Electric System

No. Publikasi :

Kode Pub. :

Grup : BASIC MECHANIC

PLANT DEPARTMENT

PT SAPTAINDRA SEJATI Jl . TB Simatupang Kav 18 Ci landak Barat

JAKARTA 12430. Untuk Lingkungan Sendiri

MATERI

ASSESMENT

KELUAR

PT SAPTAINDRA SEJATI

Plant People Development PT SAPTAINDRA SEJATI i

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kehadirat Allah Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan kekuatan dan

ketetapan hati, serta rahmat dan hidayah-NYA, juga ucapan terimakasih disampaikan kepada semua rekan dan

sahabat dan para senior praktisi alat berat yang memberikan masukan, kritikan dan koreksinya dan yang tidak kalah

pentingnya diucapkan terimakasih kepada keluarga (istri dan anakku tercinta) yang telah mengorbankan waktu dan

memberikan dorongan dan semangat, sehingga buku untuk pembahasan sistem electrical system dapat

diselesaikan.

Pembahasan dalam buku ini, berisikan informasi dasar, umum dan sederhana daripada sistem electrical system

yang berlaku pada unit-mesin heavy equipment (alat berat) penjelasan-penjelasan dari spesifikasi komponen-

komponen dan fungsinya serta yang terangkai dalam suatu sistem electrical system yang juga diaplikasikan dalam

bentuk aplikatip baik untuk mesin Bulldozer, Wheel loade, Hauling Truck (Rigid & Articulated) dan mesin-mesin

peralatan berat lainnya.

Buku ini merupakan hand-out, bagi peserta didik tentang sistem electrical system, yang mengacu pada kurikulum

Basic Machine Course atau Latihan Dasar Mekanik yang berdasarkan pada Standar Kompetensi Kerja Nasional

Indonesia (SKKNI) yang telah dikonvesikan di Jakarta pada bulan Februari 2004.

Kompetensi yang menjadi sasaran dalam bahan ajar pelatihan ini adalah: Unit Kompetensi No. ABMR 011.20-1.A

tentang: MELAKSANAKAN PEKERJAAN DASAR POWER TRAIN , dengan rincian uraian pada element tugas:

ABMR 011.20.07.1. tentang mengidentifikasi kompetensi yang dibutuhkan untuk MENGIDENTIFIKASI

PENGUASAAN PEKERJAAN DASAR SISTEM ELECTRICAL SYSTEM.

Semoga pembahasan sistem steering dan brake seri pertama ini, akan menajdi daya tarik tersendiri untuk lebih

mendalami dan mendalami lagi, tentang keunikan sistem steering dan brake dari unit mesin. Kekurang sempurnaan

dalam pembahasan buku ini, agar dapat menjadikan awal dari semangat belajar lagi.

Terakhir terima-kasih atas kritik dan sarannya untuk perbaikan dan kemajuan bersama.

Wassalam,

Narogong, .......... Mei 2010

Penyusun


Plant People Development PT SAPTAINDRA SEJATI ii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar .........................................................................................................i

Daftar Isi ...................................................................................................................ii

BAB I DASAR DASAR LISTRIK

a. Teori Listrik .............................................................................................1

b. Hukum Ohm ............................................................................................6

c. Arus Searah dan arus bolak balik ............................................................7

d. Tenaga Listrik ..........................................................................................9

e. Jenis jenis rangkaian listrik .....................................................................11

f. Avometer ................................................................................................17

BAB II MAGNET

a. Pengertian Kemagnetan ............................................................................21

b. Sifat sifat Magnet ..................................................................................21

c. Elektromagnet .........................................................................................22

d. Prinsip kerja alternator .............................................................................27

e. Prinsip Motor listrik ...................................................................................30

BAB III KOMPONEN KOMPONEN LISTRIK

a. Resistor ..................................................................................................31

b. Kapasitor ................................................................................................35

c. Semikonduktor ........................................................................................41

d. Diode ......................................................................................................44

e. Transistor ................................................................................................47

f. Thyristor (SCR : Silicon Controller Rectifier) ................................................50

g. Battery ...................................................................................................52

BAB IV STARTING SYSTEM

a. Starting Switch ........................................................................................63

b. Battery Relay switch .................................................................................63

c. Starting Motor .........................................................................................66

d. Safety Relay ............................................................................................67


Plant People Development PT SAPTAINDRA SEJATI iii

BAB V CHARGING SYSTEM

a. Alternator dan Semi konduktor Regulator ....................................................72

b. Alternator brushless dan Semi konduktor Regulator ......................................76

BAB VI PREHEATING SYSTEM

a. Sistem Pemanasan awal dengan Glow plug..................................................77

b. Sistem Pemanasan awal dengan Ribbon Heater ...........................................78

BAB VII LIGHTING SYSTEM

a. Sirkuit head lamp .....................................................................................80

b. Sirkuit turn signal.....................................................................................81

c. Sirkuit Back up lamp ................................................................................83

d. Sirkuit stop lamp ......................................................................................83

e. Sirkuit parking lamp .................................................................................84

f. Sirkuit electric luminance ..........................................................................84


Plant People Development - PT SAPTAINDRA SEJATI 1

BAB I DASAR-DASAR LISTRIK

A. TEORI LISTRIK

Elektron adalah bagian terkecil dari suatu atom. Sifatnya ringan dan selalu mengorbit pada inti

(proton). Lihat gambar berikut ini :

Gambar I 1. Elektron dan Proton

Atom yang sederhana adalah atom hydrogen. Atom ini mempunyai satu elektron yang mengorbit

pada satu inti (proton). Atom yang elektronnya lebih banyak adalah atom uranium. Atom ini

mempunyai 92 elektron dan 92 proton. Setiap atom mempunyai struktur sendiri sendiri. Tetapi

pada umumnya setiap atom mempunyai jumlah proton dan elektron yang sama (sebanding). Atom

atom tersebut menyebar dalam lintasan yang terdapat pada atom tersebut.

Menurut paulli, banyaknya elektron maksimum yang dapat menempati tiap kulit dirumuskan

dengan :

2 n2 (n : Nomor Lintasan Kulit Atom)

Simbol kulit dalam banyaknya elektron maksimum dalam setiap kulit adalah :

K = (n 1) = 2 x (1) = 2 elektron

L = (n 2) = 2 x (2) = 8 elektron

M = (n 3) = 2 x (3) = 18 elektron

N = (n 4) = 2 x (4) = 32 elektron

O = (n 5) = 2 x (5) = 50 elektron

P = (n 6) = 2 x (6) = 72 elektron

Elektron yang terdapat pada kulit terluar disebut Elektron Valensi

ATOM HYDROGEN



Contoh

Gambar I 2. Atom dan Lintasan elektron konduktor, semi konduktor dan Isolator Contoh diatas menunjukan macam macam bahan berdasarkan nomor atom dan sifat kemudahan

menghantarkan arus listrik (konduktivitas). Berdasarkan jumlah valensi atau jumlah elektron pada

kulit atom terluar suatu bahan dapat di kategorikan sebagai konduktor, semi konduktor dan

isolator.

1. Konduktor

Konduktor adalah bahan yang dapat menghantarkan arus listrik. Konduktor juga merupakan bahan

yang atom atomnya mempunyai jumlah electron kurang dari 4 lintasan (kulit) terluar.

2. Semi Konduktor

Semi konduktor adalah bahan yang dapat menghantarkan arus listrik (konduktor) tapi juga dapat

menjadi bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik (isolator). Semi konduktor mempunyai

jumlah atom sama dengan 4 pada lintasan (kulit) terluar.

3. Isolator

Isolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Isolator merupakan bahan

yang atom atomnya mempunyai jumlah elektron lebih dari 4 pada lintasan (kulit) terluar.

Proton dan elektron dalam atom mempunyai gaya potensial:

1. Proton mempunyai muatan positif (+)

2. Elektron mempunyai muatan negatif (-)



Inti (proton) menarik elektron dan mempertahankan dalam lintasannya dan pada saat muatan

positif (proton) sebanding dengan muatan negative (elektron), maka atom menjadi netral

(kelistrikannya). Meskipun demikian, muatan atom dapat berubah dari netral menjadi bermuatan

positif (+) jika elektron terluarnya ada yang terlepas atau negative jika mendapat tambahan

electron dari atom lain pada kulit terluarnya.

1. Tegangan (Voltage).

Tegangan adalah beda potensial yang menimbulkan gaya yang mengakibatkan terjadinya arus

listrik (perpindahan electron). Tegangan dapat dianalogikan sebagai perbedaan ketinggian air pada

dua buah tabung, apabila dihubungkan dengan sebuah pipa sehingga air mengalir dari level yang

tinggi ke level rendah. Kemudian tidak mengalir setelah ketinggian (beda potensial) sama.

Gambar I 3. Perbedaan level 2 buah tabung

Tegangan juga dapat didefinisikan sebagai perbedaan potensial yang diperlukan untuk mengalirkan

1 Ampere arus melalui 1 Ohm hambatan. Satuan tegangan listrik disebut Volt dan disimbolkan

V

2. Arus

Ketika dua konduktor (A) dan (B) di isi muatan positif dan negatif yang dihubungkan dengan kawat

penghantar (C). Elektron elektron bebas yang berada pada konduktor (B) akan ditarik oleh

konduktor (A) (yang bermuatan positif) dan bergerak melalui kawat penghantar (C) dari muatan

positif (A) ke muatan negatif (B). Arah aliran elektron mengalir dari muatan negatif (B) ke muatan

positif (A).

Gambar I 4. Hubungan antara arus listrik dan arus electron

: Electron flow

: Current flow

: Proton

: Free Electron

A B



Arus adalah jumlah muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik.

I : Coulomb/detik

Keterangan :

I : Arus (Ampere)

Q : Muatan listrik (Coulomb)

t : Waktu (detik)

satuan arus listrik adalah Ampere (A). 1 (satu) Ampere didefinisikan sebagai aliran 1 (satu)

coulomb muatan listrik dalam 1 detik.

Coloumb (Q) adalah banyaknya muatan listrik (electron) yang mengalir melalui suatu titik pada

penghantar.

1 Q : 6,28 x 1018 electron

3. Hambatan

Setiap objek atau unsur memiliki nilai hambatan, hambatan ini melawan atau menghambat aliran

arus listrik. Besarnya hambatan dalam rangkaian listrik menentukan jumlah arus yang mengalir

dalam rangkaian pada setiap tegangan sumbernya. Satuan dari hambatan adalah ohm ().

