MATERI PELATIHAN BERBASIS KOMPETENSI MENERAPKAN TEKNIK …

MATERI

PELATIHAN BERBASIS KOMPETENSI

MENERAPKAN TEKNIK LISTRIK DASAR DI TEMPAT KERJA

IND.LS.02.012.01

BUKU INFORMASI

KEMENTERIAN TENAGA KERJA DAN TRANSMIGRASI R.I.

DIREKTORAT JENDERAL PEMBINAAN PELATIHAN DAN PRODUKTIVITAS 2013

Materi Pelatihan Buku Informasi Kejuruan Listrik Industri

Menerapkan Teknik Listrik Dasar di Tempat Kerja : IND.LS 02.001.01 Versi :Maret 2013

1/49

Daftar Isi Halaman

BAGIAN 1- KETENTUAN DAN DOKUMEN INFORMASI

1.1. Pendahuluan ……………………………………………………………………. 2

1.2. Buku Informasi ………………………………………………………………….. 2

1.3. Desain Buku Informasi…………………………………………………………. 2

1.4. Pelaksanaan Buku Informasi………………………………………………….. 3

1.5. Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan…………………………… 3

1.6. Definisi Istilah-istilah Yang Digunakan Dalam Standar Kompetensi ……… 3

1.7. Prasyaratan Level Literasi dan Numerasi ……………………………………. 4

1.8. Pengenalan ……………………………………………………………………... 4

1.9. Prasyarat ………………………………………………………………………… 4

1.10. Hasil Pelatihan ………………………………………………………………….. 4

1.11. Pengakuan Kompetensi Terkini (RCC) ……………………………………… 4

1.12. Pelaksanaan K3 ……………………………………………………………….. 5

1.13. Batasan Variabel ……………………………………………………………….. 6

1.14. Pengetahuan dan Keterampilan Pokok ……………………………………… 7

1.15. Keterkaitan dengan Unit Lain …………………………………………………. 7

1.16. Kompetensi Kunci ……………………………………………………………… 7

1.17. Strategi Penyajian ……………………………………………………………… 8

1.18. Kode Unit, Judul Unit, Deskripsi Unit Kompetensi …………………………. 8

1.19. Elemen Kompetensi dan Kriteria Unjuk Kerja ………………………………. 8

BAGIAN 2 - MATERI INFORMASI

2.1. Mendemontrasikan pengetahuan tentang dasar listrik DC…………………… 11

2.1.1. Mendemontrasikan pengetahuan tentang dasar listrik DC…………………… 11

Besaran-besaran listrik……………………...................................................... 11

Struktur materi …………………….................................................................. 12

Pergerakan elektron valensi…………………….............................................. 15

Muatan listrik……………………..................................................................... 17

Proses timbulnya mutan listrik……………………........................................... 18

Tegangan, arus dan tahanan……………………............................................. 19

Menghitung nilai tahan (R) suatu kawat penghantar ……………………........ 22



2/49

Pengukuran tahan, tegangan dan arus……………………............................. 24

Hukum ohm ……………………...................................................................... 25

Hukum Kirchoff I …………………….............................................................. 26

Macam-macam rangkaian listri ……………………........................................ 27

Daya listrik ……………………....................................................................... 28

Energy Listrik ……………………................................................................... 29

Rangkaian seri berarus …………………….................................................... 31

Rangkaian parallel berarus …………………….............................................. 33

Tegangan jatuh pada kawat penghantar ……………………......................... 35

2.2. Mendemontrasikan pengetahuan tentang dasar listrik AC…………………... 36

Induksi elektro magnetic …………………….................................................. 36

Sumber listrik AC ……………………............................................................. 38

Besaran-besaran listrik AC …………………….............................................. 40

Jenis beban listrik AC ……………………...................................................... 43

Daya listrik AC …………………….................................................................. 47

SUMBER INFORMASI LAIN …………………….................................................. 50



3/49

BAGIAN 1 – KETENTUAN DAN DOKUMEN INFORMASI 1.1. Pendahuluan

Modul Pelatihan Teknik Listrik DC ini terdiri dari tiga buku petunjuk yaitu Buku Informasi, Buku Kerja dan Buku Penilaian. Ketiga buku ini saling berhubungan dan menjadi salah satu referensi modul pelatihan Teknik Listrik DC. Buku Informasi pelatihan ini disusun berdasarkan Standar Kompetensi Nasional. Standar Kompetensi adalah pernyataan Pengetahuan, Keterampilan dan Sikap yang diakui secara nasional. Modul Pelatihan ini terdiri dari bagian penunjang satu unit kompetensi sebagai pengetahuan dasar yaitu listrik dasar dengan kode IND:LIS.01.003.01 yang dijabarkan secara rinci dalam buku Informasi.

Buku Informasi adalah sumber untuk pelatih dan peserta pelatihan. Peserta pelatihan membutuhkan banyak informasi sebelum melaksanakan praktek kerja bidang kelistrikan, sebagai unit kompetensi dasar.

Pelatihan berbasis Kompetensi berfokus pada keterampilan seseorang yang harus dimiliki di tempat kerja. Fokus pelatihan berbasis kompetensi yaitu pada pencapaian keterampilan dan bukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengikuti pelatihan. Buku Informasi Pelatihan berbasis kompetensi ini digunakan sebagai sumber informasi dari beberapa kriteria penilaian pelatihan terhadap standar kompetensi nasional di bidang Penerapan listrik dasar ditempat kerja.

1.2. Buku Informasi

Buku Informasi ini adalah sumber untuk pelatih dan peserta pelatihan dalam mengetahui dasar pengetahuan di bidang kelistrikan terdiri dari :

- Buku Informasi - Desain Buku Informasi - Isi Buku Informasi - Pelaksanaan Buku Informasi - Definisi Istilah-Istilah yang Digunakan dalam Standar Kompetensi - Persyaratan Level Literasi dan Numerasi - Hasil Pelatihan - Pengenalan - Prasyarat - Pengakuan Kompetensi

1.3. Desain Buku Informasi

Buku Informasi ini didesain untuk dapat digunakan pada Pelatihan Klasikal dan Pelatihan Individu/mandiri.



4/49

Pelatihan Klasikal adalah pelatihan yang disampaikan oleh seorang pelatih Pelatihan Individual/mandiri adalah pelatihan yang dilaksanakan oleh peserta

dengan menambahkan unsur-unsur/sumber-sumber yang diperlukan dengan bantuan pelatih.

1.4. Pelaksanaan Buku Informasi

Pada Pelatihan Klasikal, pelatih akan : menyediakan Buku Informasi yang dapat digunakan peserta pelatihan sebagai

sumber pelatihan. menggunakan Buku Informasi sebagai sumber utama dalam penyelenggaraan

pelatihan memastikan setiap peserta pelatihan memberikan jawaban/tanggapan dan

menuliskan hasil tugas dari soal-soal buku informasi. 1.5. Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan

Pada Buku Informasi Pelatihan ini, seseorang yang menyampaikan materi pelatihan lebih dikenal sebagai Pelatih atau Instruktur. Di sekolah-sekolah, institusi-institusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan guru, pembimbing atau sebutan lainnya. Berkaitan dengan keterangan di atas, seseorang yang berusaha mencapai kemampuan (Skill) tertentu disebut sebagai Peserta Pelatihan. Pada sekolah-sekolah, institusi-institusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan siswa, murid, pelajar, trainer, peserta pelatihan .

Pelatihan adalah proses pengajaran yang berlangsung di sekolah, institusi Pusat Pelatihan, Latihan Kerja.

