Pengertian Termokopel (Thermocouple) – Penggunaan termokopel dalam dunia elektronika sangatlah luas, alat ini sering digunakan sebagai komponen utama untuk mengukur dan mengatur suhu mesin. Disini termokopel berfungsi untuk menstabilkan suhu agar sesuai dengan kapasitas mesin elektronik.
Termokopel pertama kali ditemukan pada abad ke-18 oleh ilmuwan asal Estonia yakni Thomas Johann Seebeck. Ia mengemukakan bahwa saat terdapat dua medan magnet dengan tegangan berbeda, maka akan menimbulkan efek listrik yang akan muncul.
Dari sinilah dibuat alat untuk dapat menghitung listrik secara digital untuk mengindikasikan sebuah suhu ruangan. Kemudian, efek yang terjadi ini disebut dengan efek Seebeck sesuai dengan nama ilmuwan yang menemukannya.
Pengertian Termokopel (Thermocouple)
Pada dunia elektronika, Thermocouple atau termokopel adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”.
Termokopel (Thermocouple) dapat diartikan sebagai sebuah alat pengukur suhu, dimana alat ini dapat menghasilkan tegangan listrik dari suhu yang ada di sebuah benda atau ruangan. Suhu ini akan diukur dengan dua konduktor yang memiliki kapasitas berbeda.
Dua konduktor tersebut akan menghasilkan suhu yang berbeda, sehingga saat kedua konduktor berdekatan akan timbul efek listrik yang dapat muncul melalui komponen volter yang ada di alat tersebut.
Kemudian dari volter, listrik akan dialirkan ke sebuah display dan akan menampilkan suhu tersebut secara digital. Di beberapa pengaplikasiannya, termokopel juga digunakan sebagai indikator suhu yang bisa menaikkan atau menurunkan suhu ruangan secara instan.
Itulah pengertian termokopel secara singkat, dan dalam penggunaannya termokopel sudah banyak dimodifikasi. Dengan begitu, termokopel bisa memiliki fungsi yang lebih kompleks dan berguna dalam dunia elektronika.
Fungsi Termokopel
alam dunia elektronika, termokopel mulai berkembang dengan pesat sehingga memiliki fungsi yang lebih beragam. Namun, secara garis besar tetap saja alat ini berfungsi untuk mengukur suhu secara digital.
Dari suhu yang diukur tersebut juga dapat digunakan sebagai indikator untuk alat kontrol suhu benda atau ruangan, seperti AC, oven, kulkas, freezer, mesin, dan lain sebagainya. Dari sini alat-alat tersebut akan berfungsi sesuai indikator dari termokopel.
Selain itu, termokopel juga bisa digunakan untuk mengukur sebuah tegangan listrik karena bekerja dengan memanfaatkan suhu yang ada di sebuah benda. Sehingga suhu listrik juga dapat diukur dengan menggunakan alat yang satu ini.
Itu tadi fungsi utama dari termokopel, tetapi untuk kedepannya pasti alat ini akan memiliki fungsi yang lebih beragam. Mengingat di zaman sekarang semuanya sudah beralih ke alat-alat listrik yang pastinya membutuhkan alat pengukur suhu tersebut.
Efek Termokopel
Untuk mengetahui prinsip kerja termokopel, tentu saja kamu harus tahu beberapa efek yang digunakan. Seperti efek seebeck, efek peltier, dan juga efek thomson. Berikut penjelasannya:
1. Efek Seebeck
Efek seebeck merupakan sebuah efek yang tercipta dari dua konduktor yang berbeda muatan bertemu satu sama lain. Disini terjadi efek seebeck yang menciptakan muatan listrik di dalamnya, umumnya efek seebeck bisa terjadi akibat muatan positif mengalir ke muatan negatif pada konduktor.
2. Efek Peltier
Sebaliknya, efek peltier berlawanan dengan efek seebeck karena efek ini tercipta akibat perbedaan muatan negatif yang mengalir ke muatan positif. Efek ini juga berguna untuk menentukan suhu secara akurat di sebuah alat pengukur suhu.
3. Efek Thomson
Berbeda dengan kedua efek di atas, efek thomson lebih ke arah muatan magnet yang tercipta akibat muatan yang berbeda diantara konduktor. Efek thomson digunakan untuk menstabilkan kedua muatan yang saling bertemu dan menimbulkan muatan listrik di dalamnya.
