4.5 Elektroda Lingkaran

Elektroda bola adalah elektroda yang sering digunakan dalam percobaan. Elektroda bola yang di masukkan ke tanah akan menghasilkan ekipotensial hal ini disebabkan jika jari jari r0, arus bocor I dan kedalaman D. permukaan ekipotensial akan berkembang melalui dua media dengan nilai resistivitas yang berbeda seperti tanah (2) dan udara ( 1 = tidak terbatas).

Gambar 1 Elektroda LingkaranGambar 2 Elektroda Lingkaran dengan kedalaman D

Total tegangan potensial bumi Vg, yaitu perbedaan potensial antara titik permukaan di elektroda, titik S dan infinity, dapat dirumuskan sebgai berikut Dengan demikian resistansi elektroda bola Rg adalah

Gambar 3 Potensial bumi di elektroda lingkaranPotensi bumi yang dilihat dari titik Q, dengan jarak x diatas permukaan tanah, maka dapat dihitung dengan efek superposing dan lingkungan virtual

Gambar 4 kurva jarak dan tegangan pada elektroda lingkaranJika nilai x = 0 maka V dapat dicari dengan4.6 Paparan tegangan Setelah Kesalahan TanahJika isolasi dasar ECp gagal maka manusia yang memegang pembungkus logam yang di aliri listrik akan meninggal.Seharusnya walaupun seseorang memgang pembungkus logam tidak akan meninggal. Jika ECP adalah VG = RGI, maka VG adalah perbedaan potensial antara titik pada permukaan elektroda dan tak terbatas,besar umumnya adalah kurang dari tegangan fasa. Jika ECP terputus dari system grounding maka ini adalah situasi yang berbahaya karena tegangan bias saja dirasakan di atas permukaan.4.6.1 Tegangan SentuhArus yang mengalir pada seseorang tergantung pada resistansi tubuh seseorang (RB) dan ketahanan orang terhadap tanah (RBG)Gambar 5Potensial bumi saat keslahan ECPNilai RBG pada keadaan kering setidaknya adalah 1kohm, ketika berada di di luar ruangan RBG dapat di hitung dengan mempertimbangkan kaki orang tersebut sebagai dua lingkaran dengan jari jari 0,1 m parallel dengan tanah. Setiap kaki memili resistansi yang hampir sama yaitu

Sehingga RBG manusia sama dengan 2rho.

Gambar 6 Gambar tegangan sentuh saat potensial 0

Gambar 7 rangkaian ekuivalen potensial 0

Gambar 8 Gambar tegangan sentuh saat potensial tidak 0

Gambar 9 rangkaian ekuivalen potensial tidak 04.6.2 Extraneous-Conductive-Part (EXCP)

EXCP didefinisikan sebagai bagian konduktif yang tidak dialiri system listrik, yang dapat disentuh tanpa menimbulkan bahaya. EXCP dikatakan berbahaya jika seseorang menyentuh ECP yang sedang rusak dan sedang di aliri oleh energy listrik. Pada saat ini potensi kaki seseorang akan diturunkan menjadi nol. Gambar 10 rangkaian ekuivalen potensial tidak 0 kontak dengan ECPEXCP akan menjadi hubung singkat pada RGB dan resitansi pada seseorang akan hilang sehingga seseorang tersebut akan mudah untuk tersengat listrik dan dapat mengancam keselamatan orang tersebut. Solusi untuk mengatasi masalah ini adalah dengan equipotensial antara ECP dan EXCP melalui equipotential Bounding Conductor (EBC), apabila ini telah dilakukan maka seseorang akan terselamatkan meskipun resiko seseorang untuk tersengat listrik masih ada karena ini tidak tersalur ke grounding.Gambar 11 Ekuipotensial antara ECP dan EXCPDalam kondisi biasa nila RBG dapat diasumsikan sebesar 1000 ohm yang seri terhadap tahanan tubuh, sedangkan saat berada ditempat umum nilai resistansi RGB akan menurun menjadi 200 ohm ini dilakukan karena untuk persyaratan keselamatan.