1.6. Definisi Istilah-istilah yang Digunakan dalam Standar Kompetensi Prasyarat

Kompetensi yang dibutuhkan sebelum memulai suatu kompetensi tertentu. Elemen-elemen Kompetensi

Tugas-tugas yang harus dilakukan untuk menunjukkan pengetahuan pokok pada setiap elemen untuk menunjang ketrampilan-ketrampilan yang dapat membangun suatu unit. kompetensi Rentang Variabel

Unit ini bermaksud memberikan dasar pengetahuan listrik dasar sebagai menunjang ketrampilan dibidang kelistrikanan.

Petunjuk Penilaian

Merupakan petunjuk bagaimana peserta pelatihan dinilai berdasarkan kriteria unjuk kerja.



5/49

Konteks

Merupakan penjelasan tentang dari mana, bagaimana dan metode penilaian apa yang seharusnya digunakan. Aspek-aspek yang diperlukan

Menentukan kegiatan inti yang harus dinilai. 1.7. Persyaratan Level Literasi dan Numerasi Persyaratan Program Pelatihanl Literasi Level 1 dan Numerasi Level 1

Level Literasi 1 Kemampuan untuk membaca, symbol-simbol, gambar-gambar,diagram-

diagram yang umum digunakan dibidang teknik listrik. 2 Kemampuan memahami istilah-istilah dalam dunia teknik 3 Kemampuan untuk memahami hubungan yang kompleks pada teks dan

memahami informasi lisan dan tulisan yang diberkan. 4 Kemampuan untuk menulis, menganalisa kritik dan mengevaluasi teks.

Level Numerasi

1 Kemampuan untuk menggunakan simbul-simbul dasar, diagram istilah secara matematik dan dapat memahami konteks serta dapat mengkomunikasikan secara matematik.

2 Kemampuan untuk menguji, memahami dan menggunakan konsep matematik yang kompleks pada batasan konteks.

3 Kemampuan untuk menganalisa kritik, mengevaluasi dan menggunakan simbol-simbol matematik, diagram dan teori-teori yang kompleks.

1.8. Pengenalan

Pelatihan ini bertujuan memberi peserta input, petunjuk dan pengalaman dalam bidang pengetahuan dasar listrik sebagai literatur dan numeric untuk bidang kerja kelistrikan berbasis standard kompetensi 1.9 Prasyarat

Sebelum memulai modul ini, Peserta pelatihan harus telah memiliki kemampuan awal berikut :

Matematika dasar

1.10. Hasil Pelatihan

Mampu menerapkan pengetahuan dasar listrik untuk menunjang ketrampilan bidang kerja kelistrikan berbasis standard kompetensi



6/49

1.11. Pengakuan Kompetensi Tertentu Jika seorang peserta menyatakan dia mampu / cakap dalam menyelesaikan

tugas-tugas yang ditentukan pada hasil pelatihan, dia harus dapat membuktikan kemampuannya kepada pelatih. Persyaratan Minimal Kemampuan Membaca, Menulis & Berhitung Untuk melaksanakan pelatihan secara efektif dan agar dapat mencapai standar kompetensi diperlukan tingkat kemampuan minimal dalam membaca, menulis dan menghitung berikut:

Kemampuan membaca dan menulis

Kemampuan baca, interpretasi dan membuat teks. Kemampuan menggabungkan informasi untuk dapat menafsirkan suatu pengertian

Kemampuan menghitung

Kemampuan minimal untuk menggunakan matematika dan simbol teknik, diagram dan terminologi dalam konteks umum dan yang dapat diprediksi serta dimungkinkan untuk mengkomunikasikan keduanya yaitu antara matematik dan teknik.

1.12. Pelaksanaan K3 Umum

Keselamatan Kerja dalam mengerjakan EL - 001 ini mengacu pada kesehatan dan keselamatan kerja yang berlaku secara umum pada bidang kelistrikan dan Elektronika. Mohon dibaca dan dipatuhi sebagai saran sebelum memakai material dalam modul ini. Pribadi

Ikuti keselamatan dan pencegahan kecelakaan baik pada waktu teori maupun pada waktu praktek yang dirangkum sebagai berikut : - praktek bengkel umum - praktek dan peralatan keselamatan pribadi - praktek pencegahan kebakaran.

-

Tingkat kemampuan yang harus ditunjukkan dalam menguasai kompetensi ini

Tingkat Karakteristik 1 Tugas-tugas rutin dalam prosedur sudah tercapai dan secara periodik

kemajuannya diperiksa oleh instruktur.

2 Tugas-tugas yang Iebih luas dan lebih kompleks dengan peningkatan kemampuan diri untuk menangani pekerjaan secara otonomi. Instruktur melakukan pengecekan-pengecekan atas penyelesaian pekerjaan.

3 Bertanggung jawab atas aktifitas-aktifitas yang kompleks dan non-rutin yang diarahkan dan bertanggung jawab atas pekerjaan orang lain.



7/49

Pelaksanaan K3 harus memenuhi : - Undang-Undang tentang K3 (Keselamatan dan Kesehatan Kerja) - Penghargaan di bidang industri. 1.13. Batasan Variabel Batasan konteks

Standar kompetensi ini digunakan untuk : - Pengetahuan dasar sebagai materi acuan penunjang dalam praktek kelistrikan

Sumber-sumber Peralatan dan Alat Bantu : Tahanan Rheostaht Lilitan Capasitor

Kegiatan : Kegiatan harus dilaksanakan dibawah kondisi kerja normal dan harus meliputi :

Pengetahuan standard Satuan Internasional Sifat kelistrikan Sumber listrik dan besaran- besarannya Persyaratan khusus Sehat jasmani dan rohani Mampu membaca dan menulis

Panduan Penilaian

Konteks : Pengetahuan dan keterampilan dasar dapat dinilai tidak melalui pekerjaan dan

melalui pekerjaan Penilaian keterampilan dapat dilakukan setelah periode pelatihan yang diawasi

dan pengalaman melakukan sendiri pada tipe yang sama. Jika kondisi tempat kerja tidak memungkinkan, penilaian dapat dilakukan melalui simulasi.

Hasil yang telah ditentukan harus dapat tercapai tanpa pengawasan langsung. Kompetensi harus dinilai konteks kualifikasi yang sedang diperhatikan.

Aspek-aspek penting :

Kompetensi bagian pengetahuan dasar ini penting diamati secara menyeluruh agar mampu menerapkan kompetensi pada keadaan yang berubah-ubah dan merespon situasi yang berbeda pada beberapa aspek-aspek berikut : Mempelajari materi pengetahuan dasar mengenai listrik dasar. Ketrampilan yang dibutuhkan : mengumpulkan, menganalisa dan mengorganisasikan informasi 3 mengkomunikasikan gagasan dan informasi 3 merencanakan dan mengorganisir kegiatan 3 penggunaan gagasan matematis dan teknis 3



8/49

pemecahan masalah 3 penggunaan teknologi 3 Unjuk kerja dari keterampilan yang diperlukan: 1. melaksanakan tugas rutin dengan prosedur yang ditetapkan ditetapkan dimana

kemajuan keterampilan seseorang diawasi secara berkala oleh pengawas. 2. melaksanakan tugasyang lebih luas dan sulit dengan peningkatan kemandirian dan

tanggung jawab individu. Hasil pekerjaan diperiksa oleh pengawas. 3. melaksanakan kegiatan yang kompleks dan tidak rutin; menjadi mandiri dan tanggung jawab untuk pekerjaan lainnya 1.14. Pengetahuan, Keterampilan dan Sikap yang Dinilai Pokok-pokok pengetahuan, keterampilan dan Sikap yang harus dinilai dalam penguasaan Pengetahuan, Keterampilan dan Sikap dalam teori dan praktek adalah sebagai berikut :

Hirarkhi Belajar : - Deduktif - Induktif

Metode Praktek - Metoda - Penggunaan metode Media praktek

Sikap dan Penampilan - Kegunaan media yang tersedia - Pengoperasian Media yang tersedia - Perilaku dalam menggunakan dan mengoperasikan media

1.15. Keterkaitan dengan Unit Lain

Unit ini merupakan bagian unit yang membekali pengetahuan dasar khususnya dibidang kelistrikan.