Prinsip Kerja Termokopel
Prinsip kerja termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya, termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis lalu kedua ujungnya digabungkan menjadi satu. Ketika ujung logam ini dipanaskan maka kedua akan mengalami pemuaian.
Pemuaian ini diakibatkan oleh pergerakan atom atau elektron dari temperatur tinggi menuju temperatur rendah dan pergerakan elektron ini tergantung pada bahan logam itu sendiri, artinya logam satu dengan logam lain nya memiliki kecepatan muai yang berbeda-beda. Hal inilah yang menyebabkan perbedaan potensial di ujung-ujung logam tersebut.
Perlu diketahui juga bahwa termokopel ini mengukur perbedaan temperatur, bukan temperature absolute. Ujung T1 akan berfungsi sebagai alat ukur temperatur pada objek pengukuran sedangkan ujung T2 akan berfungsi sebagai referensi dengan temperatur konstan.
Cara Kerja Termokopel
Disamping prinsip kerja yang digunakan, berikut ini penjelasan mengenai cara kerja termokopel secara lengkap:
- Mula-mula termokopel akan mendeteksi suhu dengan komponen konduktor yang memiliki dua sisi.
- Kemudian setiap sisi konduktor tersebut akan merespon suhu dengan tekanan yang berbeda, lalu mengalirkannya ke bagian utama alat termokopel.
- Di dalam alat tersebut, konduktor akan didekatkan satu sama lain dengan menggunakan komponen bernama junction.
- Disini akan tercipta efek seebeck yang dapat menghasilkan percikan listrik.
- Setelah itu, listrik akan masuk ke bagian volter yang bisa mengukur tegangan dan menampilkannya melalui display.
- Dari sini alat akan menampilkan suhu secara akurat dari sebuah benda ataupun ruangan.
- Kamu bisa juga mengubah satuan suhu sesuai dengan keinginan, seperti Celcius, Fahrenheit, ataupun Kelvin.
Jenis-Jenis Termokopel
Semakin berkembangnya zaman, tentu saja jenis atau tipe Termokopel juga semakin beragam. Setiap jenisnya memiliki karakteristik masing-masing. Berikut ulasan jenis alat ukur termokopel beserta ciri khas dan kegunaannya:
| Tipe | Bahan Logam Konduktor Positif | Bahan Logam Konduktor Negatif | Rentang Suhu |
| Tipe E | Nickel-Chromium | Constantan | -200˚C hingga 900˚C |
| Tipe J | Iron (Besi) | Constantan | 0˚C hingga 750˚C |
| Tipe K | Nickel-Chromium | Nickel-Aluminium | 200˚C hingga 1250˚C |
| Tipe N | Nicrosil | Nisil | 0˚C hingga 1250˚C |
| Tipe T | Copper (Tembaga) | Constantan | -200˚C hingga 350˚C |
| Tipe U | Copper (Tembaga) | Copper-Nickel | 0˚C hingga 1450˚C |
1. Termokopel Tipe K
Termokopel Tipe K adalah tipe yang paling sering ditemui dalam alat-alat elektronik saat ini. Seperti pada boiler, oven, reformer, atau alat dengan temperatur tinggi lainnya. Biasanya, terbuat dari bahan Ni-Cr yang bermuatan positif dan Ni-Al yang bermuatan negatif.
2. Termokopel Tipe E
Termokopel Tipe E terbuat dari bahan chromel atau Cu-Ni Alloy, bahan tersebut membuatnya lebih akurat untuk mengukur suhu. Namun, alat ini hanya bisa digunakan untuk mengukur suhu rendah dan tidak cocok untuk digunakan dalam mengukur suhu yang tinggi.
3. Termokopel Tipe N
Jenis Termokopel Tipe N menjadi yang paling tahan terhadap panas, alat ini mampu mengukur suhu hingga 1.200°C. Sehingga sering dipakai untuk mesin uap atau alat elektronik dengan tegangan listrik yang tinggi.
Tipe N terbuat dari bahan Nicosil atau Ni-Cr-Si Alloy, sehingga kuat menahan panas. Akan tetapi tingkat keakuratannya melebihi 1°C yang menjadikannya paling tidak akurat daripada termokopel tipe lainnya.
