

Baterai 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.

Baterai tersusun dari bahan seperti 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. Baterai 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 berlangsung signifikan. Baterai diharapkan memberikan solusi untuk penyimpanan energi dalam transisi dari bahan bakar fosil ke energi alternatif, baik untuk transportasi dan produksi listrik maupun untuk mengaktifkan berbagai perangkat portabel dari semua jenis.

BAT

1


MODUL BATERAI (BAT)

BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN 2.1. Tujuan Praktikum ini bertujuan untuk memahami fenomena proses discharging dan recharging baterai secara elektrokimia beserta penggunaannya di dalam rangkaian listrik sederhana.

2.2. Sasaran Pada akhir praktikum, praktikan diharapkan dapat melakukan identifikasi: 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 – 2016/PW

2


MODUL BATERAI (BAT)

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN 3.1. Perangkat dan Alat Ukur Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah sebagai berikut: 1. Baterai sekunder AA dan accumulator 12 V 2. Power supply 3. Resistor 10, 20, dan 50  4. Amperemeter 5. Voltmeter 6. Ohmmeter 7. Kabel tembaga + jepit buaya

3.2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan adalah: 1. Baterai AA 2. Baterai AAA 3. Baterai R 4. Baterai D 5. Baterai 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 (660 - 700 mmHg) b) Temperatur ruang (23 – 28 oC) 2. Variabel yang divariasikan a) Konfigurasi rangkaian seri, paralel, dan seri-paralel b) Tegangan dan arus untuk baterai dan accumulator

BAT – 2016/PW

3


MODUL BATERAI (BAT)

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

2. Penentuan tegangan dan arus baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian pada rangkaian listrik tertutup. BAT – 2016/PW

4


MODUL BATERAI (BAT)

 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 Literatur

Data

Pengolahan data dan Bandingkan terhadap literatur

Selesai

Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai

BAT – 2016/PW

5


MODUL BATERAI (BAT)

3. Penentuan kapasitas baterai Mulai



Baca nilai arus dan tegangan tiap selang waktu yang sudah ditentukan selama 1 jam

Pengambilan data

Data Literatur

Data

Pengolahan data dan Bandignkan terhadap literatur

Selesai

Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai

BAT – 2016/PW

6


MODUL BATERAI (BAT)

4. Penentuan efisiensi baterai sekunder  perhitungan efisiensi dilakukan berdasarkan rasio slope kurva discharging terhadap slope kurva charging. Mulai



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 – 2016/PW

7


MODUL BATERAI (BAT)

DAFTAR PUSTAKA Bagotsky, V.S., 2006, Fundamental of Electrochemistry, 2nd Ed., John Wiley & Sons Inc.

Prentice, G., 1991, Electrochemical Engineering Principles, Prentice-Hall International, Inc. Rahn, C. D., Wang, C.-Y., 2013, Battery Systems Engineering, John Wiley & Sons Inc.

BAT – 2016/PW

8


MODUL BATERAI (BAT)

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

Nilai Tahanan Terukur

(Ω)

(Ω)

Galat (%)

A.2. Penentuan Tegangan dan Arus Baterai Tabel A.2 Nilai tegangan dan arus baterai

No.

Skema Rangkaian Nilai Tahanan Berdasarkan Listrik

Perhitungan (Ω)

Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A)

A.3. Penentuan Kapasitas Baterai Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai

No.

Jenis Baterai dan Tahanan Terhubung

BAT – 2016/PW

Waktu (menit) Nilai Tegangan Terukur(V) Nilai Arus Terukur (A)

9


MODUL BATERAI (BAT)

A.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder

Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner

No.

Jenis Baterai dan Tahanan Terhubung

BAT – 2016/PW

Waktu (menit)

Nilai Tegangan saat

Nilai Tegangan saat

discharging (V)

charging (V)

10


MODUL BATERAI (BAT)

LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN B.1. Penentuan Nilai Tahanan Resistor  Seri:  Paralel:

B.2. Penentuan Tegangan dan Arus Baterai  Seri:

 Paralel:

B.3. Penentuan Kapasitas Baterai

B.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder

BAT – 2016/PW

11


MODUL BATERAI (BAT)

LAMPIRAN C DATA SPESIFIKASI DAN LITERATUR C.1. Nilai Tahanan Resistor Tabel C.1 Nilai tahanan resistor berdasarkan warna

Warna Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru Ungu Abu abu Putih Emas Perak

BAT – 2016/PW

Warna ke 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Warna ke 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Warna ke 3 0 00 000 0000 00000 000000 0000000

Warna ke 4

Toleransi 5% Toleransi 10%

12


MODUL BATERAI (BAT)

LAMPIRAN D LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA No 1

Bahan Baterai bekas

Sifat Bahan • Limbah • Berpeluang beracun, perlu terjadi penanganan kebocoran terpisah

Kecelakaan yang mungkin terjadi

Tindakan Penanggulangan  Siapkan tempat pembuangan khusus baterai  Pastikan menyimpan baterai bekas di tempat yang kering

Penanggulangan

Hubungan arus pendek

-

Tersengat listrik

-

Segera lepas salah satu sambungan kabel pada rangkaian. Periksa alat yang menyebabkan hubungan arus pendek. Segera matikan alat yang tersambung dengan sumber arus AC.

Perlengkapan keselamatan kerja

Sarung tangan

Asisten

BAT – 2016/PW

Jas laboratorium

Pembimbing

Goggle

Koordinator Lab TK

13

MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA BATERAI (BAT) Koordinator LabTK Dr. Pramujo Widiatmoko

Recommend Documents