Hambatan suatu penghantar dikatakan mempunyai nilai 1 bila besarnya hambatan tersebut

menyebabkan mengalirnya arus sebesar 1A, bila pada kedua ujung kawat penghantar tersebut

dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar 1V (pada temperatur konstan). Singkatan yang

baku untuk hambatan listrik adalah R.

Kawat tembaga pada umumnya digunakan untuk menghantarkan arus listrik karena kawat

tembaga mempunyai hambatan terhadap aliran listriknya kecil. Lihat gambar berikut :

Gambar I 5. Hambatan listrik dalam Konduktor

Gambar 5, merupakan gambaran umum hambatan listrik dalam konduktor. Ketika electron bebas

berjalan melalui sebuah logam, electron electron itu melambung melawan molekul, yang akan

memperlambat kecepatan ini disebut dengan Electric Resistance atau Hambatan Listrik.



Adapun nilai hambatan pada sebuah penghantar dipengaruhi oleh bahan penghantar, luas

penampang penghantar, panjang penghantar, serta temperature. Besarnya harga hambatan dapat

di hitung secara rumus :

R = L

Keterangan : R : Hambatan ()

L : Panjang penghantar (m)

A : Luas Penampang kawat (m2)

: Hambatan jenis (/meter)

Tahanan jenis setiap material berbeda beda. Beberapa diantaranya adalah sebagai berikut :

Material (.cm) at 20 Material (.cm) at 20

Cooper (pure soft) 1.724 x 10-6 Gold 2.2 x 10-6

Cooper, hard draw 1.777 x 10-6 Lead 20 x 10-6

Steel low carbon 9.96x 10-6 Mercury 85.1 x 10-6

Cast Iron 19.1 x 10-6 Silver 1.59x 10-6

Aluminium (Soft) 2.73 x 10-6 Zinc 6.21 x 10-6

Aluminium (Hard) 2.83 x 10-6 Nichrome 100.0 x 10-6

Nickel (pure 100%) 10.4 x 10-6 Manganin 47.8 x 10-6

Tabel 1. Jenis material dan hambatan jenisnya.



B. Hukum Ohm.

Hukum Ohm menyatakan bahwa banyaknya arus (I) yang mengalir melalui konduktor adalah

berbanding lurus dengan tegangannya (V) dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R).

Kalau dirumuskan:

V = I x R

Dimana : I = Arus (Ampere).

V = Tegangan (Volt).

R = Hambatan (Ohm).

Berikut adalah contoh rangkaian percobaan untuk membuktikan hukum ohm. Komponen yang

dibutuhkan adalah sumber tegangan 12 V, potensiometer 10 kOhm, Resistor 0,5 kOhm, Ampere

meter, Voltmeter dan switch.

Gambar I 7. Menguji rangkaian hukum ohm

Jika switch SW dihubungkan, maka arus yang mengalir pada rangkaian akan dapat terukur, begitu

juga tegangan pada masing masing resistor dapat juga diukur dengan menggunakan Voltmeter.

Jika resistansi pada potensiometer diperkecil maka arus akan besar, sebaliknya jika resistansi

pada potensiometer diperbesar maka arus akan kecil.



C. ARUS SEARAH DAN ARUS BOLAK BALIK

A. Arus searah (Direct Current)

Arus searah (DC) adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap (konstan). Arus searah dapat

di illustrasikan sebagai berikut :

Gambar I 8. Illustrasi arus searah

Generator adalah salah satu alat yang dapat membuat beda potensial. Putaran engine akan

menciptakan beda potensial antara kedua polaritas. Masing masing terminal selalu tetap

polaritasnya. Misalkan sebagian kutub (+) selalu menghasilkan polaritas positif, begitu pula

sebaliknya. Beberapa contoh sumber arus searah (DC) adalah battery, accu, dynamo, generator

DC.

Gambar I 9. Dasar sumber arus searah

Bentuk gelombang tersebut adalah gelombang tegangan, jika bentuk gelombang tegangan hanya

dalam satu arah saja (arah positif) maka akan menghasilkan arus yang searah. Arus yang

demikian disebut Direct Current (DC).



B. Arus Bolak balik (Alternating Current).

Arus bolak balik (AC) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah ubah.

Arus bolak balik dapat di ilustrasikan :

Gambar I 10. Illustrasi arus bolak-balik

Putaran engine membuat beda potensial yang berubah ubah sehingga arus akan mengalir

dengan arah yang berubah ubah. Pada masing masing sumber arus bolak balik polaritasnya

selalu bergantian. Contoh sumber arus bolak balik adalah : Alternator (Generator AC), PLN.

Gambar I 11. Dasar sumber arus bolak-balik

Arus bolak balik dari alternator akan berbentuk gelombang yang berubah ubah dari positif ke

negative dalam waktu tertentu. Seperti terlihat pada gambar diatas. Arus yang demikian ini disebut

Alternating Current dan disingkat AC. Polaritas yang berubah ubah ini terjadi secara terus

menerus dalam tiap detiknya sehingga disebut frekuensi.

Frekuensi adalah banyaknya gelombang dalam tiap detik.



D. TENAGA LISTRIK

1. Sumber Tenaga Listrik

Sumber tenaga listrik adalah alat yang dapat mensupply energi listrik ke peralatan elektronika

(beban). Contoh : Generator (genset), Battery kering, Accu.

Gambar I 12. Generator Set

Tenaga listrik adalah jumlah dari usaha listrik yang dihasilkan selama periode 1 detik. Pembangkit

tenaga listrik ini berfungsi untuk mensupply kebutuhan tenaga listrik dari beban. Horse power (HP)

digunakan sebagai satuan tenaga mekanis, jika di konversikan ke tenaga listrik :

1 HP = 746 [ W ] (Foot Pound HP)

1 PS = 735 [ W ] (Metrik Horse Power = Pferde Starke)

Tenaga ini disediakan oleh generator. Kemudian tenaga yang dihasilkan oleh generator dapat di

simbolkan P.

P = V.I (Watt)

(Kerugian dalam generator dan sirkuit dianggap nol).

2. Tenaga listrik yang diserap

Tenaga listrik yang diserap adalah tenaga yang diubah dalam bentuk lain selama periode waktu

satu detik. Tenaga ini merupakan tenaga yang dibutuhkan oleh beban atau yang di suplly oleh

sumber tenaga listrik. Contoh lampu, Motor, pendingin, pemanas dan lain lain. Sebagai contoh

lihat gambar berikut :

Gambar I 13. Pembebanan pada battery



Sebuah battery menghasilkan tegangan V melewati beban R untuk menghasilkan arus I melalui

beban R, maka tenaga P adalah :

P = V.I (Watt)

= R.I.I (Watt)

= (I)2.R (Watt)

Keterangan : P : Tenaga Listrik (Watt)

V : Tegangan (Volt)

I : Arus (Ampere)

Satuan tenaga listrik adalah watt (W). Satu watt menunjukkan tenaga yang membutuhkan arus

sebesar 1 Ampere pada tegangan 1 Volt dalam setiap detik. Jika sebuah lampu bertuliskan

24W/12V, berarti lampu tersebut menyerap daya 24 Watt jika dipasang pada tegangan 12 Volt,

maka daya yang diserap lampu tersebut adalah :

I : R : P : I2.R

: 22. 6

: 2 Ampere : 6 : 24 Watt

Jadi daya yang diserap lampu adalah 24 W sesuai dengan daya yang tertulis pada lampu.

3. Energi Listrik.

Energi listrik adalah jumlah dari kemampuan kerja listrik dalam setiap satuan waktu (detik).

Jumlah tenaga listrik diartikan salah satu jumlah usaha listrik yang dihasilkan atau ditetapkan

dalam periode tertentu. Satuan energi listrik adalah watt detik disingkat dengan (WS) atau joule

(J) jika jumlah pengukuran besar satuan yang digunakan (Wh) Watt jam.

W : V.I.t (Joule)

Keterangan :

V : Tegangan (Volt)

I : Arus (Ampere)

t : Waktu (detik)

4. Panas Joule

Joule menemukan bahwa tenaga listrik yang dipakai dalam sebuah hambatan berubah semuanya

menjadi panas. Penemuan ini disebut Hukum Joule Panas yang dihasilkan berasal dari aliran

listrik dalam sebuah hambatan dan disebut Panas Joule dan 1 (WS) = 1 joule.



E. JENIS-JENIS RANGKAIAN LISTRIK

1. Rangkaian Seri

Gambar I 14. Rangkaian Resistor Seri

a. Tegangan (Voltage)

Tegangan kalau di seri akan berlaku rumus :

Vtotal = V1 + V2 + V3 +Vn

Dimana : Vt : Voltage total seri

V1.Vn : Voltage masing masing resistor

b. Hambatan (Resistansi)

Hambatan dirangkai seri maka akan berlaku rumus :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + Rn

Dimana : Rt : Hambatan total seri

R1.Rn : Hambatan masing masing resistor

c. Arus

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian seri dirumuskan dengan :

Itotal = I1 = I2 =I3 =..In

Dimana : It : Arus Total

I1.In : Arus masing masing yang mengalir pada rangkaian



Rangkaian parallel

Gambar I 15. Rangkaian resistor parallel

a. Tegangan (Voltage)

Tegangan sumber di rangkai parallel berlaku rumus :

Vt = V1 = V2 = V3 Vn

Dimana Vt : Tegangan total parallel

V1..Vn : Tegangan masing masing resistor


Hambatan di rangkai secara parallel akan berlaku rumus :

Dimana : Rt : Hambatan total parallel

R1Rn : Hambatan masing masing resistor

c. Arus

Arus listrik yang mengalir pada rangkaian parallel di rumuskan dengan :

It = I1 + I2 + I3 +In

Dimana : It : Arus total parallel

I1In : Arus yang masing masing rangkaian



2. Rangkaian seri parallel

Gambar I 16. Rangkaian resistor seri parallel

a. Tegangan (voltage)

Tegangan sumber di rangkai seri parallel berlaku rumus :

VRp = V2 + V3

Vt = V1 + VRp

Dimana : Rt = Hambatan total seri parallel

VRp = Tegangan pengganti parallel


Hambatan di rangkaikan secara seri parallel akan berlaku rumus :

Rtotal = R1 + Rp

Dimana Rt = Hambatan total seri parallel

R1Rn = Hambatan masing masing resistor

c. Arus

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian seri parallel di rumuskan dengan :

It = I2 = I3 + I1

I2 = I3 =

Dimana : It = Arus total parallel

I1In = Arus yang masing masing rangkaian



Contoh

1. Rangkaian seri berikut :

Gambar I 17. Rangkaian lampu seri

Diketahui : Sebuah sumber 12 Volt di hubungkan seri dengan dua buah lampu masing masing

24W/12V dan 12W/12V.

