Teori kelistrikan
I. Teori dasar Elektronika dan Kelistrikan
- Teori Elektron dan teori Atom
- Arus listrik dan satuannya
- tegangan listrik dan satuannya
- Resistor (Hambatan listrik) dan satuannya
- Hukum Ohm dan Daya Litrik dan satuannya
- Pengenalan Komponen:
Kode warna pada resistor
Kondensator
Dioda
Transformator
Transistor
1. Rangkaian Flip Flop
2. Rangkaian Sirine Kebakaran
Teori Elektron dikemukakan oleh Democretos, yang mengatakan :
Jika suatu benda/Zat (padat, cair, gas) dibagi-bagi menjadi bagian yang terkecil dan bagian tersebut masih memiliki sifat asalnya disebut molekul. Kemudian jika molekul tersebut terus dibagi-bagi menjadi bagian yang sangat kecil sekali, dan bagian tersebut tidak memiliki sifat asalnya, disebut atom.
Atom berasal dari kata Yunani yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi.
A = tidak sedangkan tomos = dibagi-bagi.
Jadi Atom adalah bagian yang terkecil dari suatu molekul yang tidak dapat dibagi-bagi lagi menurut reaksi kimia biasa.
Sedangkan molekul adalah bagian yang terkecil dari suatu benda yang masih memiliki sifat asalnya.
Atom terdiri dari sebuah inti atom (nukleus) yang disusun oleh proton dan netron, dan dikelilingi oleh elektron-elektron.
Proton adalah partikel penyusun atom yang bermuatan positip
Elektron adalah partikel penyusun atom yang bermuatan negatip
Netron adalah partikel penyusun atom yang tidak bermuatan (netral)
Atom netral jika ditambahkan satu atau lebih elektronnya, maka atom tersebut tidak berkesetimbang (netral) lagi, karena kelebihan elektron. Atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatip, disebut Ion Negatip
Elektron bebas = Elektron Valensi adalah elektron-elektron yang berada pada lintasan kulit atom terluar.
- Jika ada dua benda bermuatan sejenis saling berdekatan (positip dengan positip atau negatip dengan negatip), maka akan terjadi tolak menolak.
- Jika ada dua benda bermuatan tak sejenis saling didekatkan akan terjadi tolak menolak.
Kedua Hukum diatas dapat disimpulkan bahwa :
- Muatan sejenis akan tolakmenarik
- Muatan tak sejenis akan tarik menarik
Perpindahan Muatan Listrik
Berdasarkan kemampuan suatu bahan untuk memindahkan muatan listrik, dapat dibagi kelompok dalam :
- Konduktor atau penghantar
Yaitu benda atau bahan yang dapat memindahkan muatan listrik
Sifat konduktor antara lain:
a.Mempunyai banyak elektron bebas.
Elektron bebas yaitu elektron-elektron yang berada pada lintasan terluar dari
Struktur atom.
b.Elektron-elektron pada atom mudah berpindah dari lintasan yang dalam ke
lintasan terluar.
c.Biasanya mudah mengantar panas/kalor seperti : besi, emas, perak, tembaga
aluminium, kuningan dan lain-lain.
Benda cair: larutan elektrolit ( H2SO4 ), air ( H2O )
Tubuh manusia, tanah dan sebagainya.
- Isolator atau Penyekat
Adalah benda atau bahan yang tidak dapat memindahkan muatan listrik.
Sifat dari isolator antara lain :
a. Ikatan elektron pada intinya sangat kuat. (tidak ada elektron bebas).
b. Sulit menghantar panas/kalor.
- Semikonduktor atau Setengah Penghantar
Adalah benda atau zat yang kurang baik untuk konduktor dan tidak sempurna sebagai isolator.
Contoh:
a. Silikon
b. Germanium
Kedua bahan tersebut biasa dipakai utnuk membuat komponen seperti :
1. Dioda
2. Transistor
3. IC (Integrated Circuit = Rangkaian yang dimampatkan/terpadu).
4. Micro chip.
Arus listrik adalah muatan-muatan negatip (elektron-elektron) yang mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi.
Mengenai arus listrik ini diselidiki oleh Andre Marie Ampere, yang mengatakan :
(Kuat) Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar setiap sekon (detik). Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan rumus :
Q
I = ———- dimana : I = Arus listrik dalam satuan Ampere ( A )
t Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb ( C )
t = waktu dalam satuan sekon atau detik ( s ) atau ( dt )
Sumber Arus Listrik
Sumber arus listrik adalah penghasil arus listrik. Sumber arus listrik ada 2 macam :
- Sumber arus listrik searah ( DC = Direct Current )
Yaitu sumber arus listrik yang tidak berubah fasenya. Pada gambar grafik yang memperlihatkan hubungan antara tegangan ( V ) dan waktu ( t ) pada
Arus Listrik searah ( DC ).
