Konduktor merupakan bahan yg ikatan muatan elektron-elektronnya terhadap inti atom sangat lemah atau dikatakan mempunyai banyak muatan elektron bebasnya, maka bahan tersebut dikatakan “Konduktor”.Dengan energi yang kecil saja muatan-muatan elektronnya mudah terlepas dengan kata lain mudah menghantarkan listrik

Energi

KONDUKTOR

Suatu bahan dimana ikatan elektron-elektron terhadap inti atomnya kuat sekali.Elektron-elektron tersebut apabila diberi energi dari luar sulit untuk melepaskan ikatannya dengan kata lain sulit menghantarkan listrik

Energi

ISOLATOR

TAHANAN

Isolator dapat dikatakan menghambat atau menahan aliran listrik.

Hambatan atau perlawanan bahan penghantar terhadap aliran listrik ini disebut “Tahanan Listrik” dengan simbol (R) dan dalam satuan OHM ()

3 faktor yang mempengaruhi harga tahanan listrik suatu bahan : Panjang bahan, Luas Penampang Temperatur Bahan

FAKTOR 1 : PANJANG BAHAN

Semakin panjang konduktor, semakin besar tahanan listrik

Dimana : R = Tahanan kawat [ Ω/ohm] l = Panjang kawat [meter/m] ρ = Tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = Penampang kawat [mm²]

FAKTOR 2 : LUAS PENAMPANG

Semakin kecil luas penampang konduktor semakin besar tahanan listriknya

Dimana:A = Luas penampang kawat [ mm²] I = Kuat arus [ Amp] J = Rapat arus [ A/mm²]

FAKTOR 2 : LUAS PENAMPANG

Semakin kecil luas penampang konduktor semakin besar tahanan listriknya

Dimana:A = Luas penampang kawat [ mm²] I = Kuat arus [ Amp] J = Rapat arus [ A/mm²]

FAKTOR 3 : TEMPERATUR

Umumnya tahanan listrik suatu konduktor akan bertambah bila temperatur konduktor naik.

Rt = Ro + αt Untuk mengukur besarnya tahanan

listrik dapat digunakan Multi meter dengan fungsi Ohm Meter

TEGANGAN

Definisi : energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan listrik (sebesar 1 Coulomb) dari sebuah kutub ke kutub lainnya yang berbeda potensial

Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt (V)

Tegangan mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

Nilai untuk 1 volt adalah sama dengan 1 J/C

TEGANGAN

Di PLN kategorikan menjadi : Tegangan Ekstra Rendah, Rendah, Menengah, Tinggi, dan Ekstra Tinggi

Dalam perhitungan matematis : (dari hukum Ohm) maka : V = I x R

Alat Pengukur Tegangan dinamakan Voltage Meter atau bisa juga mengukur memakai Multi Meter (fungsi Volt meter)

ARUS LISTRIK

Definisi : muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu.

Arah bergerak arus listrik searah dengan muatan positif (proton) dan berlawanan dengan arah muatan negative (electron)

Arus listrik akan muncul ketika ada perbedaan potensial yg menyebabkan bergeraknya muatan positif dari potensial tinggi ke rendah atau bergeraknya muatan negatif dari potensial rendah ke potensial tinggi

ARUS LISTRIK

Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt Jumlah muatan elektron yang mengalir

melalui titik tiap detik dapat mencapai jutaan elektron.

Arus Listrik ditulis dengan simbol I atau i, yang diambil dari bahasa perancis yaitu: Intensite.

Dalam satuan SI untuk arus dinyatakan dalam satuan ampere (A)

HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS Bila kita lihat gambar 1, dimana 2

tangki air yang sama dengan permukaan air yang berbeda, aliran / arus pada gambar A akan lebih besar daripada gambar. B.

Gaya untuk mendorong air keluar dari tangki A lebih besar dari tangki B. Besar kecilnya gaya tergantung pada besar kecilnya perbedaan permukaan air.

Gambar 1

A B

HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS

Permukaan yang sama tapi dengan saluran yang berbeda maka pada saluran yang panjang aliran air lebih kecil daripada saluran yang pendek (gambar. 2).

Karena gesekan atau hambatan dari saluran yang panjang lebih besar dari pada gesekan atau hambatan dari yang pendek.

