Kisi-kisi Ket. Elektronika Abadi

KISI-KISI KET. ELEKTRONIKA

Elektronika adalah ilmu pengetahuan dan teknologi tentang aliran partikel bermuatan dalam gas, ruang hampa atau dalam semikonduktor. Awal elektronika dimulai pada tahun 1895 pada saat H. A. Lorentz merumuskan adanya muatan diskrit yang dinamakan electron. Dua tahun kemudian, k.k. Thompson secara eksprimen menemukan elektron-elektron tersebut. Pada tahun yang sama (1897) Braun membangun tabung elektron pertama kali, suatu tabung pancaran katode yang primitif.

Teori Elektron, Setiap benda tersusun dari kumpulan atom-atom. Setiap atom memiliki tiga jenis partikel. Tiga jenis partikel penyusun atom adalah neutron. Proton dan elektron. Neutron merupakan partikel tidak bermuatan, proton bermuatan positif, sedangkan elektron bermuatan negative.

Neutron dan proton berada di pusat atom dan membentuk inti atom atau nucleon. Electron bergerak mengelilingi inti atom sehingga mudah terlepas dan berpindah dari satu atom ke atom yang lain. Atom dikatakan netral apabila jumlah elektron dan protonnya sama.

Apabila suatu atom kehilangan electron maka atom tersebut bermuatan positif. Sebaliknya, apabila suatu atomkelebihan electron karena menerima electron dari atom lain akan bermuatan negative. Atom positif cenderung untuk menarik elektron, sedangkan atom negatif cenderung untuk melepaskan elektron. Adanya kekurangan atu kelebihan electron pada atom-atom penyusun suatu benda menyebabkan terjadinya beda potensial.

Apabila dua benda dengan beda potensial berbeda terhubung dengan suatu penghantar maka akan terjadi aliran electron dari benda dengan ptensial rendah (negatif) ke benda dengan potensial tinggi (positif). Aliran ini terjadi karena atom-atom pada kedua benda tersebut cenderung untuk menuju kondisi netral (seimbang). Dalam rangkain listrik, yang digambarkan adalah aliran arus listrik yang berkebalikan arah dengan aliran elektron.

Energi yang diperlukan untuk dapat menghasilkan emisi elektron dapat diberikan dalam berbagai bentuk, yaitu:a. energi Panas, didapat dengan jalan memanaskan bahan emisi dari tabung dengan

arus listrik yang menyebabkan naiknya suhu bahan sampai suhu yang tinggi sehingga elektron-elektron keluar/terpancar dari permukaan bahan elektroda, yaitu bagian dari tabung elektron yang menjadi sumber pancaran elektron bebas. Elektroda yang berfungsi sebagai sumber pancaran pada tabung elektron disebut Katoda.. Contoh tabung elektron.

Ket. Elektronika SMANSA MTR 2008/2009 by: 4hmad Fuad, ST

ProtonElektron

NeutronAtom

1

b. Energi Cahaya, didapat dengan jalan suatu cahaya mengenai permujkaan bahan-bahan tertentu. Energi cahaya yang mengenai bahan tersebut akan diubah okeh elektron menjadi tenaga gerak yang digunakan untuk membuat hambatan permukaan bahan menjadi relatif kecil sehingga elektron bebas dapat lepas dari permukaan bahan tersebut.. Contoh pembuatan sel listrik dan tabung kamera televisi.

c. Energi Listrik, didapat dengan jalan menempatkan satu pemusatan muatan-muatan positif yang kuat dekat dengan permukaan bahan emisi. Penempatan demikian akan mengakibatkan medan listrik yang kuat antara bahan dan muatan positif tersebut. Medan listrik tersebut akan menarik elektron-elektron dari permukaan bahan tadi. Contoh akumulator.

d. Energi Tumbukan, terjadi apabila elektron atau ion yang mempunyai tenaga tinggi menabrak suatu permuakaan bahan sehingga elektron-elektron memancar keluar dari permukaan bahan tersebu. Arus elektron yang bergerak dengan kecepatan tinggi dan menabrak bahan sehingga beberapa elektron terpental keluar dari bahan akibat adanya gerak gaya yang cukup besar (gaya tolak yang cukup besar). Bahan emisi yang banyak digunakan untuk katoda tabung elektron antara lain: Tungsten sejenis logam dan diberi lapisan oksida misalnya oksid thorium dan oksid strontium serta barium.

