Jaringan komputer (Computer Network) adalah sekelompok komputer yang berbagi sumber daya yang terletak di atau disediakan oleh node jaringan. Komputer menggunakan protokol komunikasi standar untuk berkomunikasi satu sama lain melalui tautan digital. Koneksi ini terdiri dari teknologi jaringan telekomunikasi berdasarkan metode frekuensi radio kabel fisik, optik dan nirkabel yang dapat diatur dalam topologi jaringan yang berbeda.

Node dalam jaringan komputer dapat mencakup komputer pribadi, server, perangkat jaringan, atau host khusus atau umum lainnya. Mereka diidentifikasi berdasarkan alamat email dan mungkin memiliki nama host. Nama host adalah label yang mudah diingat untuk node dan jarang diubah setelah pengaturan awal. Alamat jaringan digunakan untuk mencari dan mengidentifikasi node menggunakan protokol komunikasi seperti Protokol Internet.

Jaringan komputer dapat diklasifikasikan menurut banyak kriteria, termasuk media transmisi yang digunakan untuk mengirimkan sinyal, bandwidth, protokol komunikasi untuk mengatur lalu lintas jaringan, ukuran jaringan, topologi, mekanisme kontrol lalu lintas, dan tujuan organisasi. Komputer. jaringan mendukung banyak aplikasi dan layanan seperti akses Internet, video dan audio digital, berbagi aplikasi dan server penyimpanan, printer dan faks, serta menggunakan email dan pesan instan.

_{Topologi jaringan umum.}

Sejarah singkat

Jaringan komputer dapat dianggap sebagai subdisiplin ilmu komputer, teknologi informasi dan telekomunikasi karena didasarkan pada penerapan teoritis dan praktis dari disiplin ilmu terkait. Jaringan komputer telah dipengaruhi oleh berbagai macam perkembangan teknologi dan tonggak sejarah.

• Pada akhir 1950-an, modem Bell 101 digunakan untuk membangun jaringan komputer untuk Lingkungan Darat Semi-Otomatis (SAGE) Angkatan Darat AS. Ini adalah modem komputer komersial pertama yang dirilis oleh AT&T Corporation pada tahun 1958. Modem ini memungkinkan transmisi data digital melalui saluran telepon standar tanpa syarat dengan kecepatan 110 bit per detik (bit/s).
• Pada tahun 1959 Christopher Strachey mengajukan permohonan paten untuk pembagian waktu dan John McCarthy memulai proyek pertama yang menerapkan pembagian waktu dalam program pengguna di MIT. Strachey menyampaikan konsep tersebut kepada J. C. R. Licklider pada konferensi pemrosesan informasi pertama UNESCO di Paris pada tahun yang sama. McCarthy berkontribusi pada tiga sistem pembagian waktu yang paling awal (Sistem Pembagian Waktu yang Kompatibel pada tahun 1961, Sistem Pembagian Waktu BBN pada tahun 1962, dan Sistem Pembagian Waktu Dartmouth pada tahun 1963).
• Pada tahun 1959, Anatoli Kitov mengusulkan kepada Komite Sentral ÜK(b)P sebuah rencana rinci untuk mengatur kembali kendali angkatan bersenjata Soviet dan ekonomi Soviet berdasarkan jaringan pusat komputer. . Usulan Kitovand ditolak, begitu pula proyek jaringan manajemen ekonomi OGAS tahun 1962.
• Pada tahun 1960, lingkungan penelitian bisnis semi-otomatis (SABRE) untuk sistem reservasi maskapai penerbangan komersial diimplementasikan pada dua komputer mainframe yang terhubung.
• Pada tahun 1963, J.C.R. Licklider mengirimkan memo kepada rekan kantornya membahas konsep andquot; Sebuah "jaringan komputer intergalaksi" adalah jaringan komputer yang dirancang untuk memungkinkan komunikasi umum antar pengguna komputer. Selama tahun 1960an, Paul Baran dan Donald Davies secara mandiri mengembangkan konsep paket untuk mentransfer informasi antar komputer melalui jaringan. Davies memelopori konsep tersebut. Jaringan NPL, jaringan lokal National Physical Laboratory (UK), menggunakan kecepatan saluran 768 kbit/s dan kemudian koneksi T1 berkecepatan tinggi (kecepatan saluran 1,544 Mbit/s).
• Pada tahun 1965, Western Electric memperkenalkan saklar telepon pertama yang banyak digunakan yang menerapkan kontrol komputer dalam struktur switching.
• Pada tahun 1969, empat node ARPANET pertama dihubungkan menggunakan tautan 50 kbit/s antara Universitas California, Los Angeles, Institut Penelitian Stanford, Universitas California, Santa Barbara, dan Universitas Utah. Pada awal tahun 1970-an, Leonard Kleinrock melakukan pekerjaan matematika untuk memodelkan pengoperasian jaringan packet-switched yang mendukung pengembangan ARPANET. Karya teoretisnya mengenai perutean hierarki pada akhir tahun 1970-an bersama mahasiswanya, Farouk Kamoun, sangat penting bagi cara kerja Internet saat ini.
• Pada tahun 1972, layanan komersial pertama kali digunakan pada jaringan data publik di Eropa, yang mulai menggunakan X.25 pada akhir tahun 1970-an dan menyebar ke seluruh dunia. Infrastruktur yang mendasarinya digunakan untuk memperluas jaringan TCP/IP pada tahun 1980an.
• Pada tahun 1973, jaringan CYCLADES Perancis, yang dipimpin oleh Louis Pouzin, adalah yang pertama menjadikan host bertanggung jawab atas transmisi data yang andal, bukan layanan terpusat pada jaringan itu sendiri.
• Pada tahun 1973, Peter Kirstein meluncurkan jaringan di University College London (UCL) yang menghubungkan ARPANET ke jaringan akademik Inggris, jaringan komputer heterogen internasional pertama.
• Pada tahun 1973, Robert Metcalfe menulis memo resmi kepada Xerox PARC yang menjelaskan Ethernet, sistem jaringan berbasis Aloha yang dikembangkan oleh Norman Abramson dan rekannya di Universitas Hawaii pada tahun 1960an. Pada bulan Juli 1976, Robert Metcalfe dan David Boggs menerbitkan artikel dan kutipan mereka;Ethernet: Peralihan Paket Terdistribusi untuk Jaringan Komputer Lokaldanquot; dan berkolaborasi dalam beberapa paten yang diperoleh pada tahun 1977 dan 1978.
• Pada tahun 1974, Vint Cerf, Yogen Dalal, dan Carl Sunshine menerbitkan spesifikasi Protokol Kontrol Transmisi (TCP) RFC 675, yang menciptakan istilah Internet sebagai singkatan untuk jaringan.
• Pada tahun 1976, John Murphy dari Datapoint Corporation menciptakan ARCNET, jaringan token-forward yang pertama kali digunakan untuk berbagi perangkat penyimpanan.
• Pada tahun 1977, GTE menyebarkan jaringan serat optik jarak jauh pertama di Long Beach, California.
• Pada tahun 1977, Robert Metcalfe dan Yogen Dalal mengembangkan Xerox Network Systems (XNS) di Xerox.
• Pada tahun 1979, Robert Metcalfe berupaya menjadikan Ethernet sebagai standar terbuka.
• Pada tahun 1980, Ethernet ditingkatkan dari protokol asli 2,94 Mbit/s menjadi protokol 10 Mbit/s yang dikembangkan oleh Ron Crane, Bob Garner, Roy Ogus, dan Yogen Dalal.
• Pada tahun 1995, kecepatan transmisi Ethernet meningkat dari 10 Mbit/s menjadi 100 Mbit/s. Pada tahun 1998, Ethernet mendukung kecepatan transmisi 1 Gbit/s. Kecepatan lebih tinggi hingga 400 Gbit/dtk ditambahkan kemudian (mulai 2018). Penskalaan Ethernet telah mempengaruhi kelanjutan penggunaannya.