Gambar 2

HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS Hubungan antara besaran tahanan

(R) dalam Ohm, tegangan (V) dalam volt dan arus listrik (I) dalam ampere, dapat dinyatakan dalam bentuk rumus yang dikenal dengan hukum Ohm, yaitu : 1. I = V/R ……………………. Ampere.2. V = I x R……………………. Volt.3. R = V/I ……………………. Ohm.R

V

I

DAYA

Satuan daya listrik dalam USCS dan sistem metrik adalah Watt. Dalam satuan SI, satu Watt didefinisikan sebagai “sesuatu yang sama dengan kerja yang dilakukan pada laju satu joule setiap detik”.

Watt juga didefinisikan sebagai “energi yang dikeluarkan atau kerja yang dilakukan oleh setiap arus 1 amper yang tidak berubah yang mengalir pada tegangan 1 volt”

DAYA P = V . I

dimana :P = daya dalam Watt. I = arus dalam Amper.

V = tegangan dalam Volt. Rumus daya dapat jg dituliskan sebagai berikut :

Dalam perkataan lain, watt adalah ukuran laju muatan listrik yang bergerak melalui suatu perbedaan potensial.

Coulomb

Daya dalam watt = x Volt

d e t i k

DAYA

Dari hukum ohm V = I.R , dimana harga V disubstitusikan kedalam persamaan daya diatas, dapat diperoleh rumus baru sebagai berikut :

P = I. V. = I x I.RP = I2 . R.

Sedangkan bila harga I yang diganti dengan V/R, maka akan diperoleh :P = V . I. = V x V = V 2R

DAYA

Daya listrik diukur dengan menggunakan wattmeter dengan pemasangan sebagai berikut :

Bila menemukan jenis wattmeter seperti pada gambar diatas maka dalam menentukan harga sebenarnya setelah dirangkai dengan benar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

P = CI x CV x T dimana CI x CV = K

S SP = K x T

ENERGI LISTRIK

Energi yang digunakan oleh alat listrik adalah laju penggunaan energi (daya) dikali dengan waktu selama alat tersebut digunakan

Daya x waktu = Energi(Watt x Jam = Watt jam

= wh)Daya x waktu = Energi(Watt x detik = Watt

detik = Joule)

ENERGI LISTRIK

Untuk mengetahui berapa daya yang digunakan selama waktu (t) detik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

P = C (watt/put) x N (put) x 3600

t (detik) Dimana : C = Konstanta Kwh meter (wh / put) N = Jumlah putaran (put) t = Waktu untuk menempuh (n) putaran (detik) P = Daya dalam (watt)

SEGITIGA DAYA (DAYA SEMU, DAYA AKTIF, DAN DAYA REAKTIF)

Bila pada diagram vektor tegangan masing-masing vektor dikalikan dengan I, maka didapatkan segitiga daya.

Dari segitiga ini kita dapatkan :Cos = P/S ……………. P = S . Cos Karena, S = U.I, maka : P = P.I.Cos , atau S2 = P2 + Q2 dimana ; Cos disebut juga faktor daya (Power Factor)

 DAYA PADA RANGKAIAN DENGAN BEBAN KOMBINASI R & XL

Bila rangkaian terdiri dari kompbinasi R dan XL, maka daya P yang ditunjukkan oleh watt meter tidak sama dengan perkalian V dan I.

Daya (P) yang ditunjukkan oleh watt meter disebut daya aktif dengan simbul P dengan satuan watt yaitu daya yang diperhitungkan terhadap unsur R.

P = I2 x R atau P = UR x 1

DAYA PADA RANGKAIAN DENGAN BEBAN KOMBINASI R & XL

Hasil kali U dan I disebut : Daya semu dengan simbul S dan satuan VA

S = V x I Daya semu dapat pula diperhitungkan

terhadap I dan Z, yaitu :S = I2

x Z Unsur reaktansi induktif XL menghasilkan daya

jenis ke 3 yang disebut :Daya reaktif dengan simbol Q dan satuan VAR.

Q = I2 x XL, atau Q = UXL x I

Suatu rangkaian listrik dengan beban kondensator, alat ukur watt meter menunjuk nol karena kondensator tidak menyerap daya aktif. Sehingga Cos = 0, = 90 I dan U berbeda phasa 90

S2 = P2 + Q2, karena P = 0, maka S = Q, maka Q = U x I, karena U = I. XC, dimana XC = 1/C ,

jadi : Q = I2 / C

dimana : c = 2 fc = 3,14f = Frekuensi Arus bolak-balik (Hz).c = Kapasitas dari kondensator (Farad).

DAYA PADA RANGKAIAN DENGAN BEBAN KONDENSATOR (C)

MAGNET DAN LISTRIK

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet

Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Hukum ohm memberikan keterangan mengenai hubungan antara arus, tegangan dan Resistansi / tahanan.