komponen elektronik dapat dibagi menjadi dua, yaitu 1. Komponen pasif adalah komponen yang apabila diberi muatan listrik akan

menghasilkan tenaga seperti perubahan tegangan , penguatan, perubahan fasa dan lain-lain. Diantara komponen pasif adalah Resistor atau tahanan, Kapasitor atau kondensator, trafo atau transformator,

2. komponen aktif adalah komponen elektronika yang apabila dialiri aliran listrik atau signal tertentu akan menghasilkan tenaga seperti penguatan, pembalikan fasa dan lain-lain. Yang termasuk komponen aktif adalah dioda semikonduktor, transistor dan integrated circuit (IC).

Komponen Pasif1. Resistor (R)

Penggunaan resistor dalam rangkaian pada umumnya berfungsi sebagai penghambat arus listrik, memperkecil arus dan membagai arus listrik dalam suatu rangkaian.

Tabel beberapa jenis bahanBahan Tahanan Jenis

tembaga 0,0175emas 0,022

aluminium 0,03seng 0,06

air raksa 0,957arang 100 - 1000besi 0,13

bismuth 1,2konstantan 0,5kuningan 0,08mangan 0,42


2

nikel 0,12nikrom 1perak 0,16platina 0,1 - 0,25timah 0,13timbel 0,21

Dalam suatu rangkaian berlaku juga hukum Ohm dengan rumus:

R =

Dimana: R = Tahanan (ohm)V = Tegangan (volt)I = Arus (Ampere)

Dalam rangkaian elektronika sering terdapat hubungan sambungan seperti di bawah ini:

Untuk memperbesar nilai tahanan suatu resistor makan resistor tersebut dihubungkan seri, sehingga rumusnya menjadi:Rt = R1 + R2 + R3 …………………………..

Sedangkan untuk memperkecil nilai tahanan suatu resistor makan resistor tersebut dihubungkan paralel.

= + ………………..

Rt = ……………

Contoh:1. Tiga buah tahanan dihubungkan secara seri dengan sebuah batere. Jika R1 = 5 ohm, R2

= 50 ohm dan R3 = 15 ohm, maka besar tahanan totalnya? Jawab:

Rt = R1 + R2 + R3 = 5 + 50 + 15 = 70 ohm

2. Dua buah tahanan dihubungkan secara paralel dimana R1 = 50 Ohm dan R2 = 100 ohm. Berapa besar tahanan totalnya?Jawab:

= + = + = = = = 33 ohm

Dalam praktek, resistor diciptakan dalam 2 jenis, yaitu:1. Resistor tetap (fixed resistor), yaitu resistor yang harga ohm-nya tetap, tidak

berubah-ubah. Pada umumnya resistor teta bentuknya kecil, ada yang bentuknya bulat panjang dan ada yang bebentuk empat persegi.

Terdapat dalam empat jenis utama, yaitu:a. Campuran karbonb. Selaput logam (metal film)


3

R1 R2 R3

R2

R1

R1

R3

R2

a. Rangkaian Seri b. Rangkaian Paralel c. Rangkaian Seri-paralel

c. Selapot karbond. Lilitan kawat

Resistor tetap diklaskan juga menurut toleransinya:a. Keperluan umum: toleransi 5 % atau lebihb. Setengah presisi: Toleransi antara 1% sampai 5%c. Presisi: Toleransi 0,5 sampai 1%d. Ultra presisi: toleransi kurang dari 0.5%

2. Resistor tidak tetap (variable resistor) adalah resistor yang nilai tahanannya dapat diatur/diubah-ubah seseuai kebutuan. Ada tiga macam resistor tidak tetap yaitu: Potensiometer, Trimpot dan tahanan geser..

Potensiometer memiliki tiga terminal. Terminal yang berada di tengah berhubungan dengan kontak-geser. Potensiometer akan berharga minimum bila kontak geser c kita putar ke arah a. dan akan berharga maksimum bila kontak geser di putar kearah b.

