Artikel ini membahas ide-ide yang terlibat dalam mengukur dan menafsirkan kurva tegangan arus sel surya, baterai, dan bahan yang tidak diketahui.
Artikel teknis ini membahas penggunaan kurva IV komponen linier ideal untuk memahami dan menginterpretasikan bahan yang berbeda dan bagaimana mereka digunakan sebagai perangkat elektronik. Secara khusus, artikel ini mencakup sel surya, baterai, dan material baru. Meskipun referensi eksternal akan diberikan tentang cara kerja perangkat ini, artikel ini hanya akan berfokus pada kurva IV perangkat ini.
Sel surya adalah perangkat fotolistrik yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Dengan kata lain, mereka menghasilkan daya saat terkena cahaya. Ketika cahaya jatuh pada bahan semikonduktor fotovoltaik (sel surya), energi dari foton berpindah ke bahan, yang menghasilkan muatan yang bergerak bebas.
Untuk rangkaian lengkap dengan resistor beban, arus dihasilkan di rangkaian saat sel surya terkena cahaya. Karena sel surya menghasilkan arus listrik, kurva IV-nya diperoleh dengan pengalihan beban.
Peralihan beban melibatkan penggunaan beban resistor yang berbeda yang terhubung melalui sumber daya dan mengukur tegangan melintasi perangkat (menggunakan voltmeter), serta arus yang melaluinya (menggunakan ammeter). Untuk melihat sejauh mana sel surya dapat memberikan arus ke rangkaian, kami mengukur karakteristik IV perangkat dengan menggunakan metode pengalihan beban. Kurva tipikal ditunjukkan pada Gambar 1.
Untuk beban resistor 0 ohm (hubung singkat), arus maksimum yang dapat dihasilkan sel surya untuk penerangan insiden tertentu dikenal sebagai arus hubung singkat, $$I_{SC}$$. Di sisi lain, untuk beban resistor ohm tak terbatas (sirkuit terbuka), tidak akan ada arus dalam rangkaian, sedangkan tegangan yang dihasilkan oleh sel surya untuk penerangan tertentu disebut tegangan rangkaian terbuka, $$V_{OC }$$.
Dari respons IV sel surya yang ditunjukkan pada Gambar 1, kita melihat bahwa sel surya tipikal cenderung berperilaku lebih seperti sumber arus untuk nilai resistor beban yang lebih kecil. Di sisi lain, baterai cenderung berperilaku seperti sumber tegangan, seperti yang akan kita lihat di bagian berikut.
Baterai, yang merupakan kumpulan sel volta, adalah perangkat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi elektrokimia. Baterai diberi peringkat untuk voltase dan peringkat kapasitas tertentu (A-jam), berdasarkan konstruksi dan komposisi kimianya. Contoh jenis baterai adalah Nickel-Cadmium (Ni-Cd) atau Lithium-Ion (Li-Ion).
Karena baterai merupakan sumber daya, maka respon IV dari baterai diperoleh dengan menggunakan load-switching. Skema kurva IV baterai ditunjukkan pada Gambar 2.
Baterai yang ideal beroperasi seperti sumber tegangan yang ideal. Baterai nyata yang masih berfungsi penuh berperilaku seperti sumber tegangan ideal, tetapi memiliki kemiringan seperti yang ditunjukkan oleh garis padat pada Gambar 2.
Lereng pada kurva I-V adalah hambatan (seperti yang dijelaskan dalam artikel tentang Kurva IV Komponen Ideal). Oleh karena itu, baterai nyata sering direpresentasikan sebagai baterai ideal yang dirangkai secara seri dengan resistansi internal, seperti yang dijelaskan di sini. Karakteristik IV sel surya dan baterai tidak melewati titik asal, menunjukkan bahwa mereka menyimpan beberapa bentuk energi.
Kita telah melihat kurva arus-tegangan komponen ideal, yaitu perangkat linier dan pasif seperti resistor, kapasitor, dan induktor. Kami juga melihat perangkat aktif yang memasok daya seperti sumber tegangan dan sumber arus yang ideal.
