perbezaan voltan

Bagi yang tidak tahu, arus elektrik yang dibekalkan di rumah, pejabat, hotel dan sebagainya sebenarnya mempunyai  kadar voltan tertentu bagi memastikan ianya sesuai dan selamat digunakan untuk mengecas telefon, memasang kipas, televisyen, lampu dan sebagainya.

Namun, sekiranya anda seorang pengembara dan sudah mengembara ke banyak negara, anda mungkin pernah menghadapi masalah untuk mengecas telefon ataupun menggunakan perkakasan elektrik yang lain. Maka, terpaksalah anda menggunakan penyesuai (adapter), penukar (converter) dan pengubah (transformer) voltan. 

Sebagai contoh, apabila menggunakan pengecas telefon yang dibeli di Kanada, ianya tidak sesuai digunakan di Malaysia kerana terdapat perbezaan daripada segi voltan yang digunakan di Malaysia. Sekiranya anda beli pengecas telefon di Washington, ianya tidak lagi boleh digunakan di Paris.

Ianya bukan setakat jenis plug yang berlainan sahaja, tetapi juga voltan yang berlainan. Oleh itu, sekiranya anda membeli penukar jenis plug atau plug converter sekalipun, ianya mungkin tidak boleh digunakan kerana kadar voltan yang berlainan. Persoalannya, mengapakah terdapat perbezaan ini?

Tidakkah lebih mudah sekiranya semua negara menggunakan kadar voltan yang sama sahaja seluruh dunia? Sudah tentulah ianya tidak memeningkan para pelancong. Malah, syarikat pengeluar barangan elektrik juga tidak perlu pening kepala menghasilkan barangan elektrik dengan dengan piawaian berbeza bagi setiap negara!

Memahami asas elektrik

perbezaan arus terus arus ulang alik

Untuk memahami perbezaan ini, kita perlu memahami fizik disebalik elektrik dan kemudian menyelami sejarah untuk membongkar misteri perbezaan voltan yang disediakan di seluruh dunia ini.

Arus elektrik yang dihantar ke kediaman kita pada asasnya terdapat dalam dua jenis: DC (direct current atau arus terus) dan AC (alternate current atau arus ulang alik). Arus ulang-alik (AU) merupakan satu bentuk arus elektrik yang arah alirannya berulang-alik, tidak seperti arus terus (AT), yang mana arah alirannya adalah tetap.

Voltan (diukur dalam volt) adalah ukuran perbezaan potensi antara dua titik dalam medan elektrik. Sebagai analogi mudah memahami perkara ini, bayangkan aliran air yang berasal dari tangki air. Jumlah air yang keluar adalah muatan elektrik, kelajuan arus air adalah arus elektrik dan tekanan di mana air bergerak mewakili voltan.

Untuk membolehkan mana-mana alat elektronik berfungsi, anda perlu menyediakannya arus elektrik. Arus elektrik mewakili kadar aliran elektron melalui konduktor. Oleh itu, setiap kali anda menyambungkan perkakas elektrik ke soket  dinding dan menghidupkannya, terdapat perbezaan yang mungkin berlaku antara soket dinding dan pengecas komputer riba, jadi terdapat aliran arus (dibaca sebagai elektrik) yang memberi kuasa kepada alat yang disambungkan.

Nilai voltan yang dibekalkan ini biasanya dalam nilai beratus-ratus tetapi berbeza antara satu negara dengan negara lain. Sebagai contoh, di Amerika Syarikat, voltan standard ialah 120 volt (pada 60 hertz), sedangkan di India ianya sekitar 230 volt (pada 50 hertz) dan negara lain juga mungkin mempunyai voltan yang berbeza.

Ini membawa kita kepada persoalan yang jelas: mengapa perbezaan ini berlaku? Adakah ianya disengajakan? Jawapannya terletak pada sejarah elektrik dan selepas penemuannya.

Perseteruan antara Thomas Edison dan Nikolas Tesla

thomas edison nikola tesla

Thomas Edison mencipta mentol lampu pada akhir abad ke 19. Sebagai seorang ahli perniagaan yang berwawasan, beliau berimmpian memodenkan bandar New York dengan penemuan barunya ini. Ideanya ialah memasang wayar logam di tiang di jalan bandar terus yang akan membawa arus terus (DC) dan membekalkannya ke rumah.

Walau bagaimanapun, mengangkut dan menghantar arus DC pada jarak jauh tidak dapat dilaksanakan secara praktikal, memandangkan ia akan menyebabkan kehilangan jumlah tenaga yang tinggi berlaku pada wayar kerana rintangan dalamannya.

Nikolas Tesla, seorang lagi saintis yang membuat penemuan hebat lain pada zaman itu, mengusulkan idea penggunaan arus ulang-alik (AC) sebagai kaedah untuk membekalkan elektrik kepada rumah. Masalah yang dihadapi oleh DC dapat diatasi dengan menggunakan AC yang bergantung pada penemuan hebat lain yang dikenali sebagai transformer.

