Jenis - Jenis Pengaman Rangkaian Kelistrikan Kendaraan

Jenis - Jenis Pengaman Rangkaian Kelistrikan Kendaraan - Listrik mengalir dalam suatu rangkaian dengan besar arus tertentu sesuai dengan besarnya tahanan pada rangkaian tersebut. Penghantar atau kabel dalam suatu rangkaian listrik mempunyai kemampuan tertentu dalam mengalirkan arus listrik. Apabila besarnya arus yang mengalir melebihi kemampuan kabel, maka kabel akan terbakar akibat energi listrik berlebihan yang menyebabkan terjadinya panas. 

Kelebihan arus dalam suatu rangkaian dapat disebabkan oleh hubungan singkat, kelebihan beban, dan lain-lain. Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada rangkaian akibat kelebihan arus, maka pada rangkaian kelistrikan dilengkapi dengan pengaman rangkaian. Pengaman rangkaian digunakan untuk mencegah kabel-kabel, soket-soket, dan jaringan kelistrikan lainnya dari kerusakan akibat kelebihan arus yang mengalir pada rangkaian yang disebabkan oleh hubungan singkat dan kelebihan beban. 

Kelebihan arus yang menyebabkan terjadinya panas dapat menyebabkan kabel putus dan yang lebih berbahaya lagi dapat menyebabkan kebakaran. Pengaman rangkaian sangat sensitif terhadap arus (bukan tegangan) dan ditunjukkan dengan kapasitas atau kemampuannya membatasi arus. Komponen pengaman biasanya dipasang dekat dengan sumber arus pada rangkaian yang diamankannya sehingga saat terjadi gangguan pada rangkaian, bagian ini adalah bagian yang pertama kali diperiksa. 

Berikut Ini Jenis - Jenis Pengaman Rangkaian Kelistrikan Pada Kendaraan

1. Sekering (Fuse)

Sekering adalah komponen pengaman yang banyak digunakan sebagai pencegah kerusakan rangkaian akibat kelebihan arus. Sekering mempunyai bagian yang mudah meleleh akibat aliran arus yang dilindungi oleh badan sekering yang biasanya terbuat dari tabung kaca atau plastik. Hampir semua rangkaian selain rangkaian lampu kepala, sistem starter, dan sistem pengapian mendapatkan arus melalui kotak sekering.

Tegangan baterai diberikan melalui bagian batang penghantar utama. Salah satu ujung sekering dihubungkan dengan bagian tersebut dan satu ujung lainnya dihubungkan dengan rangkaian yang diamankannya. Kapasitas sekering yang ada adalah 0,5 sampai 35 amper dan yang paling banyak digunakan adalah 7,5 sampai 20 amper. Sekering yang dipasangkan pada rangkaian akan putus jika dialiri arus yang melebihi kapasitasnya.

Bagian logam yang meleleh dan putus pada sekering akan menyebabkan terjadinya rangkaian terbuka sehingga arus tidak lagi mengalir pada rangkaian tersebut dan rangkaian tidak dapat bekerja. Untuk mengaktifkan rangkaian tersebut, sekering yang putus harus diganti dengan yang baru. Ukuran elemen logam yang dapat meleleh menentukan kapasitas sekering.

Rangkaian tidak bekerja jika sekering putus

Sekering dipasang pada kontak sekering dan biasanya digabungkan dengan komponen-komponen pengaman lainnya dan relai-relai. Pemasangkan kotak
sekering ini biasanya di bawah dashboard, di ruang dekat mesin, di sebelah kiri panel kaki penumpang atau sebelah kanan panel kaki pengemudi. Kotak sekering selalu dilengkapi dengan tutup kotak sekering sebagai pelindung sekering dan komponen Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan lain yang ada di dalamnya. Pada tutup sekering biasanya tertera gambar lokasi dan posisi tiap sekering, relai, dan komponen lainnya yang berada di dalamnya.

Kotak sekering dan tutup

Sekering Yang Dipakai Pada Kendaraan Ada Dua Tipe, Yaitu :

a. Sekering tipe bilah (blade)

Sekering tipe tabung kaca berbentuk silinder yang pada bagian ujungnya terdapat penutup yang terbuat dari logam yang di dalamnya juga terhubung dengan elemen logam pengaman.