Potensiometer banyak digunakan sebagai:a. alat pengatur keras suara/mengatur besar kecilnya arus (volume control)b. alat pengatur nada suara (tone control), c. alat pengatur nada tinggi (treble control) d. alat pengatur nada rendah (bass control )

Ada 3 jenis potensiometer:a. Lilitan tunggalb. Liliitan gandac. trimpot

Dalam elektronika, tahanan berfungsi sebagai:a. pengatur arus sesuai dengan kebutuhan b. pengatur tegangan sesuai kebutuhanc. pembagai tegangand. pembangkit tegangan

Tahanan dapat dibagi dalam dua golongan utama, yaitu:1. Tahanan karbon Arang

Tahanan karbon terdiri atas sebuah batang keramik yang diberi lapisan karbon tipis. Lapisan karbon inilah yang merupakan tahanan yang sebenarnya. Kedua ujung batang keramik yang berlapis karbon itu dipres dengan tutup logam yang dipasankan kawat-kawat penghubung. Selanjutnya, tahanan tersebut harus dibubuhi dengan satru atau lebih lapisan cat khusus untuk mencegah penyerapan lembap. Tahanan demikian mempunyai keandalan yang sangat baik dan nilai yang konstan.


4

a bc

2. Tahanan jembatan kawat metal film Tahanan ini terdiri atas sebuah batang atu pipa keramik yang digulung dengan kawat logam. Ujung kawat ditambatkan pada dua apitan penghubung yang juga merupakan hubungannya. Kawat dan batang dilapisan dengan lapisan tahan panas, misalnya semen. Nilai tahanan kawat ditentukan oleh tahanan dari kawat yang digulung pada batang itu.

3. Tahanan gulungan kawat

Untuk mengetahui besar suatu tahanan dapat dilakukan dengan cara:b. Diukur langsung dengan menggunakan alat ukur tahanan yaitu Ohm meter, nilainya

dapat langsung dibaca pada papan skala meter tersebut.c. Membaca nilai tahanan dengan kode warna yang ada pada gelang tahanan tersebut.

Adapun tabel kode warna untuk menentukan nilai tahanan terdapat pada tabel di bawah ini:

Kode warna Gelang I Gelang IIGelang III Gelang IV

Faktor pengali ToleransiHitam 0 0 100 -


5

Coklat 1 1 101 1 %Merah 2 2 102 2 %Jingga 3 3 103 -Kuning 4 4 104 -Hijau 5 5 105 0.5 %Biru 6 6 106 -Ungu 7 7 107 -Abu-abu 8 8 10-2 -Putih 9 9 10-1 -Emas - - 10-1 5 %

Perak - - 10-2 10 %Tak berwarna - - - 20 %

Contoh:1. Hitunglah nilai dari tahanan dibawah ini, merah-kuning-merah dan emas

Jawab:Nilai dari tahanan tersebut = 24x100 ± 5%

= 2k4 ± 5%2. Hitunglah nilai maksimal dan minimal dari tahanan di bawah ini

merah-hitam-hitam-coklat dan merah

jawab:Nilai dari tahanan tersebut = 200x10± 2%

= 2000 x 2% = 40Nilai maksimalnya: 2000 + 40 = 2040 OhmNilai minimalnya : 2000 – 40 = 1960 Ohm3. Hitunglah nilai dari tahanan dibawah ini, merah-kuning-merah.

Jawab:Nilai dari tahanan tersebut = 24x100 ± 20%

= 2k4 ± 20%

4. Tahanan Tergantung Cahaya/LDR (Light Dependent Resistors)

Penerapan LDR

Penerapan , penggunaan LDR antara lain sebagai saklar dan sebagai potensiometer , lihat gambar di bawah. Suatu keuntungan yang diperoleh bila


6

I-II-III-IV

I-II-III-IV-V

I-II-III-IV

memanfaatkan LDR sebagai saklar adalah tanpa menimbulkan bunga api ( loncatan busur api ) .