1.16. Kompetensi Kunci Tingkat Karakteristik

1 Melakukan tugas-tugas rutin berdasarkan prosedur yang baku dan tunduk pada pemeriksaan kemajuannya oleh instruktur.

2 Melakukan tugas-tugas yang Iebih luas dan lebih kompleks dengan peningkatan kemampuan untuk pekeijaan yang dilakukan secara otonom. Instruktur melakukan pengecekan-pengecekan atas penyelesaian pekerjaan.

3 Melakukan aktifitas-aktifitas yang kompleks dan non-rutin, yang diatur sendiri dan bertanggung jawab atas pekerjaan orang lain.



9/49

Tingkat Kemampuan yang harus ditunjukkan dalam menguasai kompetensi ini

NO KOMPETENSI KUNCI DALAM UNIT INI TINGKAT 1 Mengumpulkan,mengorganisir dan menganalisa informasi 1 2 Mengkomunikasikan ide-ide dan informasi 3 3 Merencanakan dan mengorganisir aktifitas-aktifitas 3 4 Bekerja dengan orang lain dan kelompok 3 5 Menggunakan ide-ide dan teknik kelistrikan 1 6 Memecahkan masalah 2 7 Menggunakan teknologi 3

1.17. Strategi Penyajian Variasi kegiatan pelatihan yang disarankan untuk penyampaian kompetensi ini

meliputi:

pengajaran tatap muka tugas-tugas praktek studi kasus melalui media (video, referensi, dll) kerja kelompok bermain peran dan simulasi demonstrasi

1.18. Kode unit, Judul unit dan deskripsi unit Kompetensi. Kode Unit : IND.LS.01.001.01 Judul Unit : Menerapkan Teknik Listrik Dasar Di Tempat Kerja Deskripsi Unit : Meliputi pengetahuan, keterampilan dan sikap yang dibutuhkan untuk menerapkan teknik listrik dasar ditempat kerja.

1.19 Elemen dan Kriteria Kerja NO ELEMEN KRITERIA UNJUK KERJA

1.0 Mendemonstrasikan pengetahuan tentang dasar-dasar listrik DC

1.1

1.2

1.3

1.4

Konsep-konsep dasar tentang listrik (muatan,

tegangan, arus dan tahanan listrik) dijelaskan.

Sumber tegangan dan arus DC dijelaskan

Macam, simbol dan satuan dari besaran-

besaran listrik (muatan, tegangan, arus,

tahanan, daya dan energy) listrik dinyatakan

sesuai SI unit

Hubungan antara tegangan, arus dan tahanan



10/49

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

1.10

1.11

(Hukum Ohm) di dalam rangkaian listrik

dijelaskan.

Perhitungan besar tahanan kawat penghantar

dijelaskan

Perhitungan drop tegangan pada kawat

penghantar berarus dijelaskan

Hubungan antara daya dengan tegangan,dan

arus dijelaskan.

Hubungan antara energy dengan daya dan

waktu dijelaskan

Istilah tentang rangkaian hubung terbuka,

rangkaian berbeban dan rangkaian hubung

singkat dinyatakan.

Hubungan rangkaian seri, paralel dan seri-

paralel dari beberapa tahanan dinyatakan.

Perhitungan besar tahanan, arus, tegangan

dan daya didisipasi dalam rangkaian seri /

paralel beberapa tahanan dijelaskan.

2.0 Mendomonstrasikan pengetahuan tentang dasar-dasar listrik AC

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

Sumber listrik AC dijelaskan

Perbedaan antara arus searah DC dan arus

bolak-balik AC dinyatakan.

Besaran-besaran listrik AC ( frekwensi, harga

maksimum, harga effektif dan beda phase)

dinyatakan.

Jenis-jenis beban listrik (Resistansi, Induktansi

dan Kapasitansi) dinyatakan.

Pengertian listrik AC 1 phase dan listrik AC 3

phase dijelaskan

Perhitungan arus, tegangan, daya, dan faktor

daya (cos Q) pada listrik AC 1 phase dan 3

phase dijelaskan.



11/49

Bagian 2 – MATERI INFORMASI 2.1. Mendemonstrasikan Pengetahuan Tentang Dasar-Dasar

Listrik DC

2.1.1. Besaran-besaran Listrik.

Ilmu pengetahuan mengenai listrik menyatakan bahwa aliran listrik adalah

aliran benda yang sangat kecil, sedang benda-benda itu tidak terlihat oleh mata

maupun dengan mikroskop. Walaupun pernyataan itu hanya berdasar teori belaka dan

hingga kini orang belum dapat melihat benda-benda yang sangat kecil, namun tidak

perlu diragukan lagi kebenarannya. Dengan hasil yang dipraktekkan sesuai dengan

kemajuan teknologi, secara tegas telah dapat dibuktikan kebenaran dari teori di atas.

Listrik merupakan suatu tenaga yang tidak dapat dilihat, tetapi akibat yang

ditimbulkannya dapat dilihat atau dirasakan, misalnya seperti panas, cahaya, gerakan

atau pengaruh fisik lainnya. Tenaga listrik tersebut timbul karena adanya gaya tarik-

menarik atau tolak menolak antara muatan-muatan listrik.

Secara `spesifik, listrik dapat dijelaskan dalam bentuk besaran-besaran listrik

seperti di bawah ini :

a. Besaran listrik, simbol satuan dan lambang satuan

NAMA BESARAN LISTRIK

SIMBOL SATUAN LAMBANG SATUAN

Muatan Listrik Q Coulomb C

Tegangan Listrik E / V Volt V

Arus Listrik I / i Ampere ( A ) A

Tahanan Listrik R Ohm

Resistivitas (Tahanan Jenis) ρ (Rho) Ohm meter Ω m

Daya Listrik P Watt W

Energy Listrik W Joule atau Watt Jam

Watt Jam ( WH ) J, WH



12/49

Induktansi L Henry H

Kapasitansi C Farad F

Frekwensi f Herzt Hz

Faktor Daya Cos φ - Cos φ

b Satuan kelipatan:

NAMA KELIPATAN SOMBOL

NILAI

HURUF ANGKA

Gega G Milyard 1000.000.000

Mega M Sejuta 1. 000. 000

Kilo K Seribu 1. 000

Milli m Seperseribu 0, 0001

Mikro Sepersejuta 0, 000 001

Nano n Seper seribu juta 0, 000 000 001

Piko p Seperjuta-juta 0, 000 000 000 001

2.1.2. Struktur Materi

KAPUR

DITUMBUK HINGGA HANCUR

DITUMBUK HINGGA MENJADI DEBU

MOLEKUL YANG TERDIRI DARI ATOM-ATOM

ATOM

ATOM

ATOM

Gambar 2-1-1 : Struktur Materi



13/49

Molekul : Adalah bagian yang paling kecil dari benda, akan tetapi masih mengandung

sifat-sifat yang sama dari benda aslinya.

Bila molekul dibagi menjadi bagian yang lebih kecil lagi maka lenyaplah sifat-

sifat aslinya dan tikmbullah sifat-sifat baru yang tidak sama dengan sifat aslinya. Hasil

dari molekul-molekul yang telah terbagi-bagi ini disebut dengan Atom. Sebagai contoh

molekul air (H2O), jika molekul air dibagi-bagi maka akan terdapat dua jenis unsur

yang dinamai atom, yaitu atom Hydrogen (H) dan atom Oksigen (O)

Atom : Adalah bagian yang paling kecil dari suatu zat yang bila melalui proses

kimia, atom tersebut dapat membentuk suatu molekul.