Hitung : a. Arus Total (It)

b. Voltage droop (Vd1 dan Vd2)

c. Power (P1 dan P2)

Jawab :

Lampu 1

Arus yang diminta : IL1 =WL1/VL1 = 24/12 = 2 A

Hambatan lampu 1 : RL1=VL1/IL1 =12/2 = 6

Lampu 2

Arus yang diminta : IL2 =WL2/VL2 = 12/12 = 1 A

Hambatan lampu 2 : RL2=VL2/IL2 = 12/1 = 12

Rt = RL1 + RL2 = 6 + 12 = 18

a. Arus Total (It) : V/Rt = 12/18 = 0.66 A

b. Vd1 : I1 x R1 = 0.66 x 6 = 3.96 Volt

Vd2 : I2 x R2 = 0.66 x 12 = 7.92 Volt

Besarnya voltage drop pada hambatan yang dihubungkan seri adalah tergantung besarnya arus

yang mengalir dan besarnya hambatannya.

c. Tenaganya adalah :

P1 = (It)2 x RL1 P2 =(It)

2 x RL2

= (0.66)2 x 6 =(0.66)2 x 12

= 2.6 Watt = 5.2 Watt



2. Rangkaian parallel berikut :

Gambar I 18. Rangkaian lampu parallel

Diketahui : Sebuah sumber 12 volt dihubungkan parallel dengan dua buah lampu masing masing

24 W / 12 V dan 12 W / 12 V.

Hitung : a. Arus Total (It)

b. Arus tiap lampu (IL1 dan IL2)

c. Power (P1 dan P2)

Jawab :

Lampu 1 Lampu 2

Arus yang diminta : IL1=WL1/VL1 = 24/12 = 2 A Arus yang di minta : IL2=WL2/VL2 = 12/12 :1A

Hambatan lampu1 : RL1=VL1/IL1 =12/2 = 6 Hambatan lampu 2 : RL2=VL2/IL2 =12/12 =12

Hambatan Total 1/Rt : 1/R1 + 1/R2

: 1/6 + 1/12

: 2/12 + 1/12

: 4

a. Arus total (It) : Vtotal/Rtotal

: 12/4 : 3 A

b. IL1 : IL2 = R2 : R1

IL1 = IL2 =

= =

= 2 A = 1 A

c. Tenaga pada masing masing Lampu :

Lampu 1 Lampu 2

P1 : (IL1)2 x R1 P2 : (IL2)

2 x R2

: 22 x 6 : 12 x 12

: 24 Watt : 12 Watt



3. Rangkaian seri parallel

Gambar I 19. Rangkaian seri parallel

Diketahui : Sebuah sumber tegangan 12 volt dihubungkan dengan 3 buah lampu.

Hitung : a. Arus total (It)

b. Arus tiap lampu (IL1, IL2 dan IL3)

c. Voltage drop (Vd1, Vd2 dan Vd3 )

d. Power (P1, P2 dan P3)

Jawab

Lampu 1

Arus yang diminta : IL1=WL1/VL1 = 12/12 = 1 A b. I2 : I3 = R3 : R2

Hambatan lampu 1 : RL1=VL1/IL1 =12/1 = 12 I2 = 6/12 x 0.8 I3 = 6/12 x 0.8

Lampu 2 = 0.4 A = 0.4 A

Arus yang diminta : IL2=WL2/VL2 = 24/12 = 2 A c. Voltage drop pada R1 dan Rp

Hambatan lampu 2 : RL2=VL2/IL2 =12/2 = 6 Vd1 = It x R1 Vd2.3 = It x R2,3

Lampu 3 = 0.8 x 12 = 0.8 x 3

Arus yang diminta : IL3=WL3/VL3 = 24/12 = 2 A = 9.6 Volt = 2.4 Volt

Hambatan lampu 3 : RL3=VL3/IL3 =12/2 = 6 d. Tenaga yang diserap lampu

a. Arus Total Lampu 1

1/R2,3 = 1/R2 + 1/R3 It = Vt/Rt P1 =(IL1)2 x R1

= 1/6 + 1/6 = 12/15 =(0.8)2 x 12

= 3 = 0.8 A = 7.68 watt

Rt = R1 + R2,3 Lampu 2 Lampu 3

= 12 + 3 P2 =(IL2)2 x R2 P3 =(IL3)

2 x R3

= 15 =(0.8)2 x 6 =(0.8)2 x 6

= 0.96 Watt = 0.96 Watt

12W/12V 24W/12V

24W/12V



F. AVOMETER.

Avometer adalah alat ukur yang multiguna untuk mengukur (Ampere, Volt, Ohm) dan sebagian

orang menyebut Multi Tester.

A. Bentuk dan bagian Avometer.

Gambar I 20. Avometer dan bagian bagiannya.

B. Mengukur Arus (Ampermeter)

a. Mengetahui kira - kira besarnya arus yang akan diukur.

b. Mengetahui sumber tegangannya DC atau AC. Bila sumbernya adalah DC maka harus

diketahui kutub (+) atau kutub (-). Pada umumnya Avometer hanya untuk mengukur arus

DC yang kecil (0 - 500 mA).

c. Posisikan selektor (rotary switch) pada skala Ampere.

d. Set pointer pada posisi 0 (nol) dengan menyetel zero point adjusting screw.

e. Pasang Ampere meter serie dengan sirkuit yang akan diukur.

f. Pembacaan besarnya arus yang akan diukur adalah sesuai dengan skala pada selektor

(rotary switch).

Gambar 21 Mengukur arus



C. Mengukur Tegangan (Volt Meter)

a. Mengetahui kira - kira besarnya tegangan yang akan diukur.

b. Mengetahui sumber tegangannya DC atau AC. Bila sumbernya adalah DC maka harus

diketahui kutub (+) atau kutub (-).

c. Posisikan selektor (rotary switch) pada skala volt (DC volt atau AC volt).

d. Posisikan skala selektor diatas atau lebih besar dari tegangan yang akan diukur.

e. Set pointer pada posisi 0 (nol) dengan menyetel zero point adjusting screw.

f. Pasang volt meter parallel dengan sirkuit yang akan diukur.

g. Pembacaan besarnya tegangan yang akan diukur adalah sesuai dengan skala pada selektor

(rotary switch).

Gambar I 21. Mengukur Tegangan

Gambar I 22. Mengukur arus dan tegangan



D. Mengukur Hambatan

a. Pastikan bahwa hambatan yang akan diukur tidak dialiri arus dan tidak mempunyai

hubungan dengan hambatan yang lain.

b. Posisikan selektor (rotary switch) pada skala Ohm.

c. Set pointer pada posisi 0 (nol) dengan menyetel zero ohm adjuster (kedua test pin

dihubungkan).

d. Pasang Ohm meter parallel dengan hambatan yang akan diukur.

e. Pembacaan besarnya hambatan yang diukur adalah sesuai dengan skala pada selektor

switch nya.

Gambar I 23. Mengukur hambatan pada R4

E. Cara setting pointer 0

a. Posisikan rotary switch ke x 10 .

b. Hubungkan kedua test pin.

c. Lihat penunjukkan skala, atur zero point adjustment screw supaya penunjukkan 0 . Jika

setelah di atur tidak bisa 0 , maka ganti battery dalam AVO.

Gambar I 24. Setting Meter dan konstruksi dalam AVO analog



F. Penggunaan dan Perawatan

a. Pilihlah jarak pengukuran yang tepat. Contoh untuk mengukur tegangan battery kering 1.5

volt, gunakan skala ukur DC 2.5 V.

b. Mengukur nilai yang tidak diketahui, mulailah dengan jarak ukur yag tertinggi. Sesudahnya,

rotary switch bisa diatur untuk mendapatkan ketepatan bacaan.

c. Hindari avometer dari goncangan/getaran dan jangan disimpan di temparatur tinggi atau

kelembaban tinggi.

d. Hindarilah avometer terbakar karena salah aplikasi.

e. Jika penyetelan 0 ohm tidak didapat, gantilah battery (2 x 1.5 volt).

f. Jika penyetelan 0 ohm tidak didapat pada jarak ukur x 10, gantilah battery (1 x 9 volt).

g. Fuse akan putus bila Ac 100 v atau lebih secara tidak sengaja disalurkan ke tester dengan

skala selector switch pada posisi pengukuran arus. Gantilah dengan fuse cadangan.



BAB II

MAGNET

A. PENGERTIAN KEMAGNETAN.

Magnet adalah sebuah benda logam yang mempunyai sifat menarik benda benda besi. Terdapat

2 (dua) macam magnet, yaitu :

1. Magnet alam adalah magnet yang terdapat pada batu besi magnet.

2. Magnet buatan adalah besi dengan cara tertentu dibuat menjadi magnet. Pada magnet

buatan, bila dapat menyimpan kemagnetannya dengan baik (lama) di sebut Magnet Permanen

sedangkan bila dapat menyimpan kemagnetan hanya sementara disebut Remanen Magnet.

B. SIFAT - SIFAT MAGNET.

1. Pada ujung - ujung sebuah magnet terdapat kutub utara (N pole) dan kutub selatan (S pole)

Gbr II - 1.Kutub - kutub magnet.

2. Kutub - kutub yang senama akan saling tolak - menolak, sedangkan kutub - kutub yang tidak

senama akan saling tarik menarik.

Gbr II - 2. Gaya tarik menarik dan tolak menolak kutub magnet.

3. Kemagnetan yang terkuat terdapat pada ujung - ujungnya.

Gbr II - 3. Kekuatan pada ujung-ujung magnet.



4. Magnet mempunyai garis-garis gaya magnet yang :

Diluar magnet mengarah dari kutub utara ke kutub selatan.

Sedangkan di dalam magnet mengarah dari kutub selatan ke kutub utara.

Gbr II - 4. Arah garis gaya magnet.

C. ELEKTROMAGNET

1. Pengertian Electromagnet

Electromagnet adalah medan magnet yang ditimbulkan oleh adanya aliran arus listrik pada

sebuah konduktor atau coil.

Gbr II - 5. Medan magnet karena arus listrik.

2. Sifat - sifat Electromagnet.

a. Bila sebuah konductor dialiri arus listrik, maka di sekeliling konductor akan timbul

medan magnet. Hal ini dapat ditentukan menurut aturan tangan kanan.

Gbr II - 6. Kaidah tangan kanan dan bentuk lingkaran medan magnet pada konduktor yang dialiri

arus listrik



b. Arah medan magnet yang timbul tergantung dari arah arus yang melewati konduktor

tersebut.

Gbr II - 7. Arah medan magnet berubah bila arah arus berubah

c. Makin besar arus yang mengalir, makin besar medan magnet yang timbul.