Penggunaan

Jaringan komputer memperluas komunikasi antara orang-orang secara elektronik menggunakan berbagai teknologi seperti email, pesan instan, obrolan online, panggilan suara dan video, dan konferensi video. Jaringan memungkinkan berbagi sumber daya jaringan dan komputasi. Pengguna dapat mengakses dan mengakses sumber daya yang disediakan oleh perangkat jaringan, seperti mencetak dokumen ke printer jaringan bersama atau menggunakan perangkat penyimpanan bersama. Jaringan memungkinkan berbagi file, data, dan jenis informasi lainnya dengan mengizinkan pengguna yang berwenang untuk mengakses informasi yang disimpan di komputer lain di jaringan. Komputasi terdistribusi menggunakan sumber daya komputer untuk melakukan tugas melalui jaringan.

Network packet

_{Network Packet.}

Sebagian besar jaringan komputer modern menggunakan protokol berdasarkan transmisi berbasis paket. Paket jaringan adalah unit data terformat yang dibawa melalui jaringan packet-switched. Paket terdiri dari dua jenis data: data kontrol dan data pengguna (payload). Informasi kontrol berisi data yang dibutuhkan jaringan untuk mengirimkan informasi pengguna, seperti alamat jaringan sumber dan tujuan, kode kesalahan, dan informasi urutan. Biasanya, informasi kontrol ditemukan di header paket dan trailer dengan informasi berguna di antaranya.

Paket dapat mendistribusikan bandwidth media transmisi dengan lebih baik antar pengguna dibandingkan jika jaringan dialihkan. Jika salah satu pengguna tidak mengirimkan paket, link tersebut dapat diisi dengan paket dari pengguna lain, sehingga biaya dapat ditanggung bersama dengan gangguan yang relatif sedikit, selama link tersebut tidak banyak digunakan. Seringkali, rute yang harus diambil paket melalui jaringan tidak segera tersedia. Dalam hal ini, paket dimasukkan ke dalam antrian dan menunggu hingga link tersedia.

Teknologi tautan fisik dalam jaringan paket biasanya membatasi ukuran paket hingga unit transmisi maksimum (MTU) tertentu. Pesan yang lebih panjang dapat dipecah-pecah sebelum dikirim, dan ketika paket tiba, paket-paket tersebut disusun kembali untuk membentuk pesan asli.
 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Listrik adalah fenomena fisika yang melibatkan kehadiran dan pergerakan muatan listrik. Berbagai efek listrik yang umum dikenal meliputi petir, listrik statis, induksi elektromagnetik, dan arus listrik. Listrik juga dapat menghasilkan dan menerima radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio.

Dalam konteks listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang memengaruhi muatan lainnya. Fenomena listrik melibatkan beberapa konsep fisika, termasuk muatan listrik, medan listrik, potensial listrik, arus listrik, dan elektromagnetisme. Dalam bidang teknik elektro, listrik digunakan untuk menyediakan tenaga listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan peralatan dan untuk mengatur sirkuit listrik yang melibatkan komponen-komponen seperti tabung vakum, transistor, dioda, dan sirkuit terintegrasi.

Meskipun pemahaman teoritis tentang listrik berkembang perlahan pada abad ke-17 dan ke-18, penerapan praktisnya baru mulai signifikan pada akhir abad ke-19. Perkembangan teknologi listrik yang pesat telah mengubah berbagai industri dan kehidupan sehari-hari. Fleksibilitas listrik yang besar memungkinkan penggunaannya dalam berbagai bidang seperti transportasi, pemanasan, penerangan, telekomunikasi, dan komputasi. Sebagai tulang punggung masyarakat industri modern, tenaga listrik memiliki peran penting yang tak tergantikan.

Sejarah singkat listrik

Sebelum pengetahuan tentang listrik berkembang, orang zaman dulu mengamati ikan listrik dengan takut. Mereka, seperti penduduk Mesir Kuno, menganggap ikan listrik sebagai "pelindung" dari ikan lainnya. Pengamatan tentang efek mati rasa sengatan listrik dari ikan ini telah dilakukan sejak zaman kuno oleh berbagai budaya, seperti Yunani Kuno dan Kekaisaran Romawi. Beberapa penulis kuno, termasuk Plinius yang Tua dan Scribonius Largus, telah mencatat efek ini. Kemungkinan pendekatan awal terhadap penemuan listrik berasal dari orang-orang Arab, yang telah memiliki kata berbahasa Arab untuk petir sebelum abad ke-15.