Di dalam benda padat, molekul-molekul berdekatan sangat rapat dan

mempunyai gaya tarik-menarik yang kuat, sehingga menyebabkn kecenderungan

untuk mempertahankan bentuknya. Di dalam benda cair molekul-molekul berdekatan

tetapi kurang terikat rapat dan kohesi antara molekul-molekul bebas bergerak sehingga

mengakibatkan benda cair selalu mengambil bentuk sesuai tempat yang diisinya.Di

dalam benda gas, molekul-molekul letaknya berjauhan satu sama lainnya, sehingga

molekul-molekul dapat bergerak lebih bebas. Kohesi antara masing-masing molekul

sangat kecil sehingga gas mudah mengembang dan menyusut

Struktur Atom : Tiap-tiap atom terdiri dari sebuah inti atom dan satu atau

beberapa Elektron yang bermuatan listrik negatip (-). Di dalam inti atom teradapat

Proton yang bermuatan listrik positip (+), dan Neutron yang tidak bermuatan listrik

(netral). Proton dapat disebut sebagai penyimpan tenaga listrik positip, dan elektron

dapat disebut sebagai penyimpan tenaga listrik negatip.

Elektron pada suatu atom selalu bergerak pada kulitnya mengelilingi inti atom

dengan kecepatan luar biasa, yaitu ± 300.000.000 m/dt. Banyaknya elektron pada tiap-

tiap atom bervariasi tergantung dari jenis atomnya. Pada umumnya atom mempunyai

jumlah elektron yang sama dengan jumlah protonnya, hal ini disebut balance atau

seimbang. Pada kondisi seimbang ini atom mempunyai muatan positip dan negatip

yang sama jumlahnya. Karena kedua sifat (positip dan negatip) yang saling menentang

dan jumlahnya sama, maka mereka saling menghapuskan kekuatan masing-masing

sehingga kalau dilihat dari sisi luarnya, atom tidak terlihat adanya kekuatan atau atom

tidak bermuatan listrik (netral).



14/49

Contoh Struktur Dari Beberapa Atom :

Gambar di atas menunjukkan beberapa atom dalam keadaan seimbang, yaitu

jumlah muatan positip (proton) sama dengan jumlah muatan negatip (elektron). Karena

muatan positip dan negatip bersifat saling menghilangkan dan besarnya sama, maka

jika ditinjau dari sisi luarnya maka atom-atom tersebut tidak bermuatan listrik (netral)

Gambar 2-1-5 : Struktur Atom Dalam Kondisi Tidak Seimbang

+

_

+

_

+

_

Gambar 2-1-2 : Atom Hydrogen

Elektron

Proton

Neutron

Inti Atom

Kulit Atom

Gambar 2-1-3 : Atom Oksigen

Gambar 2-1-4 : Atom Allumunium

+ 13

Elektron Valensi

Kulit Valensi

Inti Atom terdapat 13 Proton

+ 3

+ 3 Elektron Bebas (Elektron yang keluar dari ikatan atomnya)

Lubang (Hole)



15/49

Karena pengaruh fisik/kimia/panas maka satu atau beberapa elektron valensi

pada atom dapat keluar dari ikatan atomnya, sehingga struktur atom menjadi

kekurangan elektron. Seperti gambar 2-5 di atas merupakan atom yang yang

kekurangan elektron sehingga mengakibatkan pada atom tersebut timbul lubang (hole)

dan hole ini bersifat mempunyai muatan positip.

Jika suatu benda dalam kondisi kekurangan banyak elektron (mengandung

banyak lubang/hole), maka benda tersebut menjadi bermuatan listrik Positip (+).

Sebaliknya jika suatu benda mengandung banyak kelebihan elektron maka benda

tersebut menjadi bermuatan listrik negatip (-).

Atom yang kekurangan elektron (mempunyai jumlah elektron lebih sedikit dari

jumlah proton) maka atom menjadi bermuatan listrik posisip dan biasa disebut dengan

ion positip. Atom yang mempunyai jumlah elektron lebihbanyak dari protonnya disebut

ion negatip

2.1.3. Pergerakan Elektron Valensi

Elektron yang berada pada kulit valensi disebut dengan lektron valensi.

Pergerakan elektron valensi ini dipengaruhi oleh jenis bahannya.

a. Pergerakan elektron valensi pada bahan isolator (penyekat)

Pada bahan isolator seperti karet, ebonit, porselin, kaca, PVC (poly venyl

chloride) dsb., elektron valensinya mempunyai ikatan yang kuat dengan inti atomnya,

sehingga di susah sekali atau tidak dapat keluar dari atomnya. Karena itu pergerakan

elektron valensi pada bahan isolator hanya bergerak mengelilingi atomnya saja dan

susah sekali atau tidak dapat bergerak dari satu atom ke atom lainnya. Karena sifat ini

maka bahan isolator tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena hakekatnya arus

listrik merupakan aliran elektron.

Bahan/benda yang elektron valensinya mempunyai ikatan kuat dengan inti

atomnya (semakin susah keluar dari ikatan atomnya) maka bahan tersebut semakin

baik menjadi bahan isolator.

b. Pergerakan elektron valensi pada bahan konduktor (penghantar)

Pada bahan konduktor seperti tembaga, emas, perak, air, dsb., elektron valensi

mempunyai ikatan yang lemah terhadap inti atomnya. Kondisi ini menyebabkan



16/49

elektron valensi dapat atau mudah sekali berpindah dari satu atom ke atom yang

lainnya.

Elektron valensi yang keluar dari ikatan atomnya disebut dengan elektron bebas atau elektron merdeka. Elektron bebas ini bergerak secara tidak beraturan,

yaitu selain mengelilingi inti atomnnya dia selalu berpindah-pindah dari satu atom ke

atom lainnya yang terdekat selanjutnya berputar mengelilingi inti atom yang

ditempatinya seperti terlihat pada gambar 2-6 di bawah.

Gambar 2-1-6 : Pergerakan Elektron Bebas Yang Tidak Beraturan Pada Bahan Penghantar listrik

Bahan/banda yang elektron valensinya mempunyai ikatan yang sangat lemah

dengan inti atomnya (semakin mudah keluar dari ikatan atomnya) maka bahan

tersebut akan semakin baik dijadikan sebagai bahan konduktor.

c. Pergerakan elektron bebas pada konduktor yang dialiri arus listrik Pada konduktor yang dialiri arus listrik, elektron-elektron bebas bergerak secara

teratur menuju ke suatu arah, yaitu dari tempat yang banyak mengandung elektron

(kutub -) menuju tempat yang kekurangan elektron (kutub +). Gerakan elektron yang

beraturan ini disebut aliran elektron, atau lazim disebut dengan arus listrik.

Gambar 2-1-7 : Pergerakan Elektron Bebas Yang Teratur Pada Konduktor Yang Dialiri Arus Listrik

+

+ + +

+ +

+

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

- KUTU

B ( -

)

KUTU

B ( +

)



17/49

2.1.4. Muatan Listrik.

Terdapat dua jenis muatan listrik, yaitu muatan listrik positip (hole) dan muatan

listrik negatip (elektron). Muatan listrik mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :

- Muatan yang senama (muatan + dengan muatan +, atau muatan – dengan muatan -) akan saling tolak menolak.

- Muatan yang tidak senama (muatan + dengan muatan -) akan saling tarik menarik.

Gambar 2-1-8 : Sifat Sifat Muatan Listrik

Dalam sistem SI (international System of Unit), satuan dari muatan listrik

adalah Coulomb (C) diambil dari nama Charles Augustin de Coulomb.