Gbr II - 8. Pengaruh kuatnya arus terhadap medan magnet.

d. Bila gulungan/coil dialiri arus listrik, maka pada gulungan/coil tersebut akan timbul

medan magnet.

Gbr II - 9. Medan magnet pada kumparan/coil.



e. Arah gulungan atau arah arus listrik berubah, maka arah medan magnet yang timbul

juga akan berbalik.

Gbr II - 10. Arah medan magnet berubah bila arus atau gulungan berubah.

f. Untuk memperbesar medan magnet dapat dilakukan :

1. Memperbesar arus yang mengalir.

2. Menambahkan inti besi ke dalam gulungan/coil.

3. Memperbanyak jumlah gulungan/coil.

Gbr II - 11. Inti besi memperkuat medan magnet pada kumparan / coil.

B = 0.I.n

n = N/L

Keterangan :

B : Medan Magnet (Tesla) N : banyaknya lilitan

0 : permitifitas ruang hampa (9 x 1018) L : Panjang lilitan (meter)

I : Kuat Arus (ampere)



g. Induksi diri (self Induction).

Pada gambar berikut ini diperlihatkan bahwa switch, lilitan dan battery dihubungkan serie. Bila

switch di ON kan maka arus akan mengalir pada lilitan akan timbul garis - garis gaya.

Gambar II 12. Induksi diri.

Ketika switch dibuka (off) dengan tiba - tiba hilang dan medan magnet akan turun tiba - tiba

yang menyebabkan berbaliknya gaya gerak listrik, gaya gerak listrik yang berbalik akan aliran

arus pada lilitan dicegah agar tidak turun (tetap ada) dan disebut induksi diri (self

Induction). Tegangan yang timbul akan berbalik seperti diperhatikan pada gambar di atas.

Didalam percobaan seperti pada gambar berikut ini, ketika switch dihubungkan dengan battery

6 volt, lampu akan menyala sesaat. Makin cepat switch dilepas, makin terang nyala lampu

tersebut. Hal tersebut membuktikan bahwa terjadi induksi diri dari lilitan.

Gambar II 13. Percobaan Induksi Diri



h. Mutual Induction (Induksi timbal balik).

Sebuah lilitan dihubungkan serie dengan switch dan battery. Lilitan S dengan jumlah lilitan

yang lebih banyak didekatkan dengan lilitan P tersebut. Bila arus melewati lilitan P diputus dan

dihubungkan maka akan menyebabkan gaya gerak listrik pada lilitan S seperti diperlihatkan

pada gambar berikut ini :

Gambar II 14. Induksi timbal balik

i. Transformer.

Pada gambar berikut ini diperlihatkan bahwa primary coil yang dihubungkan serie dengan

battery dan switch, maka ketika switch digerak - gerakkan ON dan OFF lampu akan menyala.

Sedangkan bila primary coil dihubungkan dengan sumber AC, lampu akan menyala.

Hal ini disebabkan perubahan arus bolak -balik berubah secara periodik dengan frekuensi yang

sama besar. Induksi medan magnet ini menjadikan gaya gerak listrik di secondary coil

berlangsung terus - menerus. Inilah yang merupakan prinsip dasar sebuah transformer.

Gambar II - 15. Dasar teori transformator.



Pada umumnya transformer dibuat dalam bentuk seperti pada gambar berikut ini, dimana

ketebalan plat core pada umumnya 0.35 mm.

Gambar II - 16. Core transformator.

Adapun hubungan antara tegangan dan arus di primary coil dan secondary coil adalah :

D. PRINSIP KERJA ALTERNATOR.

1. Hukum Faraday.

Bila sebuah konduktor digerak - gerakkan memotong garis gaya magnet, maka pada konduktor

akan mengalir arus listrik.

Gambar II - 17. Induksi elektro magnet.

Medan magnet di dalam lilitan akan berubah yang mengakibatkan gaya gerak listrik sehingga

arus akan mengalir. Hal ini disebut dengan Induksi elektromagnet.



2. Arus induksi di dalam sebuah konduktor.

Pada gambar dibawah ini terlihat bahwa bila sebuah konduktor yang berada dalam medan

magnet, digerakkan memootong medan magnet tersebut, maka pada konduktor akan timbul

gaya gerak listrik (timbul arus listrik). Kaidah Tangan Kanan Fleming menyatakan bahwa :

Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet.

Ibu jari menunjukkan gerak konduktor.

Jari tengah menunjukkan arah arus induksi.

Gambar II 18. Kaidah Tangan Kanan Fleming

3. Prinsip generator.

Generator adalah sebuah alat yang merubah garis - garis gaya magnet yang memotong coil

menjadi tenaga listrik. Prinsip dasar dari keduanya ini adalah sama namun dengan konstruksi

yang berbeda. Perbedaan konstruksi inilah yang pada akhirnya generator dibagi atas dua jenis

yaitu :

AC generator (alternator).

DC generator (dynamo).

a. Alternator.

Pada alternator ditandai dengan tidak adanya magnet tetap, dengan demikian alternator harus

diberikan arus listrik awal agar tercipta medan magnet. Bagian yang berputar pada alternator

disebut rotor coil atau field coil yang sekaligus sebagai pembangkit medan magnet bila coil

tersebut dialiri arus. Sedangkan bagian yang diam disebut Stator coil atau armature coil.

Armature coil inilah yang kemudian akan mengeluarkan arus listrik bila field coil berputar.



Flux yang melalui stator coil akan berubah perlahan lahan seperti berikut :

Gambar II - 19. Induksi gaya gerak listrik alternator.

Ketika rotor diputar searah jarum jam, maka induksi gaya gerak llistrik akan maksimum pada

90 dan 270 serta akan minumum pada 180 dan 360, dengan demikian arus listrik selalu

berbeda polaritas setiap 180. Polaritas yang demikian ini disebut dengan arus bolak - balik

atau Alternating Current.

b. DC generator (Dynamo).

Pada DC generator, ditandai dengan adanya medan tetap sedangkan armature coilnya berputar

didalam magnet tersebut. Akibatnya terjadilah pemotongan garis gaya magnet oleh armature

coil sehingga pada armature coil akan ada arus listrik. Pada shaft armature terdapat comutator

(cincin yang terbelah belah). Adanya cincin ini menyebabkan ini menyebabkan arus yang

berbalik polaritasnya selalu diarahkan ke tempat yang sama. Dengan demikian biarpun pada

armature coil terjadi polaritas bolak balik, tetapi keluarannya setelah melewati comutator

memiliki polaritas yang selalu tetap . Arus yang polaritasnya tetap ini dinamakan arus searah.

Prinsip penyearahan ini dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar II 20. Prinsip penyearahan pada generator



E. PRINSIP MOTOR LISTRIK.

1. Kaidah Tangan Kiri Fleming.

Bila sebuah konduktor diletakkan kutub N dan S dari magnet tapal kuda dan konduktor dialiri

arus, maka konduktor akan terlempar keluar dari kutub kutub magnet tersebut. Peristiwa ini

dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar II 21. Arah gaya gerak magnet dan kaidah tangan kiri Fleming.

Peristiwa tersebut dapat dipahami dengan kaidah tangan kiri Fleming :

Jari telunjuk sebagai simbol arah medan magnet.

Jari tengah sebagai simbol arah arus pada konduktor.

Ibu Jari sebagai simbol arah gaya magnet pada konduktor.

2. Prinsip Kerja Motor.

Diantara dua buah N dan S terdapat sebuah konduktor yang berujung di C1 dan C2 (setengah

cincin tembaga yang disebut commutator). Dua buah sikat arang (brush) B1 dan B2 yang

berhubungan dengan commutator memungkinkan arus mengalir ke konduktor. Bagian yang

dapat berputar ini disebut dengan armature.

Konduktor yang terletak didekat kutub S akan bergerak ke kanan dan konduktor yang terletak

didekat kutub N akan bergerak ke kiri. Gabungan dari gerak tersebut akan memutar armature

searah jarum jam (sesuai dengan Kaidah Tangan Kiri Fleming). Bila arus pada konduktor

tersebut di balik, maka putaran armature akan berbalik.

Gambar II 22. Prinsip kerja motor.



BAB III

KOMPONEN KOMPONEN LISTRIK

A. RESISTOR.

Resistor dapat digolongkan menjadi 3 (tiga) jenis :

1. Resitor tetap.

2. Resitor variable.

3. Resitor non linier.

1. Resistor Tetap.

Yang dimaksud dengan resistor adalah resistor yang sengaja dibuat dengan harga resistansi (ohm

= ) tertentu. Namun demikian, selain harga resistansinya, yang perlu diketahui adalah power

ratingnya. Resistor tersedia dengan harga resistansi yang cukup banyak, mulai dari beberapa ohm

sampai dengan beberapa mega ohm. Adapun power ratingnya mulai dari 0.1 watt sampai dengan

beberapa ratus watt.

Power rating adalah hal yang diperlukan agar resistor dapat bekerja tanpa panas yang berlebihan

karena bisa merusak resistor itu sendiri.

Pada umumnya resistor dibuat dari kawat yang dililit atau dari karbon dan dibentuk seperti contoh

berikut ini.

Gambar III 1. Contoh bentuk resistor tetap.

Adapun untuk mengidentifikasi besarnya harga resistansi sebuah resistor tetap, apabila pada

badan resistor tidak ditulisjkan harga resistansinya, maka pada badan resistor dibuat gelang -

gelang berwarna.



Tabel berikut ini dapat dipergunakan untuk menghitung harga resistansi sebuah resistor.

Tabel 2. Harga resistansi resistor



2. Resistor Variable.

Resistor variable yang digunakan di dalam peralatan elektronik dikenal dalam 2 jenis yaitu :

a. Potentiometer.

b. Trimmer.

Semua resistor variable diatas mempunyai terminal tetap dan terminal tidak tetap yang dapat

digeser sepanjang elemen resistor tersebut.

1. Potentiometer.

a. Wire wound Potentiometer.

Potentiometer ini terbuat dari lilitan kawat yang berbentuk lingkaran. Sebuah lengan yang

digeser geser dibuat berhubungan dengan elemen resistor yang bisa digeser yang akan

menghasilkan harga resistansi berbeda.

Gambar III 2. Wirewound potentiometer.

Pada umumnya potentiometer ini tersedia dengan harga resistansi 50 sampai 50 K dengan

rating sampai 8 watt.

b. Carbon Potentiometer.

Potentiometer ini mempunyai elemen resistor dalam suatu jalur yang berbentuk lingkaran.