Beberapa budaya kuno di sekitar Mediterania mengetahui bahwa benda seperti batang ambar dapat digosok dengan bulu kucing untuk menarik benda ringan. Pada tahun 600 SM, Thales mengamati fenomena listrik statis, meskipun pada saat itu dia belum sepenuhnya memahami hubungan antara listrik dan magnetisme. William Gilbert dari Inggris membedakan efek lodestone dari listrik statis pada tahun 1600, dan dia menggunakan istilah "electricus" untuk merujuk pada sifat menarik benda ringan setelah digosok.

Pada abad ke-18, ilmuwan seperti Otto von Guericke, Robert Boyle, Stephen Gray, dan C. F. du Fay terus melakukan penelitian tentang listrik. Pada pertengahan abad ke-18, Benjamin Franklin berhasil menunjukkan bahwa kilat adalah bentuk listrik di alam. Pada tahun 1791, Luigi Galvani menemukan bahwa listrik memainkan peran penting dalam komunikasi antara sel saraf dan otot. Alessandro Volta menciptakan tumpukan volta pada tahun 1800, yang memberikan sumber energi listrik yang lebih dapat diandalkan daripada mesin elektrostatis sebelumnya.

Pada abad ke-19, penemuan-penemuan seperti motor listrik oleh Michael Faraday, analisis matematis sirkuit listrik oleh Georg Ohm, dan konsep elektromagnetisme oleh Hans Christian Ørsted dan André-Marie Ampère menandai perkembangan cepat dalam ilmu kelistrikan. Penemuan baterai oleh Alessandro Volta juga memainkan peran penting dalam memperluas pemahaman tentang listrik.

Pada awal abad ke-20, perkembangan kelistrikan semakin pesat, dengan penemuan-penemuan seperti efek fotolistrik oleh Albert Einstein dan penemuan transistor pada tahun 1947. Ini membuka jalan bagi pengembangan teknologi komponen padat seperti chip mikroprosesor dan solid-state drive yang digunakan pada perangkat elektronik modern.

Konsep listrik

Muatan listrik:

Muatan listrik menghasilkan gaya elektrostatis, yang telah dikenal sejak zaman kuno. Fenomena ini diamati pada bola yang digantung dari senar yang diberi muatan dengan cara menyentuhkannya dengan pengaduk kaca atau batang amber yang telah dimuati. Charles-Augustin de Coulomb meneliti fenomena ini pada abad ke-18 dan menemukan bahwa muatan sejenis akan tolak-menolak, sementara muatan berlawanan jenis akan tarik-menarik.

Arus listrik:

Arus listrik adalah perpindahan muatan listrik, diukur dalam ampere. Arus dapat terdiri dari berbagai partikel bermuatan, seperti elektron atau ion, dan mengalir melalui berbagai media konduktor. Arus konvensional, yang ditentukan dari arah aliran muatan positif, umumnya digunakan untuk menyederhanakan konsep arus listrik.

Medan listrik:

Medan listrik diciptakan oleh muatan yang menghasilkan gaya pada muatan lain di sekitarnya. Medan listrik bekerja serupa dengan medan gravitasi, tetapi dapat menghasilkan tarikan atau tolakan tergantung pada polaritas muatan. Medan listrik didefinisikan dalam gaya dan memiliki besaran serta arah.

Potensial listrik:

Potensial listrik adalah energi yang dibutuhkan untuk membawa sebuah muatan dari jarak tak terhingga ke suatu titik dalam medan listrik. Dalam praktiknya, perbedaan potensial listrik antara dua titik tertentu yang paling sering digunakan. Potensial listrik diukur dalam satuan volt dan didefinisikan terhadap titik referensi, yang seringkali adalah permukaan bumi.

Elektromagnet:

Hubungan antara listrik dan magnet ditemukan oleh Ørsted pada tahun 1821. Interaksi antara medan magnet dan arus membentuk dasar dari elektromagnetisme. Fenomena ini menghasilkan penemuan motor listrik oleh Michael Faraday, yang menunjukkan bahwa medan magnet dapat menghasilkan gaya pada arus, dan sebaliknya.

Elektrokimia:

Elektrokimia merupakan studi tentang interaksi antara listrik dan reaksi kimia. Sel elektrokimia, seperti baterai dan sel elektrolisis, memiliki peran penting dalam berbagai aplikasi, termasuk produksi aluminium dan pengisian ulang peralatan listrik.

Rangkaian listrik:

Rangkaian listrik adalah gabungan komponen listrik yang membentuk jalur tertutup bagi muatan listrik untuk berpindah, sering digunakan untuk mencapai tujuan tertentu. Komponen-komponen tersebut bisa beragam, mulai dari resistor, kapasitor, sakelar, transformator, hingga elektronika. Rangkaian listrik terdiri dari komponen aktif, seperti semikonduktor, yang seringkali memiliki perilaku non-linear dan membutuhkan analisis yang kompleks.

• Resistor adalah salah satu komponen pasif yang menghambat aliran arus dan menghasilkan panas sebagai energi yang dilepaskan. Hukum Ohm, yang menyatakan bahwa arus dalam suatu rangkaian sebanding dengan perbedaan potensialnya, merupakan dasar teori rangkaian.
• Kapasitor, yang berkembang dari Leyden jar, mampu menyimpan muatan dan energi listrik dalam medan resultan. Biasanya terdiri dari dua pelat konduktif yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik. Satuan kapasitansi adalah farad.
• Induktor, yang umumnya berbentuk gulungan kawat, menyimpan energi dalam medan magnet sebagai respons terhadap arus yang melalui. Induktansi diukur dalam henry.

Tenaga listrik:

Tenaga listrik merupakan kecepatan perpindahan energi listrik melalui rangkaian listrik, diukur dalam watt. Pembangkit listrik umumnya menggunakan generator listrik atau sumber kimia seperti baterai.