S

2 2 0 V L 1 L D R

L 2

+

_

Gambar. LDR sebagai saklar

Bila saklar S terbuka , maka lampu L1 tidak menyala . LDR tidak mendapat cahaya gelap . Dengan sendirinya tahanan LDR menjadi besar . Hal ini mengakibatkan L2 tidak menyala , walaupun menyala tapi sangat suram . Selanjutnya apabila saklar S ditekan ( ON ) , maka lampu L1 menyala dan menerangi LDR . Akibatnya tahanan LDR menurun atau menjadi sangat kecil . Hal ini mengakibatkan pula lampu L2 menyala , karena seolah-olah saklar yang sedang ON .

Contoh lain adalah seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, dimana LDR menyerupai sebuah potensiometer.

2 2 0 V PL

U

U2

L D R

U1R

Gambar 5. LDR berfungsi sebagai potensiometer

Perhatikan gambar di atas, terang dan gelapnya lampu L dapat diatur oleh potensiometer P. Perubahan intensitas cahaya akan mengakibatkan perubahan tahanan LDR. Selanjutnya akan mengakibatkan pula perubahan tegangan yang didrop oleh R ( U1 ). Hal seperti di atas , LDR menyerupai sebuah potensiometer .

5. Tahanan Tergantung Suhu /NTCTermistor NTC (Negative tempoeratur Coefficient) merupakan resistor dengan koefisien temperatur negatif yang sangat tinggi . Termistor jenis ini dibuat dari oksida dari kelompok elemen transisi besi ( misalnya FE2O3, NiO CoO dan lain - lain ) .

1

2

4

81 0

2 0

R

0 2 5 5 0 7 5 1 0 0 t C

HA R G A NO M INA L

4 0

IV

III

II

I

R 2 5 = 3 3 1 0 %= 3 ,6 5 % /K

P = m a x 1 W

IE C = 5 2 3- t

1 : 1

Gambar 1 . Termistor NTC

6. Resistor tergantung suhu(Positif)/PTCPositive Temperatur Coefficient atau termistor PTC adalah suatu resistor yang

mempunyai koefisien temperatur positif yang sangat tinggi.


7

C

Co

1 01

2

3

4

5

1 0

1 0

1 0

1 0

0 5 0 1 0 0 t

M E R A H

R = 1 0 0 2 0 %2 5 +_

K O M UT A S I UNT UK P

P : t = 7 5 Co

3 5 % / K+_

tm a x = 1 5 5 Co

+ tIE C 5 2 3

Gambar. Termistor PTC

7. Resistor tergantung Tegangan/VDR/Viristor

VDR adalah “ Voltage Dependent Resistor “ semikonduktor yang secara prinsip sebagai penggabungan secara anti pararel dari hubungan seri PN Junction.

U

Gambar 3. Simbol VDR standart IEC

2. Kapasitor/kondensator (C)

Kapasitor berfungsi sebagai:1. Menyimpan tenaga listrik (dalam dielektrikanya). Contoh penerapan: menyimpan

tenaga dalam lampu kilat2. Menahan arus searah3. Meluluskan (atau bahkan menghubungsingkat) arus bolak balik


8

4. Sebagai filter dalam rangkaian power supplay5. sebagai pembangakit frekuensi dalam rangkaian antena6. Penggandengan isyarat dari satu kalang ke kalang lain7. Sebagai kopling antara rangakaian yang satu dengtan rangkaian lainnya pada

rangkaian power supplay 8. Sebagai penghemat energi pada rangkaian lampu TL9. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar

Macam-macam Kondensator tiga jenis, yaitu:1. Kondensator tetap (fixed condensator)2. Kondensator variabel (variable condensator)3. Kondensator elektrolit

NO NAMA SIMBOL BENTUK Ket.1 Kondensator

tetap

2 Kondensator elektrolit

Jangan sampai terbalik dalam memasang kakinya

3 Kondensator variable

Kondensator tetap adalah kondensator yang nilai kapasitasnya tetap, tidak berubah-ubah. Yang termasuk dalam jenis kondensator tetap adalah:a. Kondensator keramikb. Kondensator mikac. Kondensator kertasd. Kondensator filme. Kondensator polyesterf. Kondensator elektrolit