Lengan variablenya berhubungan dengan elemen resistor oleh suatu pemutar. Apabila sumbu

pemutar diputar, maka lengan variablenya akan menggerakkan wiper dan membuat hubungan

pada beberapa terminal. Contoh konstruksi dan bentuk carbon potentiometer ini adalah sebagai

berikut :

Gambar III - 3. Carbon potentiometer.

Carbon potentiometer ini tersedia dengan harga resistansi 50 sampai 10M dengan rating daya

0,1 sampai 2,25 watt.



c. Trimmer.

Potensiometer jenis ini biasanya dipasang pada PCB dimana dibutuhkan suatu pengkalibrasian.

Bahan yang digunakan adalah karbon. Contoh berbagai bentuk trimmer sebagai berikut :

Gambar III 4. Potentiometer jenis trimmer.

3. Resistor Non Linier.

Resistor non linier ada 3 jenis yaitu :

a. Thermistor.

b. Voltage Dependent Resistor.

c. Light Dependent Resistor.

a. Thermistor.

Thermistor adalah salah satu jenis resistor yang mempunyai koefisien temperatur yang sangat

tinggi, dimana dengan adanya perubahan temperatur, resistansinya juga akan berubah. Ada 2

jenis thermistor yaitu :

1. Thermistor NTC.

Thermistor NTC merupakan resistor dengan koefisien temperatur negatif yang sangat tinggi.

Thermistor jenis ini pada umumnya dibuat dari NiO, CoO atau Fe2O3. Harga nominal biasanya

ditetapkan pada temperatur 25C. Perubahan resistansinya yang diakibatkan dalam bentuk non

liniernya ditunjukkan dalam bentuk diagram resistansi dengan temperatur.

Gambar III - 5. Hubungan resistansi dan temperatur pada thermistor NTC.



2. Thermistor PTC.

Thermistor PTC merupakan resistor dengan temperatur positif yang sangat tinggi. Thermistor jenis

ini pada umumnya dibuat dari Ba TiO3. Skala resistansinya berubah mulai dari beberepa ratus ohm

pada temperatur 75C dan beberapa kilo ohm pada temperatur 150C. Berikut ini adalah contoh

diagram resistansi dengan temperatur untuk thermistor PTC.

Gambar III - 6. Hubungan resistansi dan temperatur pada thermistor PTC.

B. KAPASITOR.

Gambar III 7. Kapasitor

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang mempunyai sifat - sifat :

a. Dapat menyimpan muatan listrik.

b. Dapat menahan arus searah (DC).

c. Dapat melewatkan arus bolak - balik (AC).

Dalam pemakaian kapasitor dapat diisi muatan dan dikosongkan kembali yang sangat tergantung

pada sirkuit yang memakainya.



1. Konstruksi.

Pada gambar berikut ini diperlihatkan bahwa kapasitor terbuat dari 2 (dua) buah plat. Plat

konduktor tersebut dibuat sejajar dan dipisahkan oleh bahan dielektrika.

Gambar III 8. Konstruksi dasar kapasitor.

Yang dimaksud bahan dielektrika adalah bahan yang mempunyai kemampuan menerima medan

listrik. Bahan dielektrika tersebut mempunyai faktor dielektrika atau permitivitas yang berlainan

dengan satuan farad/meter.

Contoh - contoh bahan dielektrika adalah sebagai berikut :

Bahan r

Ruang Hampa 1,00

Udara 1,00006

Kertas paraffin 2 3

Mika 4 7

Porselin 6

Air Suling 80.0

Tabel 3. Nilai permitivitas bahan

Adapun yang dimaksud dengan permitivitas (Er) adalah suatu konstanta pembanding antara

permitivitas suatu bahan dielektrika dengan permitivitas ruang hampa udara.

Besarnya permitivitas ruang hampa udara adalah :

o = 8.854 x 10-12 farad/meter

Adapun fungsi bahan dielektrika tersebut adalah untuk :

a. Memisahkan kedua plat secara mekanis sehingga jaraknya sangat dekat tetapi bersinggungan.

b. Memperbesar kemampuan kedua plat dalam menerima tegangan

c. Memperbesar nilai kapasitansi.



2. Kapasitas Kapasitor.

Yang dimaksud dengan kapasitor adalah kemampuan suatu kapasitor di dalam menyimpan muatan

listrik. Pada dasarnya kapasitas kapasitor tergantung dari beberapa faktor, yaitu :

a. Bahan dielektrika yang digunakan.

b. Jarak antara kedua plat konduktor.

c. Luas penampang plat konduktor.

Dengan demikian, pada bahan dielektrika yang sama bila luas penampang plat makin besar,

berarti makin besar kemampuan kapasitor menyimpan muatan listrik. Sebaliknya bila jarak antara

kedua plat semakin jauh maka kapasitas kapasitor akan semakin kecil.

Rumus kapasitansi dari suatu kapasitor dapat dituliskan sebagai berikut :

C =Eo.Er.A/d

Keterangan :

C = Kapasitansi dalam Farad (Farad).

Eo = Permitivitas ruang hampa udara (8.854 x 10-12 F/m).

Er = Permitivitas relatif bahan dielektrika.

A = Luas penampang plat (m2).

d = Jarak antara kedua plat (meter).

Selanjutnya sebuah kapasitor dikatakan mempunyai kapasitas 1 Farad bila diberi tegangan 1 volt

dan dapat menyimpan muatan sebesar 1 coulomb (6.28 x 1018 elektron).

Adapun untuk kapasitor yang mempunyai jumlah plat lebih dari dua (umumnya digunakan untuk

kapasitor variable), bila n adalah jumlah plat, maka :

Luas efektif = (n-1) A

Sehingga :

C = Eo. Er ( n - 1) A/d



A. Pengisian Dan Pengosongan Kapasitor.

Untuk menjelaskan pengisian dan pengosongan kapasitor dapat dipergunakan gambar berikut ini :

Gambar III 9. Rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor

Pada saat switch s dihubungkan keposisi 1, maka arus akan mengalir dari battery, switch S,

hambatan R dan capasitor C. Perbedaannya potensial pada kapasitor akan mulai naik bersamaan

dengan menurunnya arus, sedemikian rupa sehingga saat perbedaan potensial pada kapasitor

maksimum arus akan berhenti.

Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar III - 10. Grafik arus dan tegangan pada pengisian kapasitor.



Selanjutnya setelah perbedaan potensial pada kapasitor maksimum, switch S dihubungkan ke

posisi 2, terjadilah proses pengosongan kapasitor. Perhatikan bahwa arus yang mengalir adalah

berlawanan arah dengan arus saat pengisian. Kapasitor akan mengeluarkan energi yang

disimpannya dan kemudian disisipkan ke hambatan R. Tegangan pada kapasitor akan menurun

dan arus pada hambatan R pun akan menurun sampai tegangan pada kapasitor nol dan arus pun

berhenti mengalir seperti dijelaskan pada gambar berikut ini :

Gambar III - 11. Grafik arus dan tegangan pada pengosongan kapasitor.

Didalam penyelidikan, ternyata waktu yang diperlukan untuk pengisian kapasitor tergantung dari

besarnya kapasitansi kapasitor dan hambatan yang dipasang secara serie dengan kapasitasnya.

T = R.C

Keterangan :

T = waktu pengisian pengosongan kapasitor

R = Resistansi resistor

C = Kapasitas kapasitor



4. Hubungan serie dan parallel pada kapasitor.

a. Hubungan serie.

Pada hubungan serie adalah harga kapasitor dari dapat diperoleh dengan cara sama seperti

memperoleh tahanan total dari tahanan yang dihubungkan parallel.

Gambar III - 12. Rangkaian kapasitor serie.

Pada contoh gambar diatas, maka :

1/Ct = 1/C1 + 1/C2

= 1/1000 + 1/1000

Ct = 1000/2 = 500 F

b. Hubungan parallel.

Pada hubungan parallel adalah harga total dari kapasitansi pengganti dari beberapa kapasitor

diperoleh dengan cara sama seperti memperoleh tahanan total pada rangkaian serie.

Gambar III - 13. Rangkaian kapasitor parallel.

Pada contoh gambar diatas, maka :

Ct = C1 + C2

= 1000 + 1000

Ct = 2000 F



C. SEMIKONDUKTOR

Keuntungan penggunaan semikonductor adalah :

1. Kecil dan ringan.

2. Effisiensi yang tinggi dengan konsumsi daya yang rendah.

3. Tahan lama.

4. Tahan terhadap goncangan.

5. Kebisingan suara rendah.

Kerugiannya adalah :

1. Pembuatan tidak mudah (terutama untuk frekuensi tinggi, daya besar dan tegangan tinggi)

2. Peka terhadap temperatur.

3. Pada jenis - jenis tertentu sangat mahal.

1. Material Semi Konduktor.

Bahan semi konduktor yang banyak dipergunakan dalam pembuatan komponen semi konduktor

adalah silikon (Si) dan Germanium (Ge).

Pada umumnya Si dipergunakan untuk komponen dengan kapasitas besar, sedangkan Ge untuk

kapasitas kecil karena Ge mempunyai sifat lebih buruk dari Si. Semi Konduktor memiliki jumlah

elektron terluar 4 (ingat teori elektron). Dalam material atom Si atau Ge terikat dalam bentuk

ikatan covalent. Dimana elektron terluar saling mengisi sehingga jumlah elektron terluar pada

ikatan tersebut adalah 8. Lihat gambar :

Gambar III 14. Kristal semi konduktor



2. Material N.

Bila kristal Si atau Ge ditambah (di doping) dengan material P (phosphorus) yang mempunyai 5

elektron di kulit terluar, maka akan terjadi salah satu elektron P yang tidak saling mengikat dengan

kristal Si atau Ge.

Salah satu elektron dari material P tersebut dapat bergerak bebas ke seluruh kristal sehingga

menjadi elektron bebas (free electron). Selanjutnya material tersebut dinamakan Material - N

(material donor). Selain material Phosphorus (P), untuk membuat material N dapat juga digunakan

material Arsenic (As), Antimony (Sb) dan Bismuth (Bi).

Gambar III - 15. Kristal material N.

3. Material P.

Bila kristal Si atau Ge ditambah (di doping) dengan material Al (Aluminium) yang mempunyai 3

elektron di kulit terluar, maka untuk membentuk ikatan kristal/covalent bonding akan kekurangan

elektron yang disebut dengan hole.

Dengan sifat yang demikian, maka kristal Si atau Ge yang didoping dengan Al disebut dengan

Material - P (material akseptor). Selain material Al (aluminium), untuk membuat material P dapat

juga digunakan material Boron (B), Gallium (Ga) dan Indium (In).

Gambar III - 16. Kristal material - P.