4.6.2.1 Haruskah Obligasi setiap EXCP ?

Gambar 12 ekuipotensial antara ECP ( Lampu) dan EXCP (Pagar)Pagar logam sebagai EXCP dengan tahanan kurang dari 1000 ohm, sedangkan tiang lampu adalah ECP. Ketika terjadi kegagalan dan seseorang kontak dengan pagar atau tiang maka ini akan berbahaya maka cara EBC dapat menghindari kejadian tersebut.Pada gambar berikut menggambarkan pagar yang di hubungkan ke system grounding sedangkan hydrant tidak.sehingga system grounding dan jumlah potensi bumi ada pada hydrant dan pagar.

Gambar 13 ekuipotensial antara pagar dan pemadam api4.7 Tegangan atau Arus ?Tubuh seseorang lebih sensitive terhadap arus bukan tegangan. Itu terbukti bahawa impedansi tubuh manusia ZB bukan nilai yang konstan tetapi tergantung pada energy tagangan yang di sentuh oleh seseorang. Hubungan antara tegangan dan impedansi tubuh adalah semakin besar beda potensial maka nilai resistanis semakin rendah dan semaikin berbahaya. Untuk standar internasional tahanan tubuh manusia adalah 1 k ohm.Sebuah pengukurang tegagan sentuh dapat diukur dengan cara berikut

Gambar 14 pengukuran standar tegangan sentuhDua pelat logam dengan luas 200 cm2 sebagai elektroda di simulasikan sebagai RBG, berat setiap elektroda adalah 250 N dengan jarak satu dengan lainnya adalah 1m. Sebuah resistansi 1 k ohm dipasang secara parallel pada voltmeter dengan mengukur saat keadaan rangkaian terbuka maka nilai VST tegangan sentuh dapat terukur.5.1 PengenalanArus dapat melewati tubuh manusia ketika manusia menyentuh sumber listrik sehingga seseorang mengalami kejutan listrik dan hal ini disebut juga dengan macroshock. Arus litrik berbahaya bagi manusia karena dapat mengganggu aktivitas listrik biologis tubuh, gangguan ini dapat menyebabkan konsekuensi yang mematikan. Arus juga dapat meningkatkan suhu jaringan tubuh karena efek joule bahkan bias sampai 3000 C

5.2 Tubuh Manusia sebagai Sistem Kelistrikan

Pada tingkat sel, tubuh manusia merupakan sistem listrik, yaitu sebagai fluks

informasi dengan sarana muatan listrik, positif dan negatif, yang dibentuk oleh

ion. contohnya adalah otot jantung yg berkontraksi dari hasil sistem listrik biologis.

5.2.1 Pada Sifat listrik dari Sel

Jaringan biologis dibentuk oleh sel sel, yang kontak satu sama lain. Di dalam sela terdapatcairan intraselluler dan interstitial yang keduanya mengandung ion yang bermuatan listrik.

Gambar 15 konsentrasi relative dan gaya pada ionPada gambar terlihat terdapat muatan yang merata pada membrane dan membuat terjadinya beda potensial pada seitap sel, dan ini disebut dengan membrane potensial. Tegangannya adalah sekitar 70 mV. Membran potensial ada karena hasil dari antara dua gaya yang bebeda karena pada kenyataanya ion berdifusi dari area yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi yang rendah. Pada gambar garis putus putus merupakan arah medan listrik, sedangkan garis biasa menunjukkan arah difusi.

Di dalam sel konsentrasi K+ lebih besar, sehingga arah difusi menuju keluar sel. Lalu medan listrik listrik yang dihasilkan arahnya berlawanan dengan arah difusi tadi. Namun Pada Na+ arah dari difusi dan medan listrik sama menuju e dalam sel karena ion terbesar Na+ harus berada di dalam sel bukan diluar sel atau di cairan interstitial.

Pada kondisi stabil sel dapat dianggap sebagai kapasitor, sedangkan cairan intracellular dan extracellular adalah konduktor elktrolit yang baik dan bertindak sebagai armature dari kapasitor tersebut. Pada knyataannya membrane memiliki resistivitas 107 ohm.m dan dielectic konstan 70.