Elektronika:

Elektronika berkaitan dengan rangkaian listrik yang mengandung komponen aktif seperti tabung vakum, transistor, dan dioda. Elektronika memungkinkan pengolahan informasi, telekomunikasi, dan pemrosesan sinyal, serta memfasilitasi kemungkinan penguatan sinyal lemah dan pemrosesan informasi digital.

Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik, pertama kali dikaji oleh Faraday dan Ampère, merupakan fenomena di mana perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik, dan sebaliknya. Gelombang elektromagnetik dipelajari oleh James Clerk Maxwell, yang menemukan bahwa gelombang ini dapat bergerak dengan kecepatan cahaya dan bahwa cahaya adalah bentuk radiasi elektromagnetik. Hukum Maxwell adalah salah satu pencapaian penting dalam fisika teoretis karena menggabungkan cahaya, medan, dan muatan dalam satu kerangka kerja yang konsisten.

Produksi dan penggunaan

Produksi dan penggunaan listrik telah mengalami perkembangan signifikan sepanjang sejarah, dimulai dari eksperimen Thales pada abad ke-6 SM hingga pembangunan pembangkit listrik modern. Penemuan tumpukan volta pada abad ke-18 dan penggunaan baterai listrik membawa revolusi dalam penyediaan tenaga listrik yang mudah digunakan. Namun, untuk memenuhi kebutuhan energi yang besar, diperlukan pembangkitan listrik secara kontinu melalui generator mekanik-listrik yang mengandalkan berbagai sumber energi, seperti pembakaran bahan bakar fosil, panas dari reaksi nuklir, serta energi kinetik dari angin atau air mengalir.

Dengan ditemukannya turbin uap modern oleh Sir Charles Parsons pada tahun 1884, sekitar 80% tenaga listrik dunia saat ini dihasilkan dari berbagai sumber panas. Kemajuan ini memungkinkan transmisi listrik yang lebih efisien melalui tegangan tinggi namun arus rendah. Dalam konteks ini, utilitas listrik bertanggung jawab untuk memprediksi beban listrik dan menjaga koordinasi dengan stasiun pembangkit untuk memastikan ketersediaan listrik yang cukup.

Permintaan akan listrik terus meningkat seiring dengan modernisasi dan pertumbuhan ekonomi. Hal ini mengakibatkan fokus yang meningkat pada pembangkitan listrik dari sumber energi terbarukan, seperti angin dan air, untuk mengatasi kekhawatiran lingkungan.

Di sisi penggunaan, listrik telah menjadi sumber energi yang sangat penting dan mudah digunakan dalam berbagai aplikasi. Mulai dari penerangan dengan lampu pijar hingga pemanas listrik dan peralatan elektronik, listrik telah menggantikan sumber energi lainnya dalam banyak kasus. Penggunaan listrik juga sangat signifikan dalam telekomunikasi, transportasi, dan industri. Inovasi seperti motor listrik dan transistor telah mengubah lanskap teknologi modern, memberikan efisiensi dan keandalan yang lebih baik dalam berbagai aplikasi.

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Energi listrik adalah energi yang berkaitan dengan gaya pada partikel bermuatan listrik dan pergerakan partikel tersebut (biasanya elektron dalam kabel, tetapi tidak selalu). Energi ini dipasok oleh kombinasi arus dan potensial listrik (sering disebut sebagai tegangan karena potensial listrik diukur dalam volt) yang dihantarkan oleh sirkuit (misalnya, disediakan oleh perusahaan listrik). Gerak (arus) tidak diperlukan; misalnya, jika ada perbedaan tegangan yang dikombinasikan dengan partikel bermuatan, seperti listrik statis atau kapasitor bermuatan, energi listrik yang bergerak biasanya diubah menjadi bentuk energi lain (misalnya, panas, gerak, suara, cahaya, gelombang radio, dll.).

Energi listrik biasanya dijual dalam satuan kilowatt hour (1 kW-h = 3,6 MJ) yang merupakan hasil perkalian antara daya dalam kilowatt dikalikan dengan waktu berjalan dalam jam. Perusahaan listrik mengukur energi dengan menggunakan meteran listrik, yang mencatat total energi listrik yang dikirim ke pelanggan. Pemanas listrik adalah contoh pengubahan energi listrik menjadi bentuk energi lain, yaitu panas. Jenis pemanas listrik yang paling sederhana dan paling umum menggunakan hambatan listrik untuk mengubah energi. Ada cara lain untuk menggunakan energi listrik. Di komputer misalnya, sejumlah kecil energi listrik dengan cepat bergerak masuk, keluar, dan melalui jutaan transistor, di mana energi tersebut bergerak (arus yang melalui transistor) dan tidak bergerak (muatan listrik di gerbang transistor yang mengontrol arus yang melewatinya).

Pembangkitan listrik

Pembangkitan listrik adalah proses menghasilkan energi listrik dari bentuk energi lain. Prinsip dasar pembangkitan listrik ditemukan pada tahun 1820-an dan awal 1830-an oleh ilmuwan Inggris, Michael Faraday. Metode dasarnya masih digunakan sampai sekarang: arus listrik dihasilkan oleh pergerakan lingkaran kawat, atau cakram tembaga di antara kutub magnet.

Untuk utilitas listrik, ini adalah langkah pertama dalam pengiriman listrik ke konsumen. Proses lainnya, transmisi listrik, distribusi, serta penyimpanan dan pemulihan energi listrik menggunakan metode penyimpanan yang dipompa biasanya dilakukan oleh industri tenaga listrik.

Listrik paling sering dihasilkan di pembangkit listrik oleh generator elektromekanis, terutama digerakkan oleh mesin panas yang dipicu oleh pembakaran bahan kimia atau fisi nuklir, tetapi juga dengan cara lain seperti energi kinetik air yang mengalir dan angin. Ada banyak teknologi lain yang dapat dan digunakan untuk menghasilkan listrik seperti fotovoltaik surya dan tenaga panas bumi.
 