Kondensator variable adalah kondensator yang nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah. Yang termasuk de dalam jenis kondensator variable ini adalah:a. Variable condensator (varco)b. Kondensator trimerKapasitas kondensator variable yang mudah diperoleh ialah: 17 -500 pf, 17-430 pF, 17 – 340 pf dan 17 – 20 pF.Kapasitor jenis ini pada umumnya memiliki bentuk fisik yang bsar dan pada umumnya dipergunakan sebagai penala atau pemilih gelombang pada rangkaian pesawat penerima radio atau pada rangkaian pesawat pemancar. Kondensator trimmer memiliki bentuk fisik yang kecil dan kemasannya dibuat dari bahan plastik. Besarnya nilai kapasitas dari kapasitor trimmer biasanya berkisar antara 5 sampai 30 pF.Untuk mendapatkan nilai kapasitor yan lebih kecil makan kapasitor dihubungkan dengan hubungan seri. Maka akan didapat nilai kapasitasnya dengan menggunakan rumus:

Ct =


9

+++

++++

Dan untuk mendapatkan nilai kapasitor yang besar maka kapasitor dihubungkan dengan hubungan paralel. Maka akan didapat nilai kapasitasnya dengan menggunakan rumus:Ct = C1 + C2 + ………….

Kerusakan kondensator bisa diakibatkan oleh:a. Terlampau besar tegangan, arus atau suhub. Arus terlampu besar dapat merusak dielektrika atrau mengugbah kapasitas c. Taegangan terlampu tinggi dapat menjangkitkan korana intern atau menusuk

dielektrikad. Suhu terlampau tinggi mungkin berasal dari komponen-komponen di

sekitarnya, frekwensi operasi terlampau tinggi dan dielektrika bocor..e. Bocoran terjadi langsung lewat dielektrika atau lewat kotoran (debu) di sela-

sela terminal-terminal.

3. DiodaDioda dibuat dari dua jenis bahan-bahan semikonduktor, bahan semikonduktor paling banyak digunakan adalah germanium (Ge) dan silikon (Si). Dan bahan yang paling banyak digunakan adalah Silikon. Pada dioda, Bahan P adalah bahan Anoda/positif dan bahan N adalah bahan Katoda/negatif. Dioda hanya menghantar listrik apabila anoda posititf terhadap katoda artinya arus akan mengalir dari anoda ke katoda. Apabila dalam keadaan menghantar listrik, dioda bersifat sebagai sebuah tahan yang rendah nilainya (hubungan singkat). Apabila dioda tidak dalam keadaan menghantar listrik maka dioda bersifat sebagai sebuah isolator(pemutusan). Dioda bekerja seperti sebuah sakelar.

Tegangan jatuh (voltase drop) pada dioda germanium tidak sama dengan tegangan jatuh pada dioda silikon. Tegangan jatuh untuk dioda germanium besarnya kira-kira 0,3 V. Tegangan jatuh untuk dioda silikan besarnya kira-kira 0,7 V

Look pengetahuan teknik elektronika hal. 72

Rangkaian PenyearahPenyearah ialah peristiwa pengubahan tegangan bolak-balik menjadi tegangan

searah. Alat untuk penyearahan inidisebut penyearah.a. Penyearah Setengah Gelombang


10

-

I+ -

Gelombang sinusoida yang dipasangkan pada dioda membuat anoda lebih positif terhadap katoda, sehingga arus anoda akan mengalir ke katoda. Selama tegangan anoda berarah negatif terdahap katoda maka dioda tidak menghantar arus.

Pada saat gulungan kawat sekunder yang bagian atasnya bermuatan postitif (D1) mendapat tegangan muka maju, arus listrik tidak mengalir melalui dioda D1

sebagai arus keluaran. Tetapi, pada saat bagian atas gulungan sekunder dari trafo bermuatan negatif (D1 mendapat tegangan muka terbalik), arus listrik tidak dapat mengalir melalui dioda D1. pada saat itu bentuk keluaran tegangan dan arusnya hanya berupa setengah gelombang sinyal AC.

b. Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh dapat di gunakan dua buah dioda atau empat dioda.Penyearah gelombang penuh menghasilkan arus searah baik dari masukan postitif maupun negatif.Gulungan sekunder trafo mempunyai titik tengah. Jumlah lilitan dari titik A ke titik C (AC) sama dengtan jumlah lilitan dari titik B ke titik C (BC) sehingga akan menghasilkan keluaran tegangan yang sama besarnya. Pada saat titik A positif titik C bagian atas negatif dan bagian bawahnya postitif. Karena jumlah titik positif dan negatif pada titik C sama, akibatnya titik C sama dengan nol, sedangkan titik B pada saat yang sama negatif.

c. Penyearah Jembatan DiodaPenyearah jembatan adalah lpenyearah gelombang penuh yang menggunakan empat buah dioda. Pada penyearah yang disusun pada setiap setengah gelombang keluaran yang berbeda akan bekerja masing-masing dua buah dioda secara deret.

Keuntungan penyearah jembatan ini tidak memerlukan titik tengah pada gulungan kawat sekundernya. Dua bauh dioda yang dipasang deret akan menahan tegangan terbalik maksimum pada masing-masing dioda.

Pada saat titik A positif amaka titik B negatif dan arus listrik menaglir dari titik A melalui D1 ke led D3 dan kembali ke titik B negatif. Pada saat titik B posstitif


11

maka titik A negartif dan arus listrk mengalir dari titik B melalui D2 kel led kemudian D4 dan kembali ke titik A.

DIODA CAHAYA (LED)

Led dibuat dari berbagaij material setengah penmghantar campuran, seperti gallium arsenida fosfida (GaAsP), gallium fosfida (GaP), dan gallium aluminium arsenide (GaAIAs),sifatnya sama dengan dioda. Bila ledk dipakai dalam rangkaian multivibrator , maka harus di pasang tesistor., gunanya untuk menghindari kerusakan akibat arus terlalu besar. Tanpa tahanan, led akan terbakar karena pada led akan terdapat tegangan kira-kira 1,7 volt.

Karakteristik

1. Kalau dioda diberi panjaran maju, pertemuannya mengeluarkan cahaya 2. Warna cahaya bergantung pada jenis dan kadar material pertemuan.3. Ketandasan cahaya berbanding lurus dengan arus maju yang mengalirinya.4. Arus maju berkisar antara 10ma untuk kecerahan maksimum.5. Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada

a. LED Merah adalah 1,6 …2,2 voltb. LED Kuning adalah 2,4 voltc. LED Hijau adalah 2,7 volt

6. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan padaa. LED Merah adalah 3 voltb. LED Kuning adalah 5 voltc. LED Hijau adalah 5 volt

Keunggulan

1. Konsumsi arus sangat kecil2. Awet (diramalkan dapat tahan 50 tahun)3. Kecil bentuknya (tidak makan tempat)

Kegunaan

1. Untuk penampil digit2. Indikator pandang (sebagai pengganti lampu pijar)3. Dalam optoelektronika4. Sebagai acuan tegangan (ca. 1,5 V tiap dioda).

Keistimewaan


12

R seri+

-

VD

1. Memancarkan cahaya dingin2. Umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus-menerus3. Untuk berbagai keperluan (misalnya fotografi) tidak memerluka tapis cahaya4. Tidak memancarkan sinar merah infra (terkecuali yang memang sengaja dibuat untuk

itu)

Cara pengoperasian

1. Selalu diperlukan perlawanan deretan R bagi LED, guna membatasi kuat arus2. Dalam kalang arus bolak balik, ditambahkan dioda penyearah3. Dioda penyearah mencegah rusaknya LED oleh tegangan terbalik

4. arus kondensator ada kira-kira: Ic =

5. R berderet berguna untuk membatasi arus kilasan di saat peng-on-an.

Montase

1. LED ada berbagai bentuk dan ukuran, ada juga yang miniature2. Kebanyakan dilengkapi lensa plastic,

a. Tetapi ada juga yang dalam gelasb. Ada pula yang berlensa bentuk bulatan

3. Dapat disolder langsung pada papan cetaka. Ditanam pada soket b. Digenggam jepitan


13

Kisi-kisi Ket. Elektronika Abadi

Documents

Transcript of Kisi-kisi Ket. Elektronika Abadi