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)

BAT – 2016/PW 2

Kontributor:

Dr. Isdiriayani Nurdin, Hary Devianto, Ph.D, Dr. Ardiyan Harimawan, Jeffrey Pradipta Wijana,

Robby Sukma Dharmawan

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW i

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW ii

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW iii

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT 1

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.

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 2

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.

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 3

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 4

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

Buat rangkaian

resistor

Hubungkan Rangkaian

Resistor dengan

Ohmmeter

Pengolahan Data dan

Bandingkan data dengan

Literatur

Mulai

Selesai

Data Literatur

Gambar 4.1 Prosesdur penentuan nilai tahanan resistor

2. Penentuan tegangan dan arus baterai dengan variasi konfigurasi rangkaian pada

rangkaian listrik tertutup.

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 5

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.

Buat rangkaian listrik

tertutup

Hubungkan Rangkaian

listrik dengan voltmeter

dan amperemeter

Pengambilan data

Mulai

Selesai

Data Literatur

Data

Ubah konfigurasi

rangkaian listrik

Pengolahan data dan

Bandingkan terhadap

literatur

Gambar 4.2 Prosedur penentuan tegangan dan arus baterai

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 6

3. Penentuan kapasitas baterai

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

Mulai

Selesai

Data Literatur

Data

Pengolahan data dan

Bandignkan terhadap

literatur

Pengambilan data

Gambar 4.3 Prosedur penentuan kapasitas baterai

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 7

4. Penentuan efisiensi baterai sekunder

perhitungan efisiensi dilakukan berdasarkan rasio slope kurva discharging terhadap

slope kurva charging.

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

Mulai

Selesai

Data

Pengolahan data dan

Bandignkan terhadap

literatur

Ubah rangkaian listrik

dengan menambahkan

power supply / adaptor

Sesuaikan nilai kuat arus

sehingga nilainya sama

dengan saat posisi

discharge

Pengambilan Data

Gambar 4.4 Prosedur penentuan efisiensi baterai

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 8

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.

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 9

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 Baterai

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 Baterai

Tabel A.3 Nilai kapasitas baterai

No. Jenis Baterai dan Tahanan

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 10

A.4. Penentuan Efisiensi Baterai Sekunder

Tabel A.4 Efisiensi baterai sekuner

No. Jenis Baterai dan Tahanan

Terhubung Waktu (menit)

Nilai Tegangan saat

discharging (V)

Nilai Tegangan saat

charging (V)

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 11

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

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 12

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 - 0 -

Coklat 1 1 0

Merah 2 2 00

Orange 3 3 000

Kuning 4 4 0000

Hijau 5 5 00000

Biru 6 6 000000

Ungu 7 7 0000000

Abu abu 8 8

Putih 9 9

Emas Toleransi 5%

Perak Toleransi 10%

LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FTI - ITB

MODUL BATERAI (BAT)

BAT – 2016/PW 13

LAMPIRAN D

LEMBAR KENDALI KESELAMATAN KERJA

No Bahan Sifat Bahan Tindakan Penanggulangan

1 Baterai

bekas

• Limbah

beracun, perlu

penanganan

terpisah

• Berpeluang

terjadi

kebocoran

Siapkan tempat

pembuangan khusus

baterai

Pastikan menyimpan

baterai bekas di tempat

yang kering

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 Pembimbing Koordinator Lab TK