4. Arus pada Material N atau P.

Bila material N dihubungkan dengan sebuah sumber, maka arus elektron akan mengalir disirkuit.

Arus ini adalah gerakan dari elektron - elektron bebas seperti halnya pada sebuah kabel tembaga.

Gambar III 17. Gerak elektron pada material N.

Bila material P dihubungkan dengan sebuah sumber, maka arus yang terjadi adalah gerakan

Positive Charged Holes seperti terlihat berikut ini :

Gambar III 18. Gerak hole material P.

Gerakkan hole yang secara terus - menerus dari terminal positif ke negatif inilah yang merupakan

dasar pengoperasian komponen semi konduktor (misalnya diode dan transistor).



D. D I O D E.

1. Konstruksi Dasar Diode.

Diode adalah suatu komponen elektronika dua kutub Anoda dan Katoda. Dioda terdiri dari

gabungan material N dan material P.

Gambar III 19. Konstruksi dan simbol dioda.

2. Prinsip Kerja Diode.

Diode dikatakan mendapat arus forward Bias apabila anode (A) lebih positif dari Cathode (K) dan

dikatakan mendapat reverse Bias apabila Cathode (K) lebih positif dari anode (A). Arus listrik

hanya bisa mengalir apabila diode mendapat Forward Bias atau arus hanya mengalir dari anode ke

cathode saja.

Gambar III 20. Prinsip kerja diode

Saat forward bias, terminal yang kelebihan elektron akan mampu menembus junction

(sambungan) sehingga aliran elektron yang berpindah secara terus menerus akan menimbulkan

hole, timbulnya hole inilah yang menyebabkan timbulnya arus.

Saat reverse bias, terminal yang kelebihan elektron akan di isi oleh material N sehingga tidak

ada aliran elektron dan tidak ada hole yang timbul, sehingga arus tidak mengalir.

K A



3. Karakteristik Diode.

Untuk menelaah karakteristik sebuah diode, maka pada gambar berikut ini diberikan suatu contoh

karakteristik sebuah diode.

Gambar III 21. Karakteristik Dioda

4. Bentuk - bentuk Diode.

Berikut ini contoh bentuk - bentuk diode pada umumnya.

Gbr III - 22. Bentuk - bentuk diode.

Selanjutnya, untuk mengidentifikasi sebuah diode, pada umumnya terminal cathode diberi tanda /

warna atau pada badan diode digambarkan simbol diode.



5. Zener Diode.

Zener diode adalah sebuah diode yang dirancang khusus untuk menghantarkan arus reverse tanpa

merusaknya. Simbol dan contoh karakter Zener diode dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar III - 23. Simbol dan contoh karakteristik Zener Diode.

Suatu contoh, sebuah zener diode tidak mengalirkan arus bila reverse bias voltage lebih rendah

dari 6 volt. Tetapi bila reverse bias voltage menjadi 6 volt atau lebih, maka zener diode dengan

seolah olah mengalirkan arus reverse.



E. TRANSISTOR.

Transistor adalah suatu komponen elektronika yang dibuat dengan penggabungan dari material P

dan N yang disisipkan suatu lapisan tipis P atau N. Dengan demikian terdapat dua kemungkinan

transistor yaitu PNP atau NPN. Adapun dalam penggunaannya transistor dapat berfungsi sebagai

electric switch dan sebagai penguat.

1. Transistor PNP.

Dalam pembuatannya transistor PNP adalah dua buah lapisan P yang disisipkan ditengahnya satu

lapisan tipis N.

Gambar III 24. Konstruksi dan simbol Transistor PNP

Prinsip kerja transisitor PNP dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar III - 25. Prinsip kerja transistor PNP.

Pada prinsipnya akan ada arus mengalir dari emitter (E) ke collector (C) bila sudah ada arus dari

emitter (E) ke base (B).

Dan bila : lb = arus base.

lc = arus collector.

le =arus emitter.

maka: le = lb + lc



2. Transistor NPN.

Dalam pembuatan transistor NPN diantara lapisan N disisipkan satu lapisan P. Dengan demikian

konstruksi dasar transistor NPN dan simbolnya dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar III - 26. Konstruksi dan simbol transistor NPN.

Prinsip kerja transistor NPN dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar III - 27. Prinsip kerja transistor NPN.

Pada prinsipnya akan ada arus mengalir dari collector (C) ke emitter (E) bila sudah ada arus dari

base (B) ke emitter (E).

Dan bila : lb = arus base.

lc = arus collector.

le = arus emitter.

maka: le = lb + lc



3. Pemberian Polaritas transistor

Dalam keadaan kerja normal, transistor harus diberi polaritas sebagai berikut :

Pertemuan emitter base diberi polaritas dalam arah maju.

Pertemuan base collector diberi polaritas dalam arah mundur.

Gambar III 28. Pemberian Polaritas transistor.

4. Bentuk - bentuk transistor .

Berikut ini adalah contoh bentuk - bentuk transistor pada umumnya :

Gambar III - 29. Contoh bentuk - bentuk transistor.



F. THYRISTOR (SCR = SILICON CONTROLLED RECTIFIER).

1. Konstruksi dasar thyristor.

Konstruksi dasar sebuah SCR adalah merupakan susunan empat lapisan bahan semi konduktor P N

P N atau N P N P dengan tiga terminal keluaran yaitu Anode (A), Cathode (K) dan Gate (G). Hal

tersebut diatas dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar III 30. Konstruksi dasar silicon

2. Prinsip Kerja thyristor.

Prinsip kerja sebuah thyristor dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar III - 31. Prinsip kerja thyristor.

Pada dasarnya sebuah thyristor sama dengan dua buah transistor yang dihubungkan seperti pada

gambar diatas. Bila base current (1) sudah mengalir ke Tr1, maka arus akan mengalir arus base

(2) pada Tr2. Akibatnya, arus collector (3) pada Tr2 akan mengalir yang juga merupakan arus

base (1) ditiadakan (thyristor tetap ON). Selanjutya untuk mengOFFkan thyristor dapat dilakukan

dengan 2 cara yaitu :

a. Memperkecil arus mengalir hingga nol.

b. Diberikan hubung singkat dengan kapasitor yang sudah diberi charge.



3. Karakteristik thyristor.

Pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh karakteristik sebuah thyristor.

Gambar III - 32. Contoh karakteristik sebuah thyristor.

Jika thyristor diberi forward bias (anode diberi tegangan positif dan cathode diberi tegangan

negatif), maka thyristor akan ON setelah ada arus gate.

Dalam kondisi diatas (forward bias) tegangan dinaikkan sampai tegangan tertentu, maka tiba - tiba

thyristor akan ON. Tegangan ini disebut break - over voltage yang dapat merusak thyristor.

Dari hal tersebut thyristor tidak akan ON kecuali berikan arus gate (thyristor diberi forward bias).

5. Bentuk - bentuk thyristor.

Contoh bentuk - bentuk thyristor dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar III - 33. Contoh bentuk - bentuk thyristor.



G. BATTERY

Fungsi battery adalah sebagai alat perubah energi kimia menjadi energi listrik untuk menyediakan

listrik bagi sistem kelistrikan pada unit.

1. Konstruksi.

Battery dapat dibedakan berdasarkan konstruksi dan tipenya ada 2 macam yaitu :

a. Konstruksi compound.

Battery ini sel - selnya berdiri sendiri - sendiri dan antara sel yang satu dengan yang lain

dihubungkan dengan lead bar (connector) di luar case, seperti pada gambar berikut ini :

Gambar III - 34. Battery jenis Compound.

b. Konstruksi Solid.

Battery ini antara sel yang satu dengan yang lain dihubungkan dengan lead bar di dalam case.

Terminal yang kelihatan hanya dua buah hasil hubungan seri dari sel - selnya seperti gambar

berikut ini.

Gambar III 35. Battery jenis Solid

2. Tipe Battery.

Battery menurut tipenya ada 2 macam yaitu :

a. Tipe Basah (Wet Type).

Battery tipe basah (Wet Type) terdiri dari elemen - elemen yang telah diisi penuh dengan muatan

listrik (full charged) dan dalam penyimpanannya telah diisi dengan elektrolit. Battery ini tidak bisa

dipertahankan tetap dalam kondisi full charge. Sehingga harus diisi (charge) secara periodik.

Selama battery tidak digunakan dalam penyimpanan, akan terjadi reaksi kimia secara lambat yang

menyebabkan berkurangnya kapasitas battery, reaksi ini disebut Self Discharge .



b. Tipe Kering ( Dry Type ).

Battery tipe kering (Dry Type) terdiri dari plate - plate (positif & negatif) yang telah diisi penuh

dengan muatan listrik, tapi dalam penyimpanannya tidak diisi dengan elektrolit. Jadi keluar dari

pabrik dalam kondisi kering.

Setelah battery tersebut diaktif (diisi elektrolit), battery dry tipe ini pada dasarnya sama seperti

dengan battery tipe basah (Wet Type). Elemen - elemen battery ini diisi secara khusus dengan

cara memberikan arus DC pada plat yang direndamkan ke dalam larutan elektrolit lemah. Setelah

plat - plat itu terisi penuh dengan muatan listrik, kemudian di angkat dari larutan elektrolit

kemudian dicuci dengan air dan dikeringkan. Kemudian plat - plat tersebut diassembling dalam

case battery. Sehingga bila battery tersebut akan dipakai, cukup diisi elektrolit dan langsung bisa

digunakan tanpa charge kembali.

Gambar III 36. Pengaktifan dry charges battery

3. Vent Plug .

Vent plug terdapat (menjadi satu) pada tutup di setiap sel. Fungsi tutup itu itu adalah untuk

mencegah masuknya debu dan kotoran ke dalam sel.

Fungsi yang lebih penting lagi adalah agar tersedia saluran (lubang) untuk membebaskan gas dan

memungkinkan terbentuknya lagi asam sulfat yang terkandung di dalam uap asam yang terbentuk

pada saat pengisian battery (lihat bentuk saluran vent plug). Membiarkan tutup sel itu terbuka

menyebabkan kotornya sekitar lubang oleh karena adanya uap asam.

Gambar III - 37. Vent Plug.



4. Plat Positif Dan Plat Negatif.

a. Plat Positif.

Plat positif terbuat dari material PbO2 (Lead Peroxide) yang berwarna coklat tua.

b. Plat Negatif.

Plat negatif terbuat dari material Pb (spongy lead) yang berwarna kelabu.

Untuk mencegah plat positif dan plat negatif bersinggungan, dipasang separator yang terbuat dari

polyvinyl chloride (PVC) yang berpori - pori.