Secara ringkasnya, penggunaan transformer membantu menaikkan atau menurunkan voltan dengan mudah dan kehilangan kuasa yang dapat diabaikan.

perbezaan voltan antara negara

Nikola Tesla adalah jurutera pintar dan dengan tegas mengatakan bahawa frekuensi terbaik untuk penghantaran AC ialah 60 hertz dan voltan optimum ialah 240 volt. Namun, sistem Thomas Edison dibangun menggunakan 110 volt pada waktu itu maka terjadi perselisihan antara konsep kedua saintis ini mengenai voltan mana yang harus digunakan untuk kegunaan orang awam di rumah.

Thomas Edison berusaha sedaya upaya untuk melobi penggunaan DC dan melakukan segala kemungkinan untuk menyatakan bahawa AC "240 volt" yang disarankan oleh Nikola Tesla terlalu berbahaya untuk digunakan di rumah. Untuk membuktikan  perkara ini, beliau telah mengundang orang awam ke tempat di mana sistem voltan tinggi Nikola Tesla dipasang.

Dalam eksperimen pertunjukan ini, beliau telah mengenakan renjatan elektrik terhadap seekor haiwan. Thomas Edison juga merupakan pencipta kamera bergerak dan beliau telah merakam proses memberikan renjatan elektrik terhadap haiwan ini menggunakan kameranya.

Salah satu rakaman itu masih disimpan di Internet. Ia adalah seekor gajah dengan nama Topsy dan Thomas Edison telah memberikan renjatan elektrik kepada haiwan itu untuk meyakinkan orang bahawa AC voltan tinggi sangat merbahaya. Rakaman video kejadian tersebut boleh ditonton di bawah ini:

Walaupun Thomas Edison tidak dapat menjadikan DC sebagai bekalan elektrik bagi isi rumah, beliau berjaya meyakinkan pemimpin pada masa itu bahawa arus AC 240 volt terlalu berbahaya. New York ketika itu menggunakan 110 volt AC, julat voltan di mana sistem Thomas Edison biasanya berfungsi untuk mengurangkan bahaya elektrik voltan tinggi yang mampu membunuh manusia.

Walaupun lebih selamat menggunakan AC voltan rendah, ia menyebabkan kehilangan kuasa lebih banyak daripada sistem yang menggunakan AC 240 volt. Reka bentuk sistem Nikola Tesla untuk penghantaran kuasa AC pertama kali dilaksanakan untuk penggunaan komersial oleh Westinghouse Electric di AS. Mereka menggunakan frekuensi 60 Hz dengan 110 volt untuk penghantaran arus AC.

Di Eropah pula sebaliknya kerana orang ramai kurang mengambil tahu mengenai bahaya AC dengan voltan tinggi. Mereka kebanyakannya memilih antara 220-240 volt AC untuk penghantaran ke rumah. BEW adalah salah satu syarikat awal di Eropah yang masuk ke dalam perniagaan transmisi AC dan membekalkan 240 volt.

Anehnya, mereka memilih 50 hertz dan bukannya 60 hertz. Lama-kelamaan AC 50 hertz ini dan voltan antara 220-240 volt segera mula diterima secara perlahan di seluruh benua. Kemudian, kuasa kolonial seperti Britain, Perancis, Sepanyol, Portugal dan lain-lain mula memeperkenalkan sistem elektrik di jajahan mereka di Asia dan Afrika berdasarkan voltan dan frekuensi yang mereka gunakan di negara mereka sendiri.

Usaha untuk menyeragamkan voltan 

voltan transformer

Adakah terdapat usaha untuk menyeragamkan voltan ini di seluruh dunia? Jawapan ringkasnya, ada tapi tidak berhasil.

Suruhanjaya Elektroteknikal Antarabangsa (IEC) adalah salah satu organisasi pertama yang berusaha menyeragamkan voltan dan saluran elektrik diperingkat global. Mereka bekerjasama dengan International Questions Commission dari Belanda pada tahun 1934 dan membentuk sebuah jawatankuasa untuk mencari jalan keluar untuk masalah reka bentuk soket yang berbeza dan parameter elektrik yang berbeza seperti voltan dan frekuensi.

Banyak negara yang dikuasai fasis muncul selepas Perang Dunia 1 di Eropah. Adalah tugas berat untuk meyakinkan para diktator dari negara-negara tersebut untuk menerapkan piawaian tenaga elektrik yang sama. Malangnya, ketika jawatankuasa ini mulai membuat usaha ke arah ini, Perang Dunia 2 meletus dan telah menghentikan semua usaha mereka untuk melakukan proses penyeragaman ini.

Selain itu, IEC tidak benar-benar mempunyai mandat untuk meyakinkan negara-negara untuk mengikuti standard yang sama. Mereka hanya boleh mengemukakan cadangan piawaian, tetapi tidak mempunyai kekuatan untuk mengarahkan setiap negara-negara untuk mengikutinya.

Lama-kelamaan, apabila setiap negara sudah menggunakan sistem elektrik mereka secara berdekad-dekat, ianya dianggap sudah terlalu lambat untuk melakukan penyeragaman ini memandangkan ia akan melibatkan banyak wang. 

Kredit:

  1. Interesting Engineering
  2. World Standards
  3. Snopes


Hakcipta iluminasi.com (2017)