Disdur dari: en.wikipedia.org

Transmisi tenaga listrik adalah perpindahan energi listrik dalam jumlah besar dari lokasi pembangkit, seperti pembangkit listrik, ke gardu listrik. Jalur yang saling terhubung yang memfasilitasi pergerakan ini membentuk jaringan transmisi. Hal ini berbeda dengan kabel lokal antara gardu induk tegangan tinggi dan pelanggan, yang biasanya disebut sebagai distribusi tenaga listrik. Gabungan jaringan transmisi dan distribusi adalah bagian dari pengiriman listrik, yang dikenal sebagai jaringan listrik.

Transmisi daya listrik jarak jauh yang efisien membutuhkan tegangan tinggi. Hal ini untuk mengurangi kerugian yang dihasilkan oleh arus yang kuat. Jalur transmisi menggunakan arus bolak-balik (AC) atau arus searah (DC). Tingkat tegangan diubah dengan transformer. Tegangan dinaikkan untuk transmisi, kemudian diturunkan untuk distribusi lokal.

Jaringan sinkron area yang luas, yang dikenal sebagai interkoneksi di Amerika Utara, secara langsung menghubungkan generator yang menghasilkan daya AC dengan frekuensi relatif yang sama ke banyak konsumen. Amerika Utara memiliki empat interkoneksi utama: Barat, Timur, Quebec dan Texas. Satu jaringan menghubungkan sebagian besar benua Eropa. Secara historis, jalur transmisi dan distribusi sering kali dimiliki oleh perusahaan yang sama, tetapi mulai tahun 1990-an, banyak negara meliberalisasi regulasi pasar listrik dengan cara yang mengarah pada perusahaan yang terpisah untuk menangani transmisi dan distribusi.

Sistem Transmisi Tenaga Listrik

Sebagian besar jalur transmisi saat ini mengirimkan listrik dalam bentuk arus bolak-balik tiga fasa dengan tegangan tinggi. Namun, terdapat kasus di mana arus bolak-balik satu fasa juga digunakan, terutama dalam sistem elektrifikasi perkeretaapian. Selain itu, teknologi arus searah dengan tegangan tinggi juga diterapkan, terutama untuk mentransmisikan listrik dalam jarak yang sangat jauh. Hal ini karena efisiensi teknologi arus searah lebih tinggi daripada arus bolak-balik. Teknologi ini bahkan digunakan dalam penghantaran listrik di bawah laut, di mana jaraknya bisa mencapai puluhan kilometer.

Diagram sistem tenaga listrik. Sistem transmisi berwarna biru.

Penggunaan tegangan tinggi (115 kV ke atas) dalam transmisi listrik bertujuan untuk mengurangi hilangnya energi selama proses pengiriman, terutama ketika jaraknya jauh. Secara umum, saluran udara lebih umum digunakan untuk transmisi listrik karena biaya instalasi yang lebih rendah. Namun, transmisi bawah tanah sering diterapkan di kawasan perkotaan atau di lingkungan yang memerlukan perlindungan khusus.

Tantangan dalam sistem transmisi adalah kurangnya fasilitas penyimpanan energi, yang mengharuskan pembangkitan listrik harus sejalan dengan permintaan saat itu. Untuk mengatasi ini, diperlukan sistem kendali yang canggih untuk memastikan keseimbangan antara pembangkitan dan permintaan listrik. Ketidakseimbangan ini bisa menyebabkan pemutusan otomatis dari pembangkitan dan peralatan transmisi untuk mencegah kerusakan. Untuk menghindari pemadaman listrik yang luas, jaringan transmisi biasanya terhubung dengan jaringan lainnya, bahkan dengan jaringan di negara lain, untuk memberikan jalur alternatif jika terjadi gangguan mendadak.

Perusahaan pengelola transmisi menetapkan kapasitas maksimum yang lebih rendah dari kapasitas aktual untuk setiap jalur transmisi untuk memastikan adanya cadangan jika terjadi kegagalan di jalur lain. Ini adalah langkah penting untuk menjaga keandalan sistem transmisi listrik.

Sejarah Transmisi Tenaga Listrik

Pada awalnya, listrik komersial ditransmisikan pada tegangan yang sama dengan yang digunakan oleh lampu dan beban mekanis, membatasi jarak antara pembangkit dan beban. Pada tahun 1882, transmisi arus searah (DC) tidak dapat dengan mudah ditingkatkan untuk jarak transmisi jauh. Ini mengakibatkan penggunaan generator yang ditempatkan dekat dengan beban mereka, praktik yang kemudian dikenal sebagai generasi terdistribusi menggunakan banyak generator kecil.

Kemudian, transmisi arus bolak-balik (AC) menjadi mungkin setelah Lucien Gaulard dan John Dixon Gibbs membangun apa yang mereka sebut sebagai generator sekunder pada tahun 1881. Ini memungkinkan penggunaan transformator dan transmisi listrik AC jarak jauh. Pada tahun 1884, sistem transmisi AC pertama dengan jarak panjang sejauh 34 kilometer telah dibangun di Turin, Italia, untuk Pameran Listrik Internasional. Ini membuktikan kelayakan transmisi listrik AC jarak jauh.

Pada tahun-tahun berikutnya, pengembangan transformator AC oleh William Stanley, Jr., dan penggunaan motor induksi tiga fasa oleh Galileo Ferraris dan Nikola Tesla, didukung oleh perusahaan besar seperti Westinghouse dan General Electric, mengubah lanskap transmisi listrik. Ini mencakup penggunaan tegangan tinggi, sistem tiga fasa, dan transformator untuk meningkatkan efisiensi dan jangkauan transmisi. Pada abad ke-20, peningkatan voltase transmisi terus berlanjut, memungkinkan penggunaan sumber energi yang lebih murah dan jarak transmisi yang lebih jauh. Perang Dunia I mempercepat interkoneksi antara pembangkit lokal dan jaringan distribusi kecil, menjadikan jalur transmisi dan grid listrik infrastruktur kritis selama periode industrialisasi cepat pada abad ke-20.