Sekering jenis bilah bentuknya pipih dengan dua kaki yang dapat Sistem Kelistrikan dan Elektronika pada Kendaraan diselipkan pada dudukan sekering. Kaki sekering tersebut satu sama lain terhubung melalui elemen logam tipis sebagai elemen pengaman.

Sekering model bilah adalah model sekering yang sekarang banyak digunakan. Sekering model bilah bentuknya kecil tipis dan rumah sekering yang transparan. Kapasitas arus pada sekering model bilah ini ditunjukkan oleh angka yang terdapat pada punggung sekering.

Sekering tipe bilah ukuran besar, standar dan mini

b. Sekering tipe tabung kaca (cartridge)

Kendaraan keluaran lama umumnya tidak menggunakan sekering model bilah, tetapi menggunakan model tabung kaca atau keramik. Sekering model keramik banyak digunakan pada kendaraan eropa keluaran lama. Kapasitas sekering ini ditunjukkan dengan angka yang tertera pada badan sekering.

Sekering tipe tabung kaca

Kerja sekering tipe ini sama dengan tipe bilah. Jika arus yang mengalir melebihi kemampuan sekering tersebut, maka elemen sekeringnya akan meleleh sehingga terjadi rangkaian terbuka dan sistem kelistrikan tersebut tidak bekerja.

Pemasangan sekering pada sumber

2. Sambungan Pengaman (Fusible Link)

Fungsi sambungan pengaman pada prinsipnya sama dengan sekering. Sambungan pengaman akan rusak jika dilewati oleh arus yang lebih besar dari kemampuannya.Sambungan pengaman (fusible link) bentuknya seperti kabel yang ukurannya pendek yang mempunyai kabel berdiameter lebih kecil dibanding kebel pada rangkaian agar dapat meleleh atau putus pada saat terjadi aliran arus yang berlebihan.

Pembungkus (isolator) sambungan pengaman yang tidak mudah terbakar sehingga jika saat terjadi aliran arus yang berlebihan tetap aman karena tidak menyebabkan sambungan tersebut terbakar. Kapasitas sambungan pengaman biasanya ditunjukkan dengan label yang terpasang pada satu ujung sambungan pengaman.

Sambungan Pengaman (Fusible Link)

3. Elemen Pengaman

Elemen pengaman fungsinya sama dengan sambungan pengaman, dan sekarang ini komponen sambungan pengaman sudah mulai tergeser oleh elemen pengaman sehingga pada kendaraan baru sekarang banyak menggunakan elemen pengaman. Kapasitas elemen pengaman ditunjukkan dengan angka yang tertera pada bagian atas elemen pengaman tersebut. Selain itu kapasitas elemen pengaman ini juga ditunjukkan dengan warna rumahnya. 

Elemen pengaman biasanya dipasang berdekatan dengan baterai atau tergabung dengan sekering dan relai pada kotak sekering (fuse box). Elemen pengaman mempunyai beberapa bagian penting, yaitu bagian terminal, bagian pengaman, bagian kaki, bagian rumah pengaman. Rumah pengaman berfungsi sebagai dudukan dan pelindung semua komponen elemen pengaman yang ada di dalamnya. Bagian pengaman adalah bagian penting yang dapat memutus rangkaian kelistrikan jika terjadi kelebihan arus.

Bagian terminal adalah bagian yang berfungsi untuk meneruskan arus dari sumber ke bagian pengaman dan diteruskan ke rangkaian melalui kaki lainnya. Pemasangan elemen pengaman sama dengan pemasangan sekering tipe bilah yaitu dengan memasukan elemen pengaman pada dudukannya.

Element pengaman dan bagian-bagiannya

4. Pemutus Rangkaian (Circuit Breaker)

Aliran arus yang besar dan terlalu lama akan menyebabkan kabel atau penghantar pada suatu rangkaian menjadi panas dan kemungkinan terjadi kabel terbakar sangat besar. Salah satu pengaman rangkaian yang banyak digunakan pada rangkaian yang rumit, misalnya power window, sunroof, dan rangkaian pemanas, adalah pemutus rangkaian (circuit breaker).