Contoh Sumber arus listrik searah ( DC )
- Batere/Baterai ( elemen kering )
- Accumulator ( aki = accu ) (elemen basah )
- Elemen Volta ( elemen basah )
- Solar sel
- Dinamo DC atau Generator DC
- Adaptor AC ke DC : a. Adaptor Sistem Perata Tunggal, b. Adaptor Sistem Cabang Tengah, c. Adaptor Sistem jembatan, d. Adaptor Sistem Dwi Kutub
- Sumbaer arus listrik bolak balik ( AC = Alternating Current )
Yaitu sumber arus listrik yang berubah-ubah fasenya setiap saat, jangka waktu tertentu mengalir ke satu arah,dan waktu yang lainnya kearah yang lain.
Contoh sumber arus listrik bolak balik ( AC )
- Generator AC
- Jala-jala PLN yang dihasilkan oleh : PLTA, PLTU, PLTP, PLTN, dll.
- Inverter DC ke AC
Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik
Tegangan Listrik dinyatakan dengan notasi V ( Volt ) atau Voltage dan juga dinyatakan dengan huruf E dari EMF yaitu singkatan Electro Motive Force
( gaya gerak listrik ) dan satuan tegangan Listrik adalah Volt.
.Tegangan listrik atau Potensial listrik
yaitu energi atau tenaga yang menyebabkan muatan-muatan negatip (elektron-elektron) mengalir dalam suatu penghantar.
Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan rumus :
W
V = ———– dimana : V = Tegangan listrik dalam satuan Volt ( V )
Q W = Energi /tenaga/ kerja listrik dalam satuan Joule ( J )
Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb ( C )
Satuan Tegangan Listrik atau potensial listrik dinyatakan dalam Volt (V).
1 Volt = 1000 mili Volt ( m V )
1 mV = 1000 mikro Volt ( u V )
1 Kilo Volt = 1 KV = 1000 Volt
1 Mega Volt = 1 MV = 1000 KV
Alat Ukur
Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik.
Resistor yaitu suatu bahan yang melakukan perlawanan jika dialiri oleh arus listrik.
Resistor diberi notasi dengan huruf R yang berasal dari kata Resistance. (perlawanan
Atau to resist = melawan).
Mengenai resistor ini dipelajari oleh George Simon Ohm, yang melakukan penelitian pada kolom air raksa.
Satu Ohm adalah besarnya perlawanan sebatang air raksa/Kolom air raksa yang penampangnya serbasama (homogen), yang panjangnya 106,3 Cm, dan luas penampangnya 1 mm2 pada suhu 0 derajat Celsius.
Satuan utnuk hambatan listrik atau Resistor adalah Ohm ( = omega)
1 Megaohm = 1 M = 1.000 Kiloohm = 1.000 K
1 Kiloohm = 1 K = 1.000 ohm = 1.000
1 Ohm = 1 = 1.000 miliohm = 1.000 m
1 miliohm = 1 = 1.000 mikroohm = 1.000 u
Alat ukur
Ohmmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya hambatan listrik / resistansi.
- Mengatur arus listrik ( melawan arus listrik)
- Membagi arus listrik
- Membagi tegangan listrik
- Sebagai elemen pemanas; seperti solder, solder atraktor, heater, setrika listrik, rice cooker, kompor listrik dll.
Ada 5 (lima) macam resistor yang kita kenal
- Resistor Karbon
- Resistor Kompon
- Resistor Kawat Gulung ( Wire Wound )
- Resistor Serbuk Besi
- Resistor Film Logam ( Metal Film )
Berdasarkan sifat dan kegunaannya resistor :
I. Resistor tetap ( Fixed resistor )
Yaitu jenis resistor yang nilai hambatannya tidak berubah/tetap/tertentu.
Nilai resistor ada yang dinyatakan dengan :
1. Angka, misalnya : 1 Kiloohm, 1,2 ohm, 100 ohm, 100 Kiloohm dst.
2. Dengan kode warna.
Untuk menentukan nilai resistor dengan kode warna kita perlu meningat akronim dari warna-warna yang digunakan pada resistro tersebut seperti:
Hi Co Me Ji Ku Hi Bi U A P E P Non, yaitu singkatan dari Hitam, Coklat, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Ungu, Abu-abu, Putih, Emas, Perak dan
Tidan berwarna/tak berwarna (None = Not any one).
Simbol :
II. Resistor Tidak Tetap (Vaiabel Resistor)
Yaitu jenis resistor yang nilai hambatannya tidak tetap/dapat diatur/dapat .
Diubah-ubah/bervariasi.
Contoh dari Variabel Resistor:
1. Trimmer Potensiometer (Trimpot)
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang nilai hambatannya diubah dengan menggunakan obeng.
Simbol :
2. Potensiometer ( Variabel Resistor )
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah/
bervariasi.
Simbol :
Fungsi Variabel Resistor
1. Untuk mengatur Volume, yaitu mengatur keras lunak suara secara
keseluruhan.
2. Untuk mengatur Treble, yaitu mengatur nada-nada tinggi.
3. Untuk mengatur Bass, yaitu mengatur nada-nada rendah.
4. Untuk mengatur Balance, yaitu mengatur suara loudspeaker saluran kiri
maupun saluran kanan agar seimbang.