5. Elektrolit (H2SO4).

Standard berat jenis (specific gravity) elektrolit battery pada temperature standard (20C) adalah

1.280. Apabila temperature larutan elektrolit berubah, maka standard berat jenis elektrolit battery

dapat dicari dengan rumus :

S20 = St + 0,007 (t 20)

Dimana :

S20 = Berat jenis pada temperatur 20 C.

St = Berat jenis pada temperatur pengukuran

t = Temperature elektrolit pada saat pengukuran

Berat jenis akan turun pada saat battery dipakai (discharge). Pada kondisi standard (20C), bila

berat jenis elektrolit turun mencapai 1.200, maka battery harus diisi kembali (charging). Bila

jumlah elektrolit di dalam battery berkurang, maka harus ditambah dengan air accu (air suling

saja).

Perubahan berat jenis elektrolit tergantung oleh :

a. Discharge rate. c. Temperatur

b. Charge rate. d. Jumlah asam sulfat yang terkandung dalam elektrolit

Gambar III - 38. Perubahan berat jenis elektrolit saat battery digunakan.



Gambar III - 39. Perubahan berat jenis elektrolit saat pengisian battery.

Larutan elektrolit dapat membeku pada temperatur tertentu. Oleh karena itu kalau menyimpan

battery boleh ditempat sedingin mungkin asalkan tidak sampai larutan elektrolitnya membeku.

Seperti terlihat pada tabel berikut ini :

Gambar III - 40. Pembekuan elektrolit pada berat jenis dengan temperatur tertentu.

6. Reaksi Kimia.

Battery pada saat discharging maupun re charging akan terjadi reaksi kimia.

a. Reaksi Kimia Pada Saat Discharging.

Yang dimaksud discharging adalah penggunaan isi (kapasitas) battery. Reaksi kimia yang terjadi

ialah :

PbO2 + 2 H2SO4 + Pb ----------> PbSO4 + 2 H2O + PbSO4

Pada akhir discharging plat positif dan plat negatif akan menjadi PbSO4 dan elektrolitnya akan

menjadi H2O.

b. Reaksi Kimia Pada Saat Recharging.

Recharging adalah proses pengisian battery. Reaksi kimia yang terjadi ialah :

PbO2 + 2 H2SO4+ PbSO4 ----------> PbO2 + 2 H2O + Pb

Akhir dari proses recharging ini, plat positif kembali menjadi PbO2 dan plat negatifnya Pb,

sedangkan elektrolit kembali terbentuk menjadi H2SO4.



c. Larutan Elektrolit.

Larutan elektrolit ini terdiri dari pencampuran antara Asam Sulfat (H2SO4) yang berat jenisnya

1,835 dan air (H2O) yang berat jenisnya 1 dengan komposisi tertentu seperti gambar berikut ini :

Gambar III - 41. Komposisi elektrolit battery.

Hasil campuran 36% Asam sulfat dan 64% air akan menghasilkan elektrolit yang berat jenisnya

1.270 pada 80 F (27C).

d. Terminal Voltage.

Terminal voltage adalah batas tegangan battery yang di ijinkan pada saat discharging dan

recharging.

a) Saat Dicharging.

Ketika battery dipakai degan arus besar, sebagai contoh digunakan untuk memutar engine waktu

start, maka tahanannya dalam battery akan naik. Hal ini tidak hanya disebabkan berkurangnya

asam sulfat (yang semestinya untuk mempertahankan kecepatan reaksi kimia antara plat - plat

dan elektrolit), tetapi juga akibat polarisasi battery itu. Terminal voltage battery dalam satu sel

yang dipakai selama 20 jam (untuk battery N 200) dan arus yang digunakan 10A adalah seperti

pada kurva berikut ini :

Gambar III - 42. Final terminal voltage untuk 1 sel battery saat discharge.



b) Saat Recharging.

Pada saat recharging (arus pengisian kurang lebih sepersepuluh dari arus discharging rata - rata)

maka akan menghasilkan naiknya perbedaaan potensial antara terminal positif dan negatif.

Pada saat recharging tersebut, akan timbul gelembung - gelembung karena peritiwa elektrolisa

(penguraian) H2O. Gelembung - gelembung tersebut dapat menyebabkan umur battery pendek,

oleh karena itu, ketika recharging apabila sudah mencapai terminal voltage maka recharging

dihentikan. Lihat kurva berikut ini :

Gambar III - 43. Terminal voltage pada saat recharging untuk 1 sel.

7. Self Discharge

Suatu battery yang telah diisi elektrolit, jika didiamkan (tidak dipakai) akan kehilangan muatan

listriknya. Hal ini disebabkan setelah battery diisi elektrolit, maka battery mulai mengalami suatu

reaksi kimia, meskipun battery tersebut dipakai atau tidak. Sifat seperti ini tidak dapat dihindarkan

pada semua battery. Kehilangan muatan listrik yang tersimpan tanpa pemakaian melalui rangkaian

luar disebut Self Discharge .

Sebab - sebab self discharge sebagai berikut :

a. Plat negatif beraksi langsung dengan asam sulfat dari elektrolit membentuk timbal sulfat

(PbSO4).

b. Hubungan singkat antara plat positif dan plat negatif melalui endapan dari material aktif.

c. Jika suhu dan konsentrasi elektrolit tidak merata disekitar plat posiitf dan negatif akan terjadi

reaksi elektro kimia lokal.

Hal - hal seperti diatas ini yang menyebabkan muatan battery akan berkurang meskipun tidak

dipakai. Reaksi kimia yang terjadi dalam battery akan lebih cepat dengan kenaikan suhu elektrolit.

Hal ini juga berarti Self Discharge akan bertambah cepat jika suhu lebih tinggi. Jadi penyimpanan

battery pada suhu rendah lebih effektif dalam memperkecil kecepatan Self Discharge seperti

terlihat pada kurva berikut ini :



Gambar III 44. Self Discharge terhadap temperatur elektrolit.

Faktor lain yang mempercepat Self Discharge adalah bila elektrolit atau air suling yang disiikan

ke dalam battery mengandung material material pengetes, karena akan menimbulkan reaksi

lokal.

8. Kapasitas Battery.

Kapasitas battery adalah jumlah listrik yang dapat dihasilkan dengan melepaskan arus tetap,

sampai dicapai voltage akhir (final terminal voltage). Besarnya ditentukan dengan mengalikan

besar arus pelepasan dengan waktu pelepasan dan dinyatakan dalam AH (Ampere Hour).

Jadi untuk menyatakan kapasitas battery, perlu ditentukan laju arus pelepasan. Karena kapasitas

battery tergantung dari kuat arus pelepasan.

Misalnya suatu battery mempunyai kapasitas 100 AH untuk laju arus 20 jam. Ini berarti battery

tersebut sanggup melepaskan muatan sebesar 5 ampere selama 20 jam. Tapi tidak berarti

sanggup melepaskan muatan sebesar 10 ampere selama 10 jam. Suatu battery yang sanggup

melepaskan muatan sebesar 10 ampere selama 10 jam disebut mempunyai kapasitas 100 AH

untuk laju arus 10 jam. Sedang battery yang sanggup melepaskan muatan sebesar 5 ampere

selama 20 jam disebut battery mempunyai kapasitas 100 AH untuk laju arus 20 jam.

Gambar III - 45. Hubungan antara kapasitas battery dan laju arus pelepasan.



Selain arus pelepasan dan laju arus pelepasan, suhu elektrolit juga mempengaruhi kapasitas

battery. Standard suhu untuk menentukan kapasitas battery adalah 25C. Misalnya suatu battery

yang dinyatakan mempunyai kapasitas 200 AH untuk laju arus 20 jam adalah bila battery tersebut

dipakai (Discharge) dengan arus konstan 10 A, akan sampai pada final terminal voltage selama

laju arus 20 jam pada suhu elektrolit 25C. Pengaruh suhu elektrolit terhadap kapasitas battery

dapat dilihat pada kurva berikut ini :

Gambar III - 46. Hubungan temperatur elektrolit dan kapasitas battery.

8. Pengetesan Battery.

Kondisi dari sebuah battery yang ditunjukkan oleh berat jenis larutan elektrolitnya. Salah satu cara

yang paling sederhana dan lebih dipercaya adalah dengan mengukur berat jenis dari larutan

elektrolit. Alat untuk mengukur berat jenis elektrolit disebut Hydrometer dan dilengkapi dengan

thermometer elektrolit.

Hydrometer dikalibrasi untuk mengukur berat jenis elektrolit pada temperatur standard (JIS) 20C

(68F).

Untuk menemukan pembacaan berat jenis yang benar adalah sebagai berikut :

Bila suhu diatas 20C (68F), ditambah 0,0007 tiap kenaikan 1C.

Bila suhu dibawah 20C (68F), ditambah 0,0007 tiap penurunan 1C.

Sebagai contoh, pada suhu 49C (68F) didapatkan pembacaan berat jenis elektrolit 1,2597.

Dimana pengukuran ini suhu elektrolitnya 29C diatas standard yang ditetapkan yaitu 20C (68F)

JIS. Sehingga pembacaan berat jenis yang sebenarnya dihitung dengan rumus sebagai berikut :

S20 = St + 0,0007 (t - 20)

= 1,2597 + 0,0007 (49- 20)

= 1,28

Jadi pembacaan yang benar setelah dikoreksi dengan temperatur adalah 1,28.



Pada contoh yang lain, suhu elektrolit pada saat pengukueran 0C (32F) berat jenis elektrolit

terbaca 1,294. Dimana temperatur elektrolit 20C (68F) dibawah standard (JIS). Sehingga

pembacaan berat jenis yang benar adalah :

S20 = St + 0,0007 (t - 20)

= 1,294 + 0,0007 (0- 20)

= 1,294 + 0,0203

= 1,28

Jadi pembacaan yang benar adalah 1,28 setelah dikoreksi dengan temperatur elektrolitnya. Oleh

karena itu, kalau kita mengukur berat jenis elektrolit harus dikoreksi dengan temperatur

elektrolitnya.

Pembacaan skala pada hydrometer harus dipastikan bahwa hydrometer floatnya benar - benar

bebas dan kita luruskan mata kita dengan permukaan zat cair untuk mendapatkan pembacaan

yang tepat. Pembacaan dengan menyudut akan didapatkan hasil yang kurang tepat lihat gambar

berikut ini :

Gambar III 47. Cara pembacaan hydrometer.

Jika level elektrolit terlalu rendah, tambahkan air suling di tiap - tiap sel dan battery recharging

beberapa lama untuk memastikan percampuran antara air dan elektrolit. Kemudian check dengan

hydrometer. Apabila dalam pengetesan berat jenis elektrolit lebih kecil dari 1,28 berarti battery

tersebut perlu recharging kembali.