1 Coulomb = 6,24 x 1018 Eektrlon

Jika suatu benda kelebihan atau kekurangan elektron sebanyak 6,24 x 1018

elektron, maka dikatakan benda itu bermuatan listrik negatip atau positip sebesar 1

(satu) coulomb. Satu coulomb adalah banyaknya listrik yang melalui suatu titik dalam

rangkaian, bila arus 1 (satu) ampere bekerja dalam 1 (satu) detik.

Q = I x t 1 Coulomb = 1 Ampere detik I = Q / t 1 Ampere = 1 Coulom /dt

Satuan praktis yang umum dari muatan listrik didasarkan pada perkalian arus

dan waktu, yaitu Ampere x Jam (Ampere jam atau Ah), satuan ini biasa dipakai dalam

hubungannya dengan storage batteries.

1 (Satu) jam adalah 60 x 60 detik, maka : 1 (satu) Ah = 3600 Coulomb

+ + - - - +



18/49

2.1.5. Proses Timbulnya Muatan Listrik

Gambar di bawah menunjukkan sebuah accumulator, dimana pada acumulator

terdapat dua buah pelat yaitu pelat tembaga dan pelat seng dan kedua pelat tersebut

dimasukkan ke dalam cairan asam sulfat (H2SO4).

Pada awal proses, pelat B (tembaga) dan pelat A (seng) sama-sama dalam

kondisi seimbang/netral, sehingga tidak ada muatan listrik pada kedua pelat tersebut.

Setelah kedua berada dalan cairan asam sulfat maka akan timbul proses polarisasi,

dimana elektron-elektron pada tembaga berpindah ke seng secara berangsur-angsur.

Perpindahan elektron ini akan menyebabkan pelat A menjadi kelebihan elektron

(kelebihan banyak ion-ion negatip) sehinggqa pelat A menjadi bermuatan listrik

negatip. Karena bermuatan listrik negatip maka pelat A disebut dengan Kutub Negatip

(-). Sebaliknya pada pelat B (tembaga) akan menjadi semakin kekurangan elektron

dan timbul lubang (hole), maka pelat B menjadi bermuatan listrik positip (+). Karena

bermuatan listrik positip maka pelat B disebut kutub positip (+).

Proses polarisasi ini akan berlangsung terus sehingga akan semakin banyak

elektron yang menempel pada pelat A atau semakin banyak hole yang terjadi pada

pelab B, sehingga akan memperbesar beda muatan antara pelat A dan Pelat B. Pada

kondisi tertentu proses polarisasi ini akan mengalami kondisi jenuh, yaitu tidak mampu

lagi elektron berpindah dari pelat B ke pelat A. Pada kondisi ini beda potensial/beda

muatan antara kutub + (pelat B) dan kutub – (pelat A) akan mencapai maksimum.

Pada kondisi ini jika antara kutub + dan kutub – accumulator diukur tegangannya maka

- - -

A B

Seng Tembaga

H2SO4

A B

H2SO4

- - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - -

Gambar 2-1-9 : Kondisi Awal Proses Timbulnya Muatan

Listrik Pada Accumulator

Gambar 2-1-10 : Kondisi Akhir Proses Timbulnya Muatan

Listrik Pada Accumulator



19/49

akan menunjukkan harga maksimum sesuai besar tegangan nominalnya, dan accu

siap untuk dipakai.

2.1.6. Tegangan, Arus dan Tahanan

Gambar 2-1-11 : Ilustrasi Air dan Listrik

a. Tekanan / Tegangan (E atau V)

Pada air : Antara bak A dan bak B terdapat beda muatan air, sehingga antara bak

A dan bak B terdapat tekanan air, dimana tekanan air pada bak A lebih

besar dibanding tekanan air pada bak B sehingga tekanan air mengarah

dari bak A ke bak B. Semakin besar beda muatan air di ke dua bak

maka tekanan akan semakin besar.

Pada listrik : Pelat A (kutub -) terdapat banyak muatan listrik – (elektron) sedang

pelat B (kutub +) terdapat banyak muatan listrik + (hole). Karena beda

muatan pada kedua pelat tersebut maka maka timbul tekanan listrik

yang dapat menyebabkan elektron bergerak dari kutub – ke kutub +.

Dalam kelistrikan, secara umum tekanan ini disebut dengan tegangan

listrik atau beda potensial. Semakin besar beda muatan antara kedua

pelat tersebut maka akan semakin besar pula nilai tegangannya.

Simbol dari tegangan listrik yaitu E atau V, satuannya adalah volt.

Kran

A B

A B

H2SO4

- - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - -

S

AIR LISTRIK



20/49

Satu Volt adalah : Beda potensial antara dua buah titik bila dibutuhkan

1 Joule untuk memindahkan 1 Coulomb listrik dari satu titik ke titik

yanga lainnya.

b. Aliran / Arus (I)

Pada air : Seperti gambar 2-10 di atas jika keran dibuka maka akan ada aliran air

dari tekanan lebih tinggi menuju tekanan yang lebih rendah (dari bak A

ke bak B). Semakin besar beda muatan air pada kedua bak tersebut

maka aliran air akan semakin besar pula. Satuan dari aliran air ini dapat

dinyatakan dalam volume/waktu (liter/dt, m3/dt dsb).

Pada listrik : Seperti gambar 2-10 di atas jika sakelar S dihubung maka akan menglir

elektron-elektron dari kutub – menuju kutub + melalui beban lampu, hal

ini karena sifat elktron dan hole yang saling tarik menarik. Aliran

elektron ini dalam kelistrikan biasa disebut dengan arus elektron atau

arus listrik. Semakin besar beda muatan antara kedua kutub + dan –

maka arus listrik yang akan mengalir akan semakin besar pula. Simbol

arus listrik adalah I, dinyatakan dalam satuan Ampere.

Arus listrik dapat dinyatakan sebagai banyaknya muatan listrik yang mengalir

tiap detik. I = Q / t (Ampere = Coulomb/detik)

1 Ampere = 1 Coulom/dt

c. Hambatan / Tahanan (R)

Pada air : Tahanan pada air yaitu hal yang menghambat jalannya air. Contoh jika

air menglir melalui pipa air maka aruas akan mengalami hambatan

dari faktor posisi keran, diameter pipa, panjang pipa dsb. Pipa yang

semakin panjang serta semakin kecil luas penampangnya maka faktor

gesekan air terhadap permukaan pipa semakin besar sehingga

hambatannya akan semakin besar.

Pada Listrik : Tahanan listrik yaitu hal yang menghambat jalannya arus listrik.

Contoh jika arus listrik mengalir melalui kawat penghantar, maka arus

akan mengalami hambatan yang disebabkan dari beberapa faktor

seperti jenis kawat yang dipakai, luas penampang kawat, panjang



21/49

kawat, tahanan pada beban dan tahanan pada sumber listrik itu

sendiri. Tahanan listrik disimbolkan dengan huruf R dan dinyatakan

dalam satuan Ohm (Ω)

Bagaimana listrik mengalir melalui isolator ?

Jika listrik mengalir melalui isolator seperti kaca, karet, porselin, PVC dsb,

maka listrik susah sekali bahkan tidak dapat mengalir. Jadi bahan isolator

mempunyai nilai tahanan (R) yang sangat besar.

Bagai mana listrik mengalir melalui konduktor ?

Jika listrik mengalir melalui konduktor seperti tembaga, perak, emas dsb. Maka

listrik mudah sekali mengalir. Jadi bahan konduktor mempunyai nilai tahanan

(R) yang sangat kecil.