• Jalur transmisi udara

Konduktor overhead dengan tegangan tinggi tidak dilapisi isolasi. Biasanya terbuat dari paduan aluminium, terdiri dari beberapa untai dan mungkin diperkuat dengan untai baja. Meskipun tembaga kadang-kadang digunakan, aluminium lebih ringan, hanya sedikit mengurangi daya tampung, dan biayanya jauh lebih murah. Konduktor overhead dipasok oleh beberapa perusahaan dan terus ditingkatkan bahan dan bentuknya untuk meningkatkan kapasitas.

Ukuran konduktor berkisar dari 12 mm2 hingga 750 mm2, dengan resistansi dan kapasitas penghantar arus yang bervariasi. Untuk konduktor besar (lebih dari beberapa sentimeter diameter), aliran arus banyak terkonsentrasi di permukaan karena efek kulit. Bagian tengah konduktor membawa sedikit arus tetapi memberikan berat dan biaya. Oleh karena itu, beberapa kabel paralel (disebut konduktor berkelompok) digunakan untuk kapasitas yang lebih tinggi. Konduktor berkelompok digunakan pada tegangan tinggi untuk mengurangi hilangnya energi akibat pembuangan korona.

Hari ini, tegangan transmisi biasanya adalah 110 kV ke atas. Tegangan lebih rendah, seperti 66 kV dan 33 kV, biasanya dianggap sebagai tegangan subtransmisi, tetapi kadang-kadang digunakan pada jalur panjang dengan beban ringan. Tegangan kurang dari 33 kV biasanya digunakan untuk distribusi. Tegangan di atas 765 kV dianggap sebagai tegangan ekstra tinggi dan memerlukan desain yang berbeda.

• Jalur bawah tanah

Tenaga listrik dapat ditransmisikan melalui kabel listrik bawah tanah. Kabel bawah tanah tidak memerlukan hak lintas, memiliki visibilitas yang lebih rendah, dan kurang dipengaruhi oleh cuaca. Namun, kabel harus diisolasi. Biaya kabel dan ekskavasi jauh lebih tinggi daripada konstruksi overhead. Kesalahan dalam jalur transmisi bawah tanah memerlukan waktu lebih lama untuk dilokalisasi dan diperbaiki.

Di beberapa area metropolitan, kabel dilapisi oleh pipa logam dan diisolasi dengan cairan dielektrik (biasanya minyak) yang bersifat statis atau disirkulasikan melalui pompa. Jika kesalahan listrik merusak pipa dan bocor dielektrik, nitrogen cair digunakan untuk membekukan sebagian pipa untuk memungkinkan pengosongan dan perbaikan. Hal ini memperpanjang periode perbaikan dan meningkatkan biaya. Suhu pipa dan sekitarnya dipantau selama periode perbaikan.

Jalur bawah tanah terbatas oleh kapasitas termalnya, yang membatasi kelebihan beban atau pengaturan ulang jalur. Kabel AC bawah tanah yang panjang memiliki kapasitansi yang signifikan, yang mengurangi kemampuannya untuk menyediakan daya yang berguna melebihi 50 mil (80 kilometer). Kabel DC tidak terbatas dalam panjangnya oleh kapasitansinya.

Transmisi Massal

Jaringan transmisi besar ini menggunakan komponen seperti saluran listrik, kabel, pemutus sirkuit, sakelar, dan transformator. Biasanya, jaringan transmisi dikelola secara regional oleh entitas seperti organisasi transmisi regional atau operator sistem transmisi.

Efisiensi transmisi ditingkatkan dengan tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih rendah. Pengurangan arus mengurangi kerugian pemanasan. Hukum pertama Joule menyatakan bahwa kerugian energi berbanding lurus dengan kuadrat arus. Dengan demikian, mengurangi arus dengan faktor dua mengurangi energi yang hilang karena resistansi konduktor dengan faktor empat untuk ukuran konduktor tertentu.

Ukuran optimal konduktor untuk tegangan dan arus tertentu dapat diestimasi dengan hukum Kelvin untuk ukuran konduktor, yang menyatakan bahwa ukuran optimal adalah ketika biaya energi yang terbuang karena resistansi sama dengan biaya modal tahunan dari penyediaan konduktor. Pada saat suku bunga dan harga komoditas rendah, hukum Kelvin menunjukkan bahwa kawat yang lebih tebal adalah optimal. Namun, jika suku bunga tinggi, konduktor yang lebih tipis lebih diindikasikan. Karena saluran listrik dirancang untuk penggunaan jangka panjang, hukum Kelvin digunakan bersama dengan estimasi jangka panjang dari harga tembaga dan aluminium serta suku bunga.

Tegangan yang lebih tinggi dalam sirkuit AC dicapai dengan menggunakan transformator step-up. Sistem arus searah tegangan tinggi (HVDC) memerlukan peralatan konversi yang relatif mahal yang mungkin bisa dibenarkan secara ekonomi untuk proyek-proyek tertentu seperti kabel bawah laut dan transmisi titik-ke-titik jarak jauh dengan kapasitas tinggi. HVDC diperlukan untuk mengirimkan energi antara grid yang tidak disinkronkan.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Teknik tenaga listrik, juga dikenal sebagai teknik sistem tenaga listrik, berada di bawah payung teknik elektro dan berfokus pada berbagai aspek yang berkaitan dengan tenaga listrik. Ini termasuk pembangkitan, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan listrik, serta peralatan listrik yang terkait dengan sistem ini. Sementara sebagian besar bidang ini berhubungan dengan daya AC tiga fase, yang merupakan standar untuk transmisi dan distribusi skala besar di seluruh dunia, sebagian besar lainnya melibatkan konversi antara daya AC dan DC serta merancang sistem daya khusus untuk aplikasi seperti pesawat terbang dan jaringan kereta api listrik. Dasar dari teknik tenaga terletak pada prinsip-prinsip dari disiplin ilmu teknik elektro dan teknik mesin.