Dengan menggunakan plot yang ideal, kami melihat kurva IV perangkat pasif non-linier seperti dioda dan transistor, serta perangkat aktif seperti sel surya dan baterai. Pada satu titik waktu, perangkat seperti dioda dan sel surya tidak diketahui, dan mengukur karakteristik arus versus tegangan adalah cara pemodelan perangkat menggunakan komponen linier. Memiliki intuisi dasar di balik kurva IV dapat membantu para insinyur menemukan kegunaan baru untuk material.
Pada bagian ini, kita akan melihat kurva IV dari elektroda stimulasi, yang digunakan untuk mengirimkan pulsa listrik pada mamalia. Bagian artikel ini hanya memberikan wawasan tentang bagaimana kita dapat menggunakan kurva IV komponen linier untuk memvisualisasikan respons IV yang tidak diketahui, dan memiliki intuisi tentang bagaimana perilakunya.
Sebuah elektroda adalah bahan konduktif yang membuat kontak dengan bagian non-logam dari sirkuit. Misalnya, baterai dibangun dengan elektroda ditempatkan dalam elektrolit. Untuk mempelajari bahan yang digunakan dalam elektroda, ahli elektrokimia melakukan pengukuran yang dikenal sebagai voltametri siklik , yang pada dasarnya adalah pengukuran kurva IV menggunakan metode sapuan tegangan.
Plot voltametri siklik (CV) adalah metode untuk mempelajari tegangan di mana reaksi elektrokimia paling umum. Dalam hal ini, CV juga memperhitungkan tingkat di mana sapuan tegangan dilakukan. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang voltametri siklik di sini.
Pengaturan pengukuran untuk kurva IV elektroda biasanya sistem tiga elektroda. Elektroda ditempatkan dalam larutan garam (NaCl) dan terdapat elektroda lawan platina, serta elektroda referensi. Gambar di bawah adalah contoh respons IV, atau plot voltametri siklik dari elektroda film iridium-oksida, yang digunakan untuk aplikasi stimulasi biologis.
Plot pada Gambar 3 menunjukkan kurva CV dari elektroda oksida iridium. Tidak seperti resistor, amati bahwa respons elektroda iridium oksida dalam larutan garam menggabungkan sifat-sifat kapasitor—yaitu, menyimpan muatan. Properti penyimpanan muatan ini, bersama dengan banyak lainnya, adalah alasan bahan ini digunakan untuk stimulasi biologis, yang merupakan injeksi muatan ke dalam jaringan biologis.
| Perangkat | Memerlukan Daya? | Metode IV | Biasa Digunakan Sebagai? | Melewati Asal ? |
| Sel Surya | Tidak | Pengalihan Muatan | Sumber saat ini untuk muatan kecil | Ya |
| Baterai | Tidak | Pengalihan Muatan | Sumber tegangan untuk beban besar | Ya |
| Elektroda Stimulasi | Ya | Sapu Tegangan | Berperilaku seperti kapasitor, digunakan untuk menyuntikkan muatan ke jaringan | Tidak |
Peralatan Industri
Hari ini kita akan membahas tentang bahan alat pemotong yang paling umum digunakan dalam industri mekanik. Alat memainkan peran yang sangat penting dalam pemesinan. Bentuk benda kerja, permukaan akhir dan beberapa sifat lainnya secara langsung bergantung pada material pahat dan desainnya. Alat yang
Istilah bahan baku kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan hanya bahan-bahan yang ditemukan di alam, tetapi pada kenyataannya, bahan baku industri adalah segala jenis bahan dasar yang digunakan oleh industri mana pun untuk menghasilkan suatu produk atau jasa. Ini adalah kategori yang sangat luas
Dalam pemotongan logam, akan ada bahan benda kerja yang berbeda, dan bahan yang berbeda memiliki karakteristik pembentukan dan pelepasan pemotongan yang berbeda. Bagaimana kita memahami karakteristik bahan yang berbeda? Bahan logam standar ISO dibagi menjadi 6 jenis kelompok yang berbeda, yang masin
Pencetakan 3D bukanlah teknologi baru seperti yang terlihat, jika tidak ada selama bertahun-tahun, sejak 1986 ketika Chuck Hull , pendiri Sistem 3D, mencatat printer 3D pertama. Ini adalah printer SLA 3D (StereoLithoGraphy), yang menggunakan resin yang mengeras dengan fotopolimerisasi saat sinar las
