Proses Terjadinya Busur Listrik Dalam
Saklar
Gambar 2.12F menggambarkan kondisi kontak dari
sebuah saklar dalam keadaan tertutup (a), mulai membuka (b) dan sudah terbuka
lebar (c).
Pada saklar pada umumnya terdapat kontak jalan (KJ) dan
kontak tetap (KT). Pada keadaan (a), kontak-kontak tertutup, tidak ada beda
potensial antara KJ dan KT. Kemudian kontak KJ digerakkan ke kiri sehingga ada
celah antar KJ dan KT, terjadi beda potensial antara KJ dan KT. Beda potensial
yang semula sama dengan nol saat KJ dan KT tertutup, naik menuju nilai tegangan
operasi dari saklar, melalui perioda transien. Jika jarak antara KJ dan KT
semakin besar, maka kuat medan listrik antar KJ dan KT semakin turun, kaeren
kuat nedan listrik :
E = V/d
Dimana
V = beda potensial tegangan
antara KJ dan KT
d = jarak
antara KJ dan KT
Pada nilai tertentu dari d, nilai e menjadi cukup
kecil sehingga busur listrik padam. Tetapi bersamaan dengan membesarnya jarak d,
nilai V bisa naik, yaitu dalam periode transien. Kenaikan nilai V selama
perioda transien ini tergantung pada nilai induktansi, kapasitansi dan
resistansi dari sirkuit yang dibuka oleh saklar bersangkutan. Nilai tegangan
transien ini bisa menyebabkan busur listrik tidak padam.
Untuk menaikkan kemampuan saklar dalam memutus listrik
busur maka, kecuali pada saklar vakum (hampa), digunakan media isolasi yang
ditiupkan atau disemprotkan pada busur listrik yang terjadi. Media isolasi ini
selain berfungsi sebagai bahan isolasi juga berfungsi sebagai bahan pendingin,
mengingat listrik yang terjadi melepaskan banyak energi berbentuk panas. Panas
ini menurunkan derajat isolasi bahan isolasi yang terletak diantara
kontak-kontak saklar. Energi panas ini timbul
karena proses ionisasi bahan isolasi. Sewaktu kontak-kontak saklar berpisah
terjadi beda potensial V antara kontak-kontak dan beda potensial inilah yang
menimbulkan ionisasi, yaitu terurainya atom bahan isolasi menjadi ion yang
bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Ion-ion yang bermuatan
positif menuju kontak saklar yang bermuatan negative, sedangkan
electron-elektron yang bermuatan negative menuju ke kontak saklar yang
bermuatan positif.
Aliran ion-ion yang bermuatan positif dan electron-elektron
yang bermuatan negatif tersebut di atas
menghasilkan busur listrik yang terdiri dari inti busur, plasma, dan gas panas
seperti digambarkan oleh Gambar 2.12F.
Apabila yang diputus oleh saklar adalah arus bolak-balik
maka arah aliran ion dan electron tersebut di atas akan bolak-balik