3. Negative Temperatur Coefficient (NTC)
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang nilai hambatannya dipengarugi/berganting
Suhu disekitarnya. Jika suhu semakin naik/besar mengenai NTC, maka nilai
Hambatannya semakin kecil, jika suhu semakin kecil, maka nilai hambatann-
nya semakin besar.
NTC disebut juga dengan nama lain Termister
Simbol :
Fungsi :
1. Sebagai saklar otomatis/elektronik
2. Melindungi komponen elektronika
4.Positive Temperatur Coefficient ( PTC )
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang nilai hambatannya dipengaruhi /bergantung
Suhu disekitarnya. Jika suhu sekamin nai/besar mengenai PTC, maka nilai
Hambatannya semakin besar, jika suhu semakin kecil, maka nilai hambatan-
Nya semakin besar.
Simbol :
Fungsi :
1. Sebagai saklar otomatis/elektronik
2. Melindungi komponen elektronik.
5.Light Dependent Resistor ( LDR )
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang nilai hambatannya dipengaruhi/bergantung
cahaya yang jatuh pada LDR tersebut.
Simbol :
Fungsi :
1. Sebagai sensor cahaya pada foto/film
2. Sebagai saklar otomatis/elektronik
- Magnetic Dependent Resistor ( MDR )
Yaitu jenis resistor tidak tetap yang dipengaruhi/bergantung pada magnit.Jika medan magnit banyak mengenai MDR, maka nilai hambatannya semakin besar, tetapi jika medan magnit sedikit mengenai MDR, maka nilai hambatannya semakin kecil.
III. Menentukan Nilai Resistor Tetap dengan Kode Warna pada Resistor
Untuk menentukan nilai resistor ada beberapa hal yang perlu diingat ;
1. Memahami kedudukan warna-warna tersebut pada resistor tetap.
A, Warna pertama : Untuk menyatakan angka pertama ( digit ke-1 )
B. Warna kedua : Untuk menyatakan angka kedua ( digit ke-2 )
C. Warna ketiga : Untuk menyatakan banyaknya nol atau faktor pengali
Atau pangkat dari bilangan 10..
D.Warna keempat : Untuk menyatakan toleransi ; Emas = 5 %, Perak = 10 %
Dan Non = Tak berwarna = 20 % 1
2. Jika Emas berada pada warna yang ketiga, maka faktor pengalinya = 0,1 = —-
10 1
3. Jika Perak pada warna ketiga, maka faktor pengalinya = 0.01 = ——–
100
4. Dan yang pentingnya adalah hafal akronim HiCoMeJiKuHiBUAPEPNon
Yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 5 %, 10 %, dan 20 %
.
I = Arus listrik George Simon Ohm telah melakukan percobaan-
percobaan dan membuktikan bahwa terdapat
hubungan yang erat antara arus listrik ( I ), tegangan
listrik ( V ) dan hambatan listrik/Resistor ( R ).
Hubungan tersebut dikenal dengan Hukum Ohm
Yang berbunyi : V +
Dalam suatu rangkaian tertutup ( Closed Circuit ) - R
Kuat arus listrik ( I ), sebanding atau berbanding
lurus dengan tegangan listriknya ( V ), dan ber-
banding terbalik dengan hambatan listriknya ( R ). I=Arus listrik
Pernyataan tersebut dapat ditulis secara matematis : Rangkaian Terturup
V Keterangan : I = Arus listrik dalam satuan Ampere ( A )
I = ——- V = Tegangan listrik dalam satuan Volt ( V )
R R = hambatan listrik/Resistor dalam satuan Ohm ( )
Untuk memudahkan mengingat Rumus tersebut dapat kita perhatikan segi tiga penghafal berikut :
V Volt
1. I = ——— = Ampere = ———–
R Ohm
V
———
I | R 2. V = I x R = Volt = Ampere x Ohm
|
V Volt
3. R = ——— = Ohm = ———–
I Ampere
Daya Listrik adalah usaha listrik dalam suatu penghantar setiap detik.
Pernyataa ini dapat ditulis dengan rumus :
W V x I x t
P = ———- atau P = ————– maka P = V x I
t t
Keterangan : P = Daya listrik dalam satuan Watt
V = Tegangan listrik dalam satuan Volt
I = Arus listrik dalam satuan Ampere
W = Usaha listrik dalam satuan Joule
W = V x I x t
t = Waktu dalam satuan detik atau sekon
Jika kita hubungkan antara Hukum Ohm dengan Daya Listrik maka diperoleh :
2
V V V
1. P = V x I jika I = ——– maka 2. P = V x ——- = ——–
R R R
2
. P = V x I jika V = I x R maka 3. P = I x I x R = I x R
Jadi untuk menentukan besarnya Daya seperti di Listrik dapat kita selesaikan dengan menggunakan tiga buah rumus
0 komentar:
Post a Comment