Perkembangan Awal dalam Teknik Listrik dan Tenaga

Listrik menarik perhatian ilmiah pada akhir tahun 1600-an, yang mengarah pada penemuan-penemuan signifikan selama berabad-abad berikutnya, termasuk penciptaan bola lampu pijar dan tumpukan volta. Penemuan induksi elektromagnetik oleh Michael Faraday pada tahun 1831 menandai momen penting dalam teknik tenaga listrik, yang menjelaskan prinsip-prinsip di balik generator dan transformator.
Pada tahun 1881, dunia menyaksikan peresmian pembangkit listrik pertama di Godalming, Inggris, yang menggunakan kincir air untuk menghasilkan arus bolak-balik untuk keperluan penerangan. Namun, pasokan yang terputus-putus terus berlanjut hingga Thomas Edison mendirikan pembangkit listrik bertenaga uap pertama di New York City pada tahun 1882. Stasiun ini menyalakan ribuan lampu untuk banyak pelanggan, menggunakan arus searah pada tegangan tunggal.

Pada tahun yang sama, Lucien Gaulard dan John Dixon Gibbs memamerkan terobosan transformatif di London, dengan menghadirkan trafo pertama yang dapat digunakan untuk sistem tenaga listrik. Meskipun sukses di awal, kesalahan mendasar dalam desain mereka menyebabkan keterbatasan. Menyadari kekurangan ini, George Westinghouse dan insinyurnya, William Stanley, melakukan perbaikan yang signifikan, yang mengarah pada pengembangan sistem tenaga listrik arus bolak-balik praktis pertama di dunia di Massachusetts pada tahun 1886.

Selama periode ini, industri listrik berkembang pesat di Amerika Serikat dan Eropa, terutama berfokus pada penerangan listrik. "Perang arus" pun terjadi antara Edison dan Westinghouse, memperdebatkan keunggulan transmisi arus searah versus arus bolak-balik. Instalasi sistem tenaga listrik utama Westinghouse di Colorado pada tahun 1891 menandai tonggak sejarah yang signifikan, yang menekankan penggunaan motor listrik di luar tujuan penerangan.
Pada saat yang sama, Oskar von Miller membangun saluran transmisi tiga fase di Jerman, yang menunjukkan kemajuan dalam rekayasa tenaga listrik. Selesainya proyek Air Terjun Niagara pada tahun 1895 semakin mendorong adopsi arus bolak-balik untuk transmisi listrik, mengukuhkan dominasinya dalam industri listrik.

Teknik Tenaga Listrik Abad Kedua Puluh

• Peran Listrik dalam Bolshevisme

Revolusi Bolshevik menyoroti pentingnya pembangkit listrik, dengan Lenin yang terkenal menyatakan, "Komunisme adalah kekuatan Soviet ditambah elektrifikasi seluruh negeri." Ideologi ini dipromosikan secara luas melalui propaganda Soviet yang menampilkan Lenin. Pada 1920, rencana GOELRO diluncurkan sebagai upaya Bolshevik pertama dalam perencanaan industri, dengan Lenin secara aktif berpartisipasi dalam pengembangannya. Khususnya, Gleb Krzhizhanovsky, yang memiliki pengalaman sebelumnya dalam pembangunan pembangkit listrik dan hubungan yang sudah lama terjalin dengan Lenin, memainkan peran penting dalam inisiatif ini.

• Kemajuan dalam Teknik Tenaga Listrik di AS

Pada tahun 1936, sebuah tonggak sejarah dicapai dengan pembangunan jalur arus searah tegangan tinggi (HVDC) komersial pertama antara Schenectady dan Mechanicville, New York, dengan menggunakan katup busur merkuri. Sebelumnya, HVDC dicoba menggunakan generator arus searah secara seri, tetapi masalah keandalan tetap ada. Demonstrasi penyearah solid-state pertama Siemens pada tahun 1957 menandai kemajuan yang signifikan, meskipun implementasi komersialnya dalam sistem tenaga listrik tidak terjadi hingga awal tahun 1970-an. Selain itu, pada tahun 1959, Westinghouse memperkenalkan pemutus sirkuit pertama yang menggunakan SF6 sebagai media interupsi, bahan yang menawarkan sifat dielektrik yang lebih unggul dibandingkan dengan udara. Inovasi ini menghasilkan switchgear dan transformator yang lebih ringkas dan efisien. Selain itu, kemajuan teknologi informasi dan komunikasi memfasilitasi studi aliran beban yang lebih efisien dan meningkatkan kemampuan kendali jarak jauh peralatan sistem tenaga.

Gambaran Umum Teknik Tenaga Listrik

Teknik Tenaga mencakup seluruh proses pembangkitan, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan listrik, bersama dengan desain perangkat terkait seperti transformator, generator, motor, dan elektronika daya. Insinyur tenaga listrik juga dapat berfokus pada sistem tenaga listrik off-grid, terutama di daerah terpencil atau aplikasi seluler di mana koneksi jaringan tidak praktis atau mahal.

Bidang Fokus Utama

• Pembangkit Listrik: Melibatkan perancangan dan pembangunan fasilitas untuk mengubah energi dari sumber primer menjadi tenaga listrik.
• Transmisi Tenaga Listrik: Membutuhkan rekayasa jalur transmisi tegangan tinggi dan gardu induk untuk menghubungkan sistem pembangkitan dan distribusi, termasuk sistem arus searah tegangan tinggi.
• Distribusi Tenaga Listrik: Meliputi elemen-elemen sistem tenaga listrik dari gardu induk ke konsumen akhir.
• Perlindungan Sistem Tenaga Listrik: Menangani studi tentang potensi kegagalan dalam sistem tenaga listrik dan metode untuk deteksi dan mitigasi.

Kolaborasi Antardisiplin Ilmu

Insinyur tenaga listrik berkolaborasi dengan berbagai disiplin ilmu seperti ahli sipil, mekanik, lingkungan, hukum, dan keuangan. Proyek sering kali membutuhkan koordinasi dengan banyak profesional, dan upaya skala besar seperti stasiun pembangkit mungkin melibatkan banyak profesional desain. Rekayasa sistem tenaga listrik yang efektif tidak hanya membutuhkan pengetahuan teknis tetapi juga keterampilan administratif dan organisasi yang kuat.