Tahanan (resistor) adalah komponen yang umum dari setiap alat

listrik/elektronik, dan tahanan sering digunakan pada rangkaian untuk menetapkan

harga tegangan, membatasi arus dan memberikan sebuah beban. Bentuk fisik dari

tahanan ada yang berbentuk tahan tetap yaitu nilai tahanannya tetap, ada juga yang

berbentuk tahanan variabel (tahanan geser) yaitu nilai tahanannya dapat dirobah-

robah dengan jalan diputar atau digeser. Di lapangan banyak ditemui tahan yang

terbuat dari karbon dan kawat, untuk tahanan karbon mempunyai nilai tahanan dari 0,1

MΩ sampai 22 MΩ dengan ukuran daya 1/16 sampai 2 Watt. Sedang tahanan kawat

mempunyai nilai 1Ω sampai 100 KΩ dengan ukuran daya 3 Watt sampai ratusan Watt.

Contoh Soal : Jika kutub (–) dan kutub (+) suatu sumber tegangan listrik (accumulator) dihubung dengan kawat penghantar melalui beban listrik (lampu), maka ke arah mana arus listrik mengalir, apakah dari kutub (–) ke kutub (+) atau sebaliknya ? Terangkan !

-

-

- -

- -

-

- -

-

- -

-

-

+

+

+ +

+

+ +

+

+ +

+

+ +

+

+

-

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-



22/49

2.1.7. Menghitung Nilai Tahanan (R) Suatu Kawat Penghantar

Dimana :

R = Tahanan kawat ( ). (Rho) = Tahanan jenis kawat.(mm2 /m) L = Panjang kawat (meter) A = Luas penampang kawat (mm2)

Besar Tahanan Jenis () Dari Beberapa Bahan

No. Nama Bahan = Tahanan Jenis pada 150 C. (mm2 / m)

Koefisien pada suhu 150 C α

A. Bahan Logam

1. Tembaga keras 0,0175 0,004

2. Tembaga lunak 0,0167 0,0037

3. Walfram 0,055 0,0040

4. Aluminium 0,030 0,0039

5. Perak 0,016 0,0036

6. Emas 0,022 0,0035

7. Besi 0,12 0,0045

8. Baja 0,1- 0,25 0,0052

9. Nikel 0,12 0,0037

10. Seng 0,061 0,0037

11. Air Raksa 0,95 0,0009

12. Timah hitam (timbel) 0,21 0,0037

13. Bismuth 1,2 0,004

14. Platina 0,095 0,0024

15. Arang 100-1000 - 0,0003 - (- 0,0007)

A

Gambar 2-1-12 : Dimensi Kawat

L x

A R =

L



23/49

16. Tungsten 33,8 0,005

B. Bahan logam paduan

1. Nikelin 0,42 0,0002

2. Nikelchroom 1,00 0,0003

3. Perunggu 0,03 0,001

4. Manganin 0,42 0,00001

Koefisien suhu dari tahanan α ( huruf Yunani Alpha) menunjukkan berapa

banyak perubahan nilai tahanan bila suhunya berubah. Nilai positip untuk α (alpha)

berarti tahanan naik dengan kenaikan temperatur atau suhu. Nilai negative berarti

tahanan menurun dan α (alpha) nol berarti tahanan konstan.

Biarpun untuk suatu bahan α (alpha) mungkin sedikit berubah dengan

perubahan suhu, suatu kenaikan tahanan dalam kawat yang disebabkan oleh

kenaikan suhu dapat ditentukan secara mendekati dengan rumus:

Rt = Ro + Ro ( αΔT)

Dimana : Rt = Hambatan pada suhu yang lebih tinggi, ohm Ro= Hambatan pada suhu 200 C, ohm α = Koefisien suhu, ohm/ 0 C ΔT= Kenaikan suhu diatas 200 C, 0 C

Contoh Soal :

Kawat tungsten mempunyai hambatan 10 ohm pada suhu 200 C, Hitunglah hambatan pada 1200 C,



24/49

2.1.8. Pengukuran Tahanan, Pengukuran tegangan, dan Pengukuran Arus

a. Rangkaian Pengukuran Tahanan b. Rangkaian Pengukuran Tegangaan. c. Rangkaian Pengukuran Arus

Gambar 2-1-13 : Rangkaian Pengukuran Tahanan, Tegangan dan Arus

Tahanan listrik (R) diukur dengan Ohm meter dan cara mengukurnya Ohm meter dipasang paralel dengan tahanannya (rangkaian bebas dari tegangan listrik).

Tegangan listrik pada beban (R) diukur dengan Volt meter yang dipasang paralel dengan beban (beban R dihubung pada sumber tegangan)

Arus listrik yang mengalir ke beban (R) diukur dengan Ampere meter yang dipasang seri dengan beban (beban R dihubung pada sumber tegangan).

2.1.9. Hukum Ohm

Hukum ohm mengatakan bahwa besar arus listrik berbanding lurus dengan nilai

tegangannya dan berbanding terbalik dengan nilai tahanannya

R V E R

+

-

A

E R

+

-

I = E / R E = I x R R = E / I

Gambar 2-1-14 : Rangkaian Tertutup

+

– E R

I

Dimana : I = Arus listrik dalam Ampere (Amp.) E = Tegangan listrik dalam Volt (V)

R = Tahanan listrik dalam satuan Ohm ()

+

– E R

I

V

A



25/49

2.1.10.Hukum Khirchoff I

Hukum Khichoff I menyatakan jumlah arus yang menuju ke suatu titik sama

dengan jumlah arus yang meninggalkan titik tersebut.

Gambar 2-1-15 : Percabagan Arus Listrik

2.1.11. Macam-macam Rangkaian Listrik

a. Rangkaian Tertutup : Rangkaian tertutup atau rangkaian lengkap adalah

suatu jalan yang tidak terputus untuk arus dari sumber gaya gerak listrik., melalui

sebuah beban dan kembali ke sumber. Suatu rangkaian listrik sederhana harus

mempunyai paling sedikit empat bagian, yaitu : sebuah sumber tegangan, penghantar,

sebuah beban dan suatu alat kontrol (saklar)

Pada rangkaian di atas sesuai hukum ohm berlaku rumus :

I = RLRs

E

Dimana : E = Besar tegangan sumber (Volt) I = Besar arus yang lewat pada pada rangkaian (Ampere) Rs = Nilai tahanan pada sakelar (Ohm)

I.t

i.1

i.2

i.3

I.t = i.1 + i.2 + i.3

Gambar 2-1-16 : Rangkaian Tertutup

S

RL

Rs I +

– E



26/49

RL = Nilai tahanan pada beban (Ohm).

Karena nilai tahanan pada sakelar Rs sangat kecil (mendekati nol) maka Rs

dapat diabaikan, jadi besar arus yang mengalir adalah :

I = RLE

b. Rangkaian Hubung Terbuka :


I = RLRs

E

Dimana : E = Besar tegangan sumber (Volt) I = Besar arus yang lewat pada pada rangkaian (Ampere) Rs = Nilai tahanan pada sakelar (Ohm) RL = Nilai tahanan pada beban (Ohm).

Karena nilai tahanan pada sakelar Rs sangat besar (mendekati tak terhingga)

maka besar arus yang mengalir adalah nol (tidak ada arus yang mengalir pada

rangkaian)

C. Rangkaian Hubung Singkat :


Gambar 2-1-17 : Rangkaian Terbuka

S

I +

– E

R.s

RL

Gambar 2-1-18 : Rangkaian Hubung Singkat

S

RL Rs I.sc +

– E

R.ka

wat



27/49

I.sc = kawatRRS

E.

Dimana :

E = Besar tegangan sumber (Volt) I.sc = Besar arus short circuit yang lewat pada pada rangkaian (Ampere) Rs = Nilai tahanan pada sakelar (Ohm) R.kawat = Nilai tahanan pada beban (Ohm).