4. Termokopel Tipe J
Termokopel tipe J sekarang ini tidak banyak digunakan, meskipun alat ini dapat mengukur suhu dingin sekaligus suhu panas. Hal ini karena rentang suhu yang dapat diukurnya antara -40°C hingga 750°C.
Jenis ini kurang disukai akibat penggunaannya yang kurang efisien, apalagi tipe ini juga memiliki keakuratan yang kurang memadai. Termokopel tipe J juga cenderung memiliki harga yang relatif mahal karena memiliki komponen yang lebih banyak dan juga kompleks.
5. Termokopel Tipe T
Dibandingkan dengan tipe lainnya yang fokus untuk mengukur suhu panas, jenis Termokopel tipe T sering digunakan untuk mengukur suhu dingin. Mengingat alat ini dapat mengukur suhu hingga -200°C di kondisi normal.
Alat ini seringkali digunakan untuk mengukur alat pendingin, seperti freezer, ruangan pendingin, dapur beku, dan lain sebagainya. Bahkan, bila diperlukan alat ini masih bisa mengukur suhu panas hingga mencapai 100°C.
6. Termokopel Tipe B
Untuk mengukur suhu yang sangat panas, maka Termokopel tipe B bisa menjadi pilihan yang sangat bagus. Hal ini karena tipe B terbuat dari bahan platinum rhodium yang bisa mengukur suhu hingga 1.800°C, apalagi keakuratannya cukup tinggi di kisaran 0,9°C kesalahan.
Sayangnya termokopel tipe B memiliki harga yang cukup mahal. Alat ini juga tidak bisa dipakai untuk kebutuhan biasa saja, melainkan untuk kebutuhan besar seperti pabrik ataupun pembangkit listrik.
7. Termokopel Tipe R
Termokopel tipe R cocok untuk penggunaan jangka lama seperti pengukur pembangkit listrik. Termokopel tipe R memiliki rentan suhu ukur antara 0°C hingga 1.600°C, meskipun tidak setinggi tipe B namun ia sangat populer untuk digunakan.
Bila dibandingkan dengan tipe B, tipe R lebih ramah lingkungan dan harganya lebih terjangkau. Sehingga alat ini cukup banyak diaplikasikan di berbagai bidang.
8. Termokopel Tipe S
Disamping tipe R terdapat Termokopel tipe S yang memiliki bahan serupa, yakni platinum rhodium dengan kepadatan 90%. Akan tetapi, tipe ini memiliki tambahan bahan berupa nikel atau tembaga sehingga bisa mengukur secara konstan.
Sedangkan rentang ukur suhunya antara 0°C hingga 1.500°C, sehingga bagus untuk digunakan dalam berbagai kebutuhan saat ini.
9. Termokopel Tipe U (Kompensasi Tipe S dan Tipe R)
Salah satu tipe yang paling sering digunakan saat ini yaitu Termokopel tipe U, jenis ini merupakan gabungan antara tipe S yang tahan lama dan tipe R yang dapat mengukur suhu secara konstan.
Dengan demikian dapat menciptakan alat ukur yang sangat ideal. Tak heran, tipe ini sering diaplikasikan di banyak alat elektronik atau sistem kelistrikan.
Demikianlah jenis-jenis atau tipe termokopel berdasarkan bahan yang digunakan, dimana setiap tipe memiliki karakteristik masing-masing. Sehingga penggunaannya juga harus disesuaikan dengan kebutuhan agar lebih maksimal.
Aplikasi Termokopel dalam Kehidupan Sehari-hari
Pengaplikasian termokopel di masa kini sangatlah fleksibel, termokopel menjadi salah satu alat yang paling banyak diaplikasikan pada alat elektronik. Berikut beberapa pengaplikasian alat ini di kehidupan sehari-hari:
- Microwave (digunakan untuk mengontrol suhu di dalam microwave).
- AC (digunakan untuk mengukur dan mendinginkan ruangan hingga angka yang sudah ditentukan).
- Kulkas pendingin (digunakan untuk mendinginkan kulkas sesuai angkat yang ditentukan).
- Pengukur tegangan listrik (menghindarkan konsleting saat terjadi overheat).
- Mesin komputer (mencegah overheat dan menyalakan pendingin saat mesin terlalu panas).