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Daya listrik adalah laju transfer energi listrik dalam suatu rangkaian. Satuan SI-nya adalah watt, satuan umum daya, yang didefinisikan sebagai satu joule per detik. Awalan standar berlaku untuk watt seperti pada satuan SI lainnya: ribuan, jutaan, dan miliaran watt masing-masing disebut kilowatt, megawatt, dan gigawatt.

Dalam bahasa umum, tenaga listrik adalah produksi dan pengiriman energi listrik, sebuah utilitas publik yang penting di sebagian besar dunia. Tenaga listrik biasanya dihasilkan oleh generator listrik, tetapi juga dapat dipasok oleh sumber-sumber seperti baterai listrik. Tenaga listrik biasanya disalurkan ke bisnis dan rumah (sebagai listrik rumah tangga) oleh industri tenaga listrik melalui jaringan listrik. Tenaga listrik dapat dikirim dalam jarak jauh melalui saluran transmisi dan digunakan untuk aplikasi seperti gerakan, cahaya, atau panas dengan efisiensi tinggi. 

Definisi

Daya listrik, seperti halnya daya mekanik, adalah laju kerja yang diukur dalam watt, dan diwakili oleh huruf P. Istilah watt digunakan dalam bahasa sehari-hari yang berarti “daya listrik dalam watt”. Daya listrik dalam watt yang dihasilkan oleh arus listrik I yang terdiri dari muatan sebesar Q coulomb setiap t detik yang melewati perbedaan potensial listrik (tegangan) sebesar V adalah:

Di mana:

• W adalah usaha dalam joule
• t adalah waktu dalam hitungan detik
• Q adalah muatan listrik dalam coulomb
• V adalah potensial listrik atau tegangan dalam volt
• I adalah arus listrik dalam satuan ampere

Penjelasan Energi Listrik

Energi listrik telah menjadi bagian yang tak terpisahkan dari kehidupan modern kita. Namun, tahukah Anda bagaimana energi ini benar-benar bekerja? Mari kita jelajahi dunia listrik ini bersama-sama, mulai dari sirkuit sederhana hingga konsep yang lebih kompleks tentang medan elektromagnetik.

Dalam sebuah sirkuit listrik, ada dua jenis komponen utama: sumber daya aktif dan beban pasif. Sumber daya aktif, seperti generator dan baterai, mengonversikan bentuk energi lain, seperti mekanik atau kimia, menjadi energi listrik. Sementara beban pasif, seperti bola lampu atau motor listrik, mengonsumsi energi listrik dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain, seperti cahaya atau gerakan.

Untuk sirkuit AC, kita dapat membagi daya listrik menjadi tiga komponen: daya nyata, daya reaktif, dan daya semu. Daya nyata adalah daya yang benar-benar ditransfer dan digunakan, sementara daya reaktif hanya bergerak bolak-balik antara sumber dan beban. Daya semu adalah kombinasi keduanya, dan dapat divisualisasikan sebagai segitiga daya yang menggambarkan hubungan antara ketiga komponen tersebut.

Namun, energi listrik tidak hanya terbatas pada sirkuit. Ia juga termanifestasi dalam bentuk medan elektromagnetik yang terjadi di mana pun ada perubahan medan listrik dan medan magnet secara bersamaan. Aliran energi ini dapat dihitung dengan mengintegralkan vektor Poynting di seluruh permukaan tertutup. Pemahaman tentang medan elektromagnetik ini memiliki implikasi besar dalam berbagai bidang seperti komunikasi nirkabel, pemanfaaran energi, dan bahkan dunia medis.

Produksi

Prinsip-prinsip dasar dari sebagian besar pembangkit listrik ditemukan pada tahun 1820-an dan awal 1830-an oleh ilmuwan Inggris, Michael Faraday. Metode dasarnya masih digunakan sampai sekarang: arus listrik dihasilkan oleh pergerakan lingkaran kawat, atau cakram tembaga di antara kutub magnet.

Bagi perusahaan listrik, ini adalah proses pertama dalam pengiriman listrik ke konsumen. Proses lainnya, transmisi listrik, distribusi, dan penyimpanan dan pemulihan energi listrik menggunakan metode penyimpanan yang dipompa biasanya dilakukan oleh industri tenaga listrik.

Listrik sebagian besar dihasilkan di pembangkit listrik oleh generator elektromekanis, yang digerakkan oleh mesin panas yang dipanaskan oleh pembakaran, tenaga panas bumi, atau fisi nuklir. Generator lainnya digerakkan oleh energi kinetik air dan angin yang mengalir. Ada banyak teknologi lain yang digunakan untuk menghasilkan listrik seperti panel surya fotovoltaik.

Alat Ukur

Alat yang digunakan untuk mengukur daya listrik disebut wattmeter, yang bekerja berdasarkan prinsip kerja amperemeter, voltmeter, dan gaya Lorentz. Wattmeter terdiri dari kumparan arus dan kumparan tegangan, yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan dan arus baik searah maupun bolak-balik.

Penerapan Tenaga Listrik

Tenaga listrik, yang diproduksi dari stasiun pembangkit pusat dan didistribusikan melalui jaringan transmisi listrik, digunakan secara luas dalam aplikasi industri, komersial, dan konsumen. Konsumsi daya listrik per kapita suatu negara berkorelasi dengan perkembangan industrinya. Motor listrik menggerakkan mesin-mesin manufaktur dan menggerakkan kereta bawah tanah dan kereta api. Pencahayaan listrik adalah bentuk cahaya buatan yang paling penting. Energi listrik digunakan secara langsung dalam proses-proses seperti ekstraksi aluminium dari bijihnya dan dalam produksi baja dalam tungku busur listrik. Tenaga listrik yang andal sangat penting untuk telekomunikasi dan penyiaran. Tenaga listrik digunakan untuk menyediakan pendingin ruangan di iklim panas, dan di beberapa tempat, tenaga listrik merupakan sumber energi yang kompetitif secara ekonomi untuk pemanas ruangan gedung. Penggunaan tenaga listrik untuk memompa air berkisar dari sumur rumah tangga hingga proyek irigasi dan penyimpanan energi.

Disadur dari: en.wikipedia.org