Arus = Tegangan

ResistansiI =

V

R

Arus listrik : gerakan muatan-muatan listrik yang diarahkan (ampere)Tegangan : selisih tekanan listrik yang menimbulkan arus antar kedua titik itu dalam rangkaian tertutup (volt)Resistansi : sifat suatu penghantar yang bekerja melawan arus listrik (Ohm)

1. Resistor

Resistor di bagi dua kategori : 1. Resistor Linier

2. Resistor non-linier

1. Resistor Linier

Simbol untuk resistor linier tetap

Unit satuan dari resistor / tahanan adalah ohm atau

* Resistor Tetap * Resistor Variabel

Simbol untuk resistor linier variabel

Tanda warna

Pada resistor berdaya rendah ukuran ditunjukkan oleh kode warna yang terdapat pada badan resistor.

Warna Ukuran ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning 4Hijau 5Biru 6Ungu 7

Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Polos - 20%

Contoh :

Coklat

Abu-abu

Merah

Emas

Jawab :

Coklat

Abu-abu

Merah

Emas

1

8

00

5 %

Resistor : 1800 ohm atau 1K8

Banyak Resistor yang pada masa mendatang akan diberi sandi menurut BS 1852 (Colour Code) harga dan toleransi resistor akan dicapkan pada badannya sebagai pengganti cincin-cincin berwarna yang sudah dikenal sekarang ini.Di belakang sandi harga akan ditambahkan huruf untuk menunjukkan toleransinya:

F = 1% G = 2% J = 5% K = 10% M = 20%

Contoh sandi resistansi menurut BS 1852:Penandaan ResistansiR33M 0,33 20%4k7F 4700 1%6M8M 6,8M 20%22KK 22K 10%

Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Contoh resistor tidak tetap ialah potensiometer dan trimer potensiometer.

Yang harus diperhatikan adalah dalam pemasangan kaki-kaki potensiometer tidak boleh terbalik. Bila terbalik pemasangannya, maka putaran potensiometer ke arahmaksimal akan menghasilkan nilai ohm minimal.Kegunaan Resistor

1. Membagi tegangan2. Melawan tegangan3. Mengatur volume suara (volume control)4. Mengatur nada rendah (bass control)5. Mengatur nada tingi (treble control)6. Mengatur keseimbangan (balance control)

R1R2

V1

V2

I

V

+

-

PEMBAGI ARUS DAN TEGANGAN

I = R1 + R2

V V = V1 + V2

V2 = R2 . I = . R2R1 + R2

VR1 + R2

R2 . V=

V1 = R1 . I R1 + R2

R1 . V=

• Rangkaian Seri

1. V = V1 + V2 + V3 + ……. + Vn

2. I1 = I2 = I3 = ……… = In

3. Rt = R1 + R2 + R3 + …….. + Rn

RESISTOR

• Rangkaian Parallel

1. V = V1 = V2 = V3 = ……. = Vn

2. I = I1 + I2 I3 + ……… + In

3.

I1 = R1

V , I = I1 + I2

R1 + R2

R1 . II2 =

I1 R1 + R2

R2 . I=

, I2 = R2

V

R1 R2I1 I2

I

V

+

-

1

Rt

1

R1

1

R2

1

Rn

= + + +…

Contoh:

Hitung harga Rtot, I, dan V dari setiap harga R pada rangkaian di bawah ini !

10k

1k

10k10 Volt

20 Volt 10k

1k

5k

10k

Jawab:

Rtot = (R10k//R10k) + R1k = 6 Kohm

VR10K = (R10k//R10k)

(R10k//R10k) + R1k 10V= 8,33V

VR1K = (R10k//R10k) + R1k

(R1k) 10V= 1,67V

Latihan : Tentukan harga Rtot, I, dan V dari setiap harga R pada rangkaian di bawah ini !

2. Resistor non-linierA. Foto resistor

Bila terkena sinar

Bila terkena sinar

R kecil ( ratusan ohm)

R besar ( jutaan ohm)

B. Termistor

Termistor dibagi dalam dua jenis :1. Positif temperature coefisient (p.t.c)

2. Negative temperature coefisient (n.t.c)Simbol termistor

-t +t

Resistor variabel

Contoh resistor tidak tetap ialah potensiometer dan trimer potensiometer.Yang harus diperhatikan adalah dalam pemasangan kaki-kaki potensiometer tidak boleh terbalik. Bila terbalik pemasangannya, maka putaran potensiometer ke arahmaksimal akan menghasilkan nilai ohm minimal.