Karena nilai tahanan pada sakelar Rs nilainya sangat kecil (mendekati nol),

demikian juga tahan kawat nilainya sangat kecil (mendekati nol), maka besar arus

yang mengalir I.sc adalah sangat besar (mendekati tah terhingga)

Hubung singkat secara umum disebut konslet dan rangkaian hubung singkat

biasanya disebabkan oleh hubungan yang tidak sengaja dimana antar dua titik (kutub

+ dan kutub -) berhubungan secara langsung yang menyebabkan tahanannya sagat

kecil (mendekati nol) dan mengakibatkan arus mengalir pada rangkaian sangat tinggi

dan sangat membahayakan bagi rangkaian.

2.1.12. Daya Listrik (P)

James Watt menemukan satuan daya listrik, yaitu Watt (W) dan watt ini

merupakan satuan SI dari daya listrik. Simbol dari daya listrik adalah P

atau

Di mana : P = Daya listrik (watt)

V = Tegangan listrik (Volt)

I = Arus listrik (Ampere)

Oleh James Watt ditemukan pula satua daya mekanik dari output motor listrik,

yaitu Horse Power (HP), sehingga perlu dirubah menjadi satuan SI – Watt. Besar daya

listrik 1 HP = 736 Watt untuk sistem Eropa dan 1 HP = 746 Watt untuk sistem Amerika.

2.1.13. Energy Listrik atau Usaha Listrik (A)

Energy listrik adalah adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja.

Satuan dari energy adalah watt jam atau Joule, tetapi pada pemakain praktis sehari-

P = V x I P = I2 x R



28/49

hari satuan dari energy listrik ini banyak kita jumpai dalam satuan Kilo watt jam (Kilo

watt hour/KWH).

Dimana : A = Energy/Usaha listrik (watt jam) P = Daya listrik (watt) t. = Waktu (jam)

aian Beberapa Tahanan

a. Rangkaian Seri Beberapa Tahanan.

Rangkaian seri beberapa tahanan adalah rangkaian dari beberapa tahanan

yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga tidak ada arus yang dicabangkan

Gambar 2-1-19 : Rangkaian Seri Beberapa Tahanan

Besar tahanan antara titik A sampai D merupakan besar tahanan total (Rt) dari

ketiga buah tahanan di atas, dan besar tahanan total adalah :

b. Rangkaian Paralel.

Yang dimaksud rangkaian paralel beberapa tahanan yaitu rangkaian dari

beberapa tahanan yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga hanya mempunyai

dua titik hubung yang sama

A = P x t

Rt = R.1 + R.2 + R.3

R.1 A B C D R.2 R.3

Rt = R.AD = R.AB + R.BC + R.CD



29/49

Gambar 2-1-20 : Rangkaian Paralel Beberapa Tahanan

Besar tahanan antara titik A dan B merupakan besar tahanan total (Rt) dari

ketiga buah tahanan di atas, dan besar tahanan totalnya adalah :

Rt1

= 1.

1R

+ 2.

1R

+ 3.

1R

Untuk paralel dua buah tahanan dapat dihitung dengan rumus sbb. :

Gambar 2-1-21 : Rangkaian Paralel Dua Buah Tahanan

2.1.15. Rangkaian Seri Berarus

Gambar 2-1-22 : Rangkaian Seri Berarus

V.1

R.1 R.2 R.3

Es

I

V.3 V.2

V.S

A B C D

+ -

R.t = R.1 x R.2

R.1 + R.2

R.1

A

B

R.2 R.3 R.t

A

B

R.1 R.2

A

B



30/49

Arus yang mengalir pada tiap-tiap tahanan besarnya sama, yaitu besarnya

sama dengan arus I

Tegangan pada tiap-tiap tahanan besarnya tidak sama, tergantung besar

masing-masing tahanan.

Tegangan antara titik A dan D merupakan tegangan total (Rt), besar tegangan

total adalah :

Daya total (P.total) terdisipasi :

2.1.15. Rangkaian Paralel Berarus

Gambar 2-1-23 : Rangkaian Paralel Berarus

I = I R.1 = I R.2 = I R.3

E.AB = V.1 = I x R.1 E.BC = V.2 = I x R.2 E.CD = V.3 = I x R.3

E.AD = E.AB + E.BC + E.CD

Et = V.1 + V.2 + V.3 Es = Et

P total = I x E.AD P total = I 2 X R.total

Es

R.2

R.1

R.3

A B

I.t i.3

A.1

A.2

A.3

A.0

i.2

i.1

+ -



31/49

Besar tegangan sumber sama dengan besar tegangan pada tiap-tiap tahanan

Besar arus utama (arus total) merupakan penjumlahan dari semua arus cabang

Arus yang mengalir pada tiap-tiap tahanan (arus cabang i.1, i,2 dan i.3) besarnya tidak sama, tergantung dari besarnya tiap-tiap tahanan

2.1.17. Tegangan Jatuh Pada Kawat Penghantar

Besar tahanan kawat penghantar listrik relatif nilainya kecil, namun jika pada

suatu instalasi kita memakai kawat dengan diameter kecil serta memasang beban

listrik seperti motor listrik yang letaknya relatif jauh dari sumber tegangan maka

tahanan kawat pada instalasi tersebut akan ada nilainya dan dapat dihitung seperti

dibahas pada bab 2.1.12 di atas. Tahanan kawat ini jika nilainya terlalu besar akan

dapat mempengaruhi kerja dari suatu beban listrik karena adanya penurunan (drop)

tegangan (∆e), sehingga beban listrik mendapat tegangan suplai lebih rendah dari

tegangan kerjanya.

E R.1 = E R.2 = E R.3 = Es Tegangan pada R.1 (E R.1) = i.1 x R.1 Tegangan pada R.2 (E R.2) = i.2 x R.2 Tegangan pada R.3 (E R.3) = i.3 X R.3 Tegangan pada sumber (Es) = I.t x R.t

I.t = i.1 + i.2 + i.3

i.1 = 1.

.RABE =

1..

RsE

i.1 = 1.

.RABE =

1..

RsE

i.1 = 1.

.RABE =

1..

RsE



32/49

Gambar 2-1-24 : Rangkaian Dengan Diperhitungkan Tegangan Jatuh Pada Kawat Penghantar

Em = Es - ∆e Dimana : Em = Tegangan pada motor (beban) (Volt) Es = Tagangan sumber (volt) ∆e = Tegangan jatuh pada kawat penghantar (volt) ∆e = I x R.kawat

E.s M

Em

+

∆e I



33/49

2.2. Mendemonstrasikan Pengetahun Tentang Dasar-Dasar Listrik AC

2.2.1. Induksi Elektro Magnetik.

Induksi Elektro magnetik yaitu adanya kerja timbal balik antara gejala-gejala

kelistrikan dan gejala-gejala kemagnetan secara induksi. Jadi kalau pada suatu kawat

penghantar terdapat arus listrik maka di sekitar kawat tersebut timbul gejala-gejala

kemagnetan. Sebaliknya bila sepotong kawat yang digerakkan dan memotong medan-

medan magnet maka pada kawat tersebut timbul gejala-gejala kelistrikan. Gejala-

gelaja kemagnetan dan gejala-gejala kelistrikan ini mempunyai sifat yang saling

mempengaruhi, dan inilah yang menjadi dasar dari prinsip kerja mesin listrik.

Mesin listrik yaitu mesin/alat untuk merubah tenaga mekanik menjadi tenaga

listrik (disebut motor listrik), atau sebaliknya yaitu merubah tenaga listrik menjadi

tenaga mekanik (disebut generator listrik). Dalam learning material ini hanya dibahas

menganai generator listrik, khususnya generator AC dengan maksud untuk

menjelaskan proses timbulnya listrik AC.