9. Perawatan Battery.

Salah satu faktor agar suatu battery dapat mencapai umur sesuai pabrik maka di dalam

menggunakan battery perlu diperhatikan hal - hal berikut ini :

a. Hal - hal yang perlu diperhatikan dalam Discharging.

1) Periksa kabel - kabel penghubung. Jika rusak, ganti yang baru.

2) Bersihkan terminal battery dan terminal kabel dengan sikat kawat dan bubuhkan sedikit

gemuk/vaselin, kemudian kencangkan hubungan kabel kabelnya.

3) Pemakaian arus battery untuk 6 volt tidak boleh lebih dari 2x kapasitasnya, sedangkan untuk

12 volt tidak boleh lebih dari 3x kapasitasnya, karena dapat memperpendek umur dari battery.

4) Pembebanan battery tidak boleh melebihi batas terminal voltage (final terminal voltage) yang

diijinkan. Untuk tiap sel final terminal voltagenya 1,75 volt.

5) Tutup battery terutam vent plugnya tidak boleh tersumbat, karen bisa menyebabkan battery

meledak.

6) Bila air battery kurang, harus ditambah dengan air suling.

b. Hal - hal yang perlu diperhatikan pada saat Recharging.

1) Sebelum Recharging harus diperiksa jumlah elektrolit dalam battery. Bila kurang tambahkan air

suling.

2) Jangan sekali - kali menambahkan larutan asam sulfat (H2SO4), karena akan mengakibatkan

berat jenis elektrolit terlalu tinggi, yang akan mengurangi umur battery dan tidak

memungkinkan untuk mengukur keadaan muatan listrik battery melalui berat jenis.

3) Kencangkan kabel penghubung, sebab bila kabel kendor akan terjadi loncatan bunga api.

4) Gas yang terjadi pada proses recharging harus segera dibebaskan (Perhatikan vent plugnya

atau buka tutup jika perlu).

5) Bila memakai battery charger, harus ada fan untuk membuang gas - gas yang terjadi dan

harus dicegah supaya tidak terjadi bunga api yang bisa menyebabkan kebakaran.

6) Arus pengisian dianjurkan sebagai berikut :

Untuk fast charging : 40 - 70 Ampere.

Untuk slow charging : Kurang lebih 7 % dari AH - nya.

7) Saat pengisian temperatur Elektrolit tidak boleh melebihi 55C.

c. Hal - hal yang perlu diperhatikan pada saat penyimpanan battery

1) Battery yang tidak dipakai harus disimpan di tempat yang kering, sejuk dan tidak kena sinar

matahari langsung, karena bisa mempercepat reaksi kimia (self discharge).

2) Battery yang diterima lebih dahulu sebaiknya didahulukan pemakaiannya.

3) Pada waktu dikeluarkan dari kemasan, periksalah dengan teliti apakah ada kerusakan luar. Jika

ada kerusakan perbaiki.

4) Untuk battery tipe basah, perlu adanya pengisian secara periodik, yaitu minimal sebulan sekali.

Untuk menjaga agar battery tetap full charge dan tidak cepat rusak.



BAB IV

STARTING SYSTEM

Fungsi sistem start adalah untuk menghidupkan engine. Komponen - komponen utama yang

termasuk dalam sistem start ini adalah :

a) Battery.

b) Starting switch.

c) Battery relay switch.

d) Starting motor.

e) Safety relay.

Hubungan masing - masing komponen tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar IV 1. Hubungan Komponen - Komponen Sistem Start.



A. STARTING SWITCH.

Fungsi starting switch adalah untuk memutuskan atau menghubungkan komponen - komponen

dalam sistem start. Dalam kondisi tertentu, starting switch juga memutuskan atau

menghubungkan komponen - komponen sistem lain.

Adapun konstruksi dan hubungan masing - masing terminalnya adalah sebagai berikut :

Gambar IV 2. Konstruksi dan hubungan terminal Starting Switch.

B. BATTERY RELAY SWITCH.

Fungsi battery relay switch adalah untuk memutuskan atau menghubungkan negatif battery

dengan body/chasis. Pada unit unit tertentu, battery relay switch berfungsi untuk memutuskan

atau menghubungkan positif battery dengan starting motor.

Terdapat 2 (dua) jenis battery relay switch yaitu :

1) Battery relay switch 3 terminal.

2) Battery relay switch 4 terminal.

1. Battery Relay Switch 3 Terminal.

Konstruksi battery relay switch 3 terminal adalah sebagai berikut :

Gambar IV - 3. Konstruksi Battery Relay switch 3 terminal



Prinsip kerja battery relay switch 3 terminal adalah sebagai berikut :

Gambar IV - 4. Skematik Diagram Battery Relay Switch 3 Terminal.

Pada saat starting switch posisi ON, maka jalannya arus adalah :

BR - C1 - P3 - b

magnet

P1 - P2 terhubung, (-b) dan E berhubungan

P3 terbuka

BR - C1 - C2 - (-b)

Arus melewati C1 diperlukan untuk menarik kontraktor P1 - P2, sedangkan arus melewati C1

dan C2 diperlukan untuk menahan kontraktor P1 dan P2.

2. Battery Relay Switch 4 Terminal.

Konstruksi battery relay switch 4 terminal adalah sebagai berikut :

1. Case.

2. Terminal.

3. Base.

4. Cover.

5. Plate.

6. Sub switch.

Gambar IV - 5. Konstruksi Battery Relay Switch 4 terminal.



Prinsip kerja battery relay switch 4 terminal adalah sebagai berikut :

Gambar IV - 6. Skematik Diagram Battery Relay Switch 4 Terminal.

a) Pada saat starting switch posisi ON, maka jalannya arus adalah :

BR - D2 - C - b

magnet

Sub switch dan P1 - P2 terhubung, (-) b dan E berhubungan

b) Bila engine sudah hidup dan tegangan pengisian battery mencapai 28 - 29 volt, arus dari

alternator ke :

R - D3 - Sub switch - C - (- b)

Dengan demikian, jika engine hidup dan starting switch di-OFF-kan, P1 - P2 dan sub switch

tidak terbuka secara mengejut hingga tegangan dari alternator turun menjadi 9 volt.

D1 yang dihubungkan parallel dengan coil C adalah flywheel diode yang digunakan untuk

mengalirkan tegangan yang timbul pada coil C ketika sirkuit ground terputus.

D2 untuk mencegah terbaliknya polaritas terminal BR dan (- b).

D3 untuk mencegah arus menuju altenator ketika sub switch terhubung.



2. Battery Relay Positif.

Battery relay ini menghubungkan terminal postif battery dengan starting motor.

Gambar IV - 7. Battery Relay Positif.

A. STARTING MOTOR.

Fungsi starting motor adalah untuk menghidupkan engine dengan prinsip merubah energi listrik

menjadi energi mekanis. Konstruksi starting motor sebagai berikut :

Gambar IV 8. Konstruksi starting motor



Prinsip kerja motor adalah sebagai berikut :

Gambar IV 9. Prinsip kerja starting Motor Ketika starting switch di posisikan START maka jalannya arus adalah sebagai berikut :

Kemagnetan yang terjadi mampu melawan spring 4, menarik plunger 3 sehingga terminal B - M

berhubungan. Saat terminal B - M berhubungan pull in coil 2 tidak bekerja, sedangkan hold in coil

bekerja untuk mempertahankan agar terminal B - M tetap berhubungan.

Dengan adanya mekanisme shift lever, maka saat plunger bergerak pada pinion gear akan

bergerak maju. Sedangkan pada field coil timbul medan magnet sehingga saat armature mendapat

arus akan di dapat gerakkan berputar (kopel) untuk memutar engine.

B. SAFETY RELAY.

Pada produk Komatsu, alat - alat besar, pada sistem start terdapat komponen safety relay. Adapun

fungsi safety relay selain sebagai relay (penghubung) antara starting switch dan starting motor,

juga berfungsi untuk :

a) Mencegah mengalirnya arus ke starting motor jika starting switch diputar ke posisi START

sementara engine sudah hidup.

b) Secara otomatis memutus arus ke starting motor sehingga starting motor lepas (disengaged)

dari engine flywheel (setelah engine hidup) sementara starting switch masih di posisi START.

c) Mencegah arus mengalir ke starting motor jika starting switch diputar ke posisi start ketika

starting motor masih berputar karena gagal menghidupkan engine (untuk safety relay model

lama).



1. Safety Relay (Old Model).

Konstruksi safety relay (old model) adalah sebagai berikut :

Gambar IV - 10. Konstruksi safety relay old model.

Adapun bekerjanya safety relay ini dapat dijelaskan sebagai berikut:

Gambar IV - 11. Skematik diagram safety relay old model.



a. Menghidupkan engine:

Bila starting switch diposisikan START, maka jalannya arus adalah :

S C1 F E

Magnet

Contact point D A B terhubung, contact point C terbuka

b. Setelah engine hidup, starting switch diposisikan START :

Arus dari generator atau alternator masuk ke terminal A dan jalannya arus adalah :

Pada kondisi ini, meskipun starting switch diposisikan START, starting motor tidak akan bekerja.

c. Starting motor berputar karena gagal menghidupkan engine :

Starting motor bersifat sebagai generator, arus keluar dari terminal C. Jalannya arus adalah

C C3 E

Magnet

Contact Point F terbuka

Dengan demikian meskipun starting switch diposisikan START, starting motor tidak bekerja.



2. Safety Relay (New Model).

Konstruksi safety relay new model adalah sebagai berikut :

Gambar IV - 12. Konstruksi Safety Relay New Model.

Prinsip kerja safety relay new model ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

Gambar IV - 13. Skematik Diagram Safety Relay New Model.



a) Menghidupkan engine :

Saat starting switch diposisikan START, maka jalannya arus adalah :

R4 Base Q2

S E

L Collector/Emitter Q2

magnet

Contactor T tertutup, B C berhubungan sehingga Starting Motor bekerja

b) Setelah engine hidup, starting switch diposisikan START :

Alternator mengeluarkan arus, dan jalannya arus adalah :

R R2 - Z D2 - base Q1 E

S R4 - Collector/emitter Q1 E

Q1 ON, Q2 OFF sehingga contactor T terbuka

Karena kontaktor T terbuka, maka starting motor tidak bekerja.

R2 dan C1 digunakan sebagai pengaman agar arus ke starting motor tidak bekerja segera terputus

ketika altenator mulai menghasilkan arus/tegangan.

Zener diode Z digunakan untuk mencegah transistor Q1 ON sebelum tegang

Electric System

Documents

Transcript of Electric System