Itu tadi contoh pengaplikasian termokopel dalam kehidupan sehari-hari, sehingga kita bisa tahu bahwa termokopel memiliki peranan yang sangat penting di berbagai alat elektronik. Jadi kamu harus lebih memperhatikannya agar tidak salah mengartikan atau mengaplikasikan alat ukur suhu yang satu ini.
Kelebihan dan Kekurangan Termokopel
Perlu diketahui pula bahwa alat pengukur suhu sangatlah banyak. Oleh karena itu, termokopel juga memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan yang akan mempengaruhi saat digunakan. Berikut kelebihan dan kekurangan termokopel:
Kelebihan Termokopel
Ada beberapa kelebihan utama yang dimiliki oleh termokopel, dimana kelebihan tersebut tidak akan ditemui di alat pengukur suhu lainnya. Berikut kelebihan-kelebihannya:
- Mudah digunakan.
- Dibekali dengan display yang kuat dan tahan lama.
- Tersedia berbagai pengaturan satuan suhu, baik Celcius, Fahrenheit, Kelvin, dan lain sebagainya.
- Rentan ukur suhu yang luas dari -200°C hingga 1.800°C.
- Kuat dan tahan lama.
- Minim perawatan.
- Respon perubahan suhu yang sangat cepat.
Demikianlah beberapa kelebihan termokopel, alat ini memiliki banyak kelebihan yang tidak dimiliki oleh alat ukur suhu lainnya. Tak heran bila termokopel menjadi salah satu yang paling favorit untuk digunakan dalam mengukur suhu.
Kekurangan Termokopel
Terlepas dari kelebihan yang ditawarkannya, alat ini juga memiliki beberapa kekurangan. Berikut kekurangan termokopel:
- Memiliki kalibrasi yang cukup rumit sehingga perawatan dan perbaikan sangat sulit.
- Sensitivitas yang rendah untuk mengukur suhu dingin.
- Akurasi yang cukup buruk antara 1°C atau 0.9°F.
- Kurang stabil bila digunakan mengukur suhu secara terus menerus.
- Membutuhkan acuan suhu lainnya untuk bisa bekerja.
Itulah beberapa kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh termokopel, dengan demikian kamu bisa menggunakannya sesuai dengan kebutuhan yang ada.
Gambar Termokopel
Contoh Soal Termokopel
- Besarnya aliran listrik melalui kawat pada termokopel berubah sesuai dengan perbedaan temperatur antara benda yang diukur temperaturnya dengan suatu temperatur acuan (reference).
- Salah satu keuntungan termometer termokopel adalah akurasi yang tepat dalam pengukuran suhu dan respon cepat untuk setiap adanya perubahan suhu.
- Termokopel merupakan alat elektronika yang digunakan untuk mengukur suhu suatu objek.
| Macam-macam Alat Ukur Lainnya | |
| Alat Ukur Massa | Alat Ukur Waktu |
| Alat Ukur Panjang | Alat Ukur Suhu |
Termokopel sangatlah kompleks, mulai dari sistem kerjanya, jenis bahan yang digunakan, hingga fungsinya. Namun, secara garis besar alat ini memiliki kemampuan yang sangat bagus dalam mengukur suhu benda ataupun ruangan.
Dengan mengetahui termokopel, tentunya kini kamu bisa menggunakannya sesuai dengan kebutuhan yang ada. Baik hanya untuk mengukur suhu ataupun digunakan dalam sebuah alat elektronik, seperti microwave, AC, kulkas, dan berbagai alat elektronik lainnya.
Itulah penjelasan yang bisa ilmuelektro.id ulas mengenai apa itu termokopel, fungsi, tipe, prinsip kerja, cara kerja beserta kelebihan dan kekurangannya. Semoga bermanfaat.
Referensi:
- https://wikielektronika.com/pengertian-termokopel-tipe-fungsi/
- https://pintarelektro.com/termokopel-adalah/
- https://teknikelektronika.com/pengertian-termokopel-thermocouple-dan-prinsip-kerjanya/
- https://caramesin.com/thermocouple-adalah/
- https://rodablog.com/termokopel-adalah.html
- https://serviceacjogja.pro/fungsi-termokopel/
- https://kamuharustahu.com/pengertian-termokopel/
- https://www.centipedia.net/thermocouple-pengertian-prinsip-kerja-dan-jenisnya/
- https://www.kelaselektronika.com/1679/pengertian-termokopel-dan-fungsinya.html
- https://rezekibarokah.com/pengertian-termokopel/