Menentukan Kaki-kaki PotensiometerPotensiometer memiliki 3 kaki pokok, dan biasanya ada yang ditambah 2 kaki.Untuk memudahkan dalam membedakan kaki-kaki tersebut ditandai dengan angka 1, 2, 3 atau a, b, c pada simbolnya.

Cara menentukan kaki nomor 1, 2 dan 3 adalah sebagai berikut:•Pegang atau tempatkan potensiometer sedemikian rupa sehingga terlihat bahwa kaki-kaki potensiometer berada di bagian atas dan as berada ‘lebih jauh’ dari mata anda. •Perhatikanlah bahwa kaki yang paling kiri adalah kaki a (1), kaki tengah adalah kaki b (2) dan kaki paling kanan adalah kaki c (3).•Sesuaikan dengan simbolnya. Umumnya kaki a adalah ground, sedang kaki b dan c tinggal menyesuaikan.

Mengukur dan memeriksa Potensiometer

a. Pada pengukuran kaki a dengan kaki c, jarum bergerak menunjukkan nilai ohm sesuai yang tertulis pada badan potensiometer, berarti potensiometer benar nilai ohmnya.b. Pada pengukuran kaki a dengan kaki b sambil as potensiometer diputar, jarum bergerak sesuai dengan putaran asnya tanpa tersendat-sendat berarti potensiometer baik.c. Pada pengukuran seperti point b, jarum bergerak tersendat-sendat, berarti potensiometer kotor lapisan arangnya.d. Jika kita lakukan pengukuran ternyata jarum bergerak penuh (tidak menunjukkan nilai ohm sesuai yang tertulis pada badan potensiometer), berarti potensiometer short.e. Jika ternyata jarum tidak bergerak, berarti potensiometer putus/rusak.

C. Resistor yang bergantung pada Tegangan / VDR

Simbol VDR

Tegangan naik

Tegangan turun

R berkurang

R membesar

Kerusakan yang sering terjadi pada resistor1. Nilai ohm resistor berubah2. Lapisan arang pada potensiometer atau trimer potensiometer aus/kotor. Cara mengatasinya adalah dengan menyemprotkan ‘Contact Cleaner’. atau dengan memindahklan jalur kontak peser potensiometer.

2. Kapasitor

Kapasitor sering disebut juga sebagai kondensator yang merupakan alat penyimpan muatan listrik. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi (C). Dan memiliki satuan Farad (F)

Pada dasarnya kapasitor dibuat (dibentuk) dari 2 buah plat penghantar yang terisolator (terpisah) satu sama lain. Isolator atau pemisahnya disebut dielektrika. Dan berdasarkan macam-macam dielektrikanya, maka kapasitor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya:a. Kondensator keramikb. Kondensator elektrolit c. kondensator mika d. Kondensator mylar e. Kondensator polyster f. Kondensator udara

q = C. V q = i dtMuatan kapasitor

Reaktansi kapasitif 2f C C1 1

=XC= (ohm)

•Sifat Kondensator1. Sebagai coupling, menahan arus DC dan meneruskan arus AC.2. Sebagai filter, menyimpan arus DC dan setelah penuh akan dikeluarkan.

Kapasitor terbagi dalam dua kelompok :

1. Non-Polar Tidak mempunyai kutub, kapasitansinya dibawah 1 F,terbuat dari kertas lilin, polythene, polyster dan lain-lain.

Simbol kapasitor non-elektrolit yang tetap (a) dan yang variabel (b)

(a) (b)

Salah satu contoh kapasitor non-elektrolit adalah kapasitor keramik. Kapasitor ini memiliki kapasitansi di bawah 1 mikro farad. Dua kakinya tidak memiliki kutub positip dan negatip, sehingga pemasangannya tidak perlu khawatir untuk terbalik. Kapasitor ini biasanya digunakan pada rangkaian penguat frekuensi menengah.

Bentuk Fisik kondensator keramik

2. Polar Mempunyai terminal positif dan negatif, kapasitansinya 1 F,terbuat dari aluminium, tantalum.

- +Simbol kapasitor elektrolit

Elektrolit Condensator (Elco) bahan dielektrikanya terbuat dari garam alumunium. Kondensator ini memiliki kapasitansi yang cukup besar, di atas 1 mikro farad. Elco memiliki 2 buah kaki yang berkutub positip dan negatip, sehingga pemasangannya tidak boleh terbalik.