Alternating Current (AC) atau arus bolak-balik didefinisikan sebagai arus yang

mengalir maju-mundur dengan interval waktu yang teratur. Atau Arus bolak-balik

adalah arus listrik yang arah serta besarnya berubah berkala seiring dengan

perubahan waktu. Listrik arus bolak-balik (AC) ini dibangkitkan oleh generator AC

(dinamo AC). Generator AC (dinamo AC) adalah alat/mesin untuk merubah tenaga

mekanik/putar menjadi tenaga listrik AC. Prinsip kerja generator (dinamo) listrik secara

umum adalah bedasarkan percobaan Faraday.

Hukum Faraday : Bila sebuah kawat

penghantar listrik digerak-gerakkan

dalam medan magnet maka pada

kawat penghantar listrik tersebut akan

terbentuk Gaya Gerak Listrik (GGL)

yang besarnya sesuai dengan

banyaknya Garis-garis Gaya Magnet

(GGM) yang dipotong oleh kawat

penghantar listrik tiap detik Gambar 2-2-1: Timbulnya Gaya Gerak Listrik (GGL) Sesuai Percobaan Faraday



34/49

Hal ini juga berlaku jika yang berubah-rubah/bergerak adalah medan magnet,

sedang kawat penghantar pada posisi diam. Percobaan Faraday ini merupakan prinsip

kerja suatu generator.

Dari percobaan Faraday ini, untuk menentukan arah terbentuknya GGL induksi

pada kawat penghantar listrik dapat digunakan Hukum Tangan Kanan Flaming.

Arah GGL (I) meninggalkan/menjauhi kita Arah GGL (I) menuju/mendekati Kita

Gambar 2-2-3 : Arah Pergerakan Gaya Gerak Listrik (GGL) Sesuai Hukum Tangan Kanan Flaming

Fenomena ini bisa digambarkan seperti paku ulir yang

ditancapkan pada papan kayu, kalau kita putar searah

dengan jarum jam maka paku akan masuk kedalam

menjauhi kita, sebaliknya kalau kita putar berlawanan

arah dengan jarum jam, maka paku akan keluar atau

mundur ke arah kita.

Hukum Tangan Kanan Flaming : Bila

telunjuk, ibu jari dan jari tengah disusun

sedemikian rupa sehingga ketiga jari

tersebut saling tegak lurus, dimana ibu

jari menunjukkan arah gerakan kawat,

telunjuk menyatakan arah GGM, maka

arah terbentuknya GGL induksi pada

kawat penghantar listrik searah dengan

arah jari tengah.

Gambar 2-2-2 : Kaidah Tangan Kanan Flaming

U S U S



35/49

2.2.2. Sumber Listrik AC.

1. Prinsip kerja generator AC :

Gambar 2-2-4 : Prinsip Kerja Generator AC

keterangan gambar :

1. Lampu 4. Sikat. 2. Magnit parmanen 5. Kumparan/lingkaran kawat 3. Poros dengan puli 6. Slip ring

Jika kumparan/lingkaran kawat diputar di dalam medan magnet maka kawat

akan memotong garis-garis gaya magnet sehingga pada kumparan kawat penghantar

tersebut akan timbul tegangan/arus listrik yang besar maupun arahnya selalu berubah-

rubah setiap saat. Tegangan/arus yang terjadi pada kumparan kumparan dialirkan ke

beban lampu melalui slipring dan sikat-sikat.

Pada kedudukan awal (posisi sudut 00 ) maka pergerakan belitan kawat sejajar

dengan arah flux magnet sehingga tidak ada garis gaya magnet (GGM) yang terpotong

sehingga tidak ada arus maupun tegangan yang diinduksikan sehingga besar

tegangan/arus pada ujung-ujung kumparan adalah nol. Selanjutnya kumparan berputar

dari 00 hingga 900 atau seperempat putaran maka ada GGM yang dipotong oleh



36/49

kumparan, dimana jumlah GGM yang dipotong akan semakin besar dan mencapai

maksimum pada sudut 900. Dengan demikian besar tegangan/arus yang ditimbulkan

juga akan semakin besar dan mencapai maksimum pada kedudukan 900 .

Jika kumparan berputar dari posisi 900 ke posisi 1800 maka jumlah GGM yang

dipotong akan semakin sedikit sehingga tegangan/arus yang ditimbulkan juga akan

semakin kecil dan tepat pada posisi 1800 nilai tegangan/arus pada ujung-ujung

kumparan menjadi nol.

Jika kumparan berputar dari posisi 1800 menuju posisi 2700 maka jumlah GGM

yang dipotong oleh kumaparan akan naik dari nol hingga mencapai harga maksimum

pada sudut 2700 .Oleh karena itu tegangan/arus yang ditimbulkan juga akan naik dari

nol hingga mencapai harga maksimum pada sudut 2700. Selanjutnya kumparan

berputar dari posisi 2700 menuju posisi 3600 maka jumlah GGM yang dipotong oleh

gulungan kawat, dari maksimum berkurang hingga menjadi nol. Tegangan/arus yang

ditimbulkan mempunyai harga dari maksimum berkurang hingga menjadi nol (pada

posisi 3600). Karena arah tegangan/arus berlawanan dengan arah tegangan/arus saat

gulungan bergerak dari posisi 00 menuju 1800 maka tegangan/arus mempunyai nilai

negatip (-).

Gambar 2-2-5 : Bentuk Gelombang Sinus Dari Tegangan Listrik AC



37/49

Selanjutnya generator akan berputar kembali dengan siklus perputaran seperti

langkah-langkah di atas secara terus menerus, dan akan menghasilkan bentuk

gelombang tegangan/arus sbb :

Gambar 2-2-6 : Bentuk Gelombang Sinus Dari Tegangan/Arus Listrik AC

2.2.3. Besaran-besaran Listrik AC.

1. Peak Voltage (VP) dan Peak-to-peak Voltage (Vp-p) :

Peak voltage (VP) adalah tegangan puncak (nilai tertinggi dari gelombang

tegangan)

Peak-to-peak Voltage (Vp-p) adalah tegangan puncak ke puncak tegangan AC

Vp-p = 2 x Vp

2. Harga Effektif atau RMS dari Tegangan (Vrms) :

Harga efektif yaitu harga yang sebenarnya digunakan oleh beban

V / I

t



38/49

Vp = 2 x Vrms Vrms = Vp / 2 Vrms = 0.707 x Vp

3. Harga Rata-rata (Vave) :

Harga rata-rata merupakan tinggi rata dari gelombang (sinus) seperti gambar di

atas. Kalau Vave adalah tegangan rata-rata pada tegangan AC, dan Vp adalah

tegangan puncaknya, maka besar dari tegangan rata-rata adalah

Vave = V.rata – rata = Vp 2 = 0,637 Vp

4. Periode (T) :

Periode (T) adalah waktu yang diperlukan terbentuknya satu gelombang penuh

(siklus atau gelombang + dan gelombang –). Perioda dilambangkan dengan T dan

diberi satuan detik. Satu siklus atau satu gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh

kumparan dari posisi 00 sampai 3600.



39/49

5. Frekwensi (f) :

Frekwensi : yaitu jumlah gelombang (Cycle) yang dihasilkan tiap detik.

F = Cycle/detik (Hertz/HZ)

Frekwensi disimbolkan dengan f dan satuannya adalah Hertz (Hz). Listrik di

Indonesia menggunakan frekwensi 50 Hz, berarti tiap detiknya terdapat 50 gelombang

(cycle).` Hubungan frekwensi (f) dengan periode (T) dapat dituliskan sbb:

f = 1 / T

Gambar 2-2-7 : Bentuik Satu Gelombang (Satu Cycle) Dari Gelombang Sinus

Dalam kaitannya dengan konstruksi generator maka nilai frekwensi dapat

dituliskan sbb :

f = 60

Pxn atau f = 120pxn

Dimana :

f = Frekwensi (Hertz/Hz) P = Jumlah pasang kutub (buah) p = Jumlah kutub (buah) n = Jumlah Rpm (putaran