Beberapa tipe pemutus rangkaian yang umum dijumpai adalah tipe mekanik (tipe reset manual), tipe reset otomatis mekanik, dan tipe reset otomatis polimer (PTC, positive temperature coeficient). Pemasangan pemutus rangkaian biasanya di kotak sekering, tetapi ada juga yang di luar kotak sekering seperti pada power window yang terpasang pada sistem tersebut.

Pemutus rangkaian

5. Pemutus Rangkaian Tipe Manual

Konstruksi dasar dari pemutus rangkaian terdiri dari plat bimetal yang dihubungkan dengan dua terminal dan ke kontak yang ada pada kedua sisinya. Komponen ini dipasang secara seri dengan rangkaian yang diamankannya.

Pemutus rangkaian tipe manual

Saat arus yang mengalir melaluinya mendekati nilai kapasitasnya, maka bimetal akan melengkung karena panas yang ditimbulkan oleh aliran arus tersebut. Hal ini akan menyebabkan kontak bimetal terpengaruh sehingga kontak menjadi terbuka sehingga arus tidak lagi mengalir ke rangkaian sistem kelistrikan.

Jika hal ini terjadi, maka pemutus rangkaian ini harus direset (diset ulang) secara manual dengan menggunakan kawat kecil yang kaku untuk menekan bimetal sehingga kembali ke posisi melengkung dan kontaknya berhubungan kembali. Pemutus rangkaian tipe ini disebut dengan pemutus arus tidak bersiklus.

Kerja pemutus rangkaian

6. Pemutus Rangkaian Tipe Otomatis

Pemutus rangkaian tipe ini dapat memutus arus dan secara otomatis mereset kembali tanpa harus dilakukan pengesetan secara manual. Pemutus rangkaian tipe ini disebut dengan pemutus rangkaian bersiklus (cycling circuit breaker). Tipe ini biasanya dipakai untuk mengamankan rangkaian berarus besar seperti power door lock, power window, AC, dan lain-lain.

Konstruksi pemutus rangkaian tipe ini seperti ditunjukkan pada gambar di bawah terdiri dari bimetal yang terbuat dari logam berkespansi (muai) rendah dan logam berekspansi tinggi, terminal, dan rumah. Bimetal akan membengkok ke atas apabila dialiri arus yang berlebihan (yang menyebabkan temperatur bimetal naik) sehingga kontak terlepas. Kontak akan terhubung kembali jika bimetal suhunya kembali dingin.

Komtruksi Pemutus Rangakain Tipe Otomatis

7. Pemutus Rangkaian Otomatis / Positif Temperature Coeficient (PTC)

Komponen ini merupakan resistor yang peka terhadap suhu. Jika suhu yang mengenai komponen ini naik, maka tahanannya akan makin besar sehingga arus yang mengalir turun. Jadi pengamanan rangkaian dilakukan dengan menurunkan arus yang mengalir ke rangkaian pada saat terjadi aliran arus yang berlebihan dan menyebabkan temperatur naik.

Komponen ini terbuat dari polimer konduktif yang biasa disebut dengan termistor. Komponen pengaman tipe ini tidak mempunyai bagian yang bergerak seperti pada pemutus rangkaian tipe mekanik. PTC umumnya digunakan untuk melindungi sistem power window, dan rangkaian power lock (central lock). Pada keadaan normal, bahan polimer di dalam PTC berada dalam bentuk kristal padat, dengan banyak partikel-partikel karbon yang berkumpul menjadi satu. Partikel-partikel karbon ini memberikan jalan bagi arus listrik sehingga dapat mengalir.

Pada kondisi ini tahanan PTC rendah sehingga arus besar dapat mengalir. Apabila arus yang terlalu besar mengalir, maka arus tersebut akan menyebabkan naiknya suhu sehingga polimer di dalam PTC berekspansi dan rantai karbon tertarik sehingga saling berjauhan. Dalam kondisi ini, tahanan PTC meningkat sehingga arus yang dapat mengalir kecil. Jika arus mengalir melebihi batas kerjanya, komponen ini akan berada dalam kondisi terbuka (memutus rangkaian) selama tegangan masih berada pada rangkaian tersebut.

Pemutus rangkaian PTC