Elco biasanya digunakan pada rangkaian penguat frekuensi rendah, sebagai filter arus DC dalam catu daya. Pada badan elco tertulis nilai kapasitansi dan tanda kutub positip dan negatipnya.

Bentuk fisik Elco

+ -

•Kerusakan yang sering terjadi:1. Kondensator mika, keramik, kertas, dan variabel terhubung antar kaki- kakinya. Kondensator ini tidak dapat digunakan lagi, kecuali kondensator variabel logam. 2. Elco sering kering, bocor atau meledak karena pemasangan polaritas yang keliru, atau melampaui batas tegangan kerja kondensator.3. Kapasitas kondensator sering berubah dan kaki-kakinya sering putus.

Hubungan Seri pada Kapasitor

C1 C2

1Cto

t

=1C1

1C2

+

Hubungan Paralel pada Kapasitor

C2

C1

Ctot = C1 + C2

•Guna Kondensator1. Bersama kumparan membangkitkan frekuensi tertentu.2. Mengkopel (Coupling) rangkaian yang satu dengan rangkaian berikutnya.3. Sebagai Feedback, mengembalikan hasil penguatan dari transistor supaya mendapat- kan penguatan yang lebih besar (umpan balik).4. Sebagai by pass (simpangan), menyimpangkan arus AC ke chasis/ ground untuk mendapatkan nada rendah (bass) pada penguat suara.5. Sebagai filter, untuk menyaring arus AC yang masih masuk melalui dioda, agar dapat dikembalikan atau disearahkan lagi.

Mengisi dan Mengosongkan Kapasitor

S

iC

RVs

S

iC

R

VC

Rangkaian dan grafik pengisian (a) dan pengosongan (b)

Vs

0,63 Vs

RC

÷÷ø

ö

çç

è

æ= RC

t -

SC e - 1 V V

VC

t (detik)(a)

Vs

0,37 Vs

RC

eV RCt

-. SC =V

t (detik)(b)

Kapasitas KondensatorKapasitas kondensator diukur dalam satuan farad. Ukuran farad dalam praktek terlalu besar sehingga biasanya dinyatakan dalam ukuran yang lebih kecil, yaitu mikro farad (F atau Mfd), piko farad (pF), nano farad (nF), dan kilo farad (kF)perhatikan persamaan di bawah ini:1 farad = 1.000.000 Mfd1 Mfd = 1.000.000 pF = 1.000 kF1 kF = 1.000 pF = 1 nF1 kpF = 1.000 pF = 0,001 F = .001 F 10 kpF = 10.000 pF = 0,01 F =.01 F 100 kpF = 100.000 pF =0,1 F = .1 F dan seterusnya.

Memeriksa Kapasitor Mika/Keramika. Hubungkan ohm meter dengan kondensator.b. Bila jarum bergerak, berarti kondensator baik.c. Bila jarum bergerak ke kanan, berarti kondensator terhubung antar kaki-kakinya.d. Bila jarum tidak bergerak, berarti kondensator putus/rusak.

Cara membaca nilai kapasitor:a. Kode Angka. Tertulis 103, berarti nilai kapasitansinya = 10.000 pF = 10kF Tertulis 102, berarti nilai kapasitansinya = 1000 pF = 1 kFJadi angka terakhir merupakan banyaknya nol.

b. Kode Warna Hampir sama dengan pada resistor, bedanya warna pertama dan kedua merupakan bilangan, warna ketiga merupakan banyaknya nol, warna keempat merupakan toleransi, dan warna kelima merupakan tegangan kerja maksimal. Warna pertama adalah warna yang paling jauh dari kaki kondensator.

1 2 3* 4 5Hitam 0 0 - 20% -Coklat 1 1 0 - 100VMerah 2 2 00 - 250VJingga 3 3 000 - -Kuning 4 4 000 0 - 400VHijau 5 5 000 00 - -Biru 6 6 - - 630V Ungu 7 7 - - -Abu-abu 8 8 - - -Putih 9 9 - 10% -

WarnaArti warna ke:

Contoh:warna kondensator: Merah, Merah, Hijau, Putih, merahJadi Kapasitansinya =2 2 000 00 pF = 2,2 Mfd, toleransi 10% dan V max = 250 Volt

* : warna ke-3 merupakan banyaknya nol

3. INDUKTOR

Telah diketahui bahwa elektron yang bergerak atau arus listrik yang mengalir akan menghasilkan medan magnet. Kebalikannya untuk menghasilkan arus listrik (arus induksi) perlu dilakukan perubahan medan magnet.

Percobaan sederhana terjadinya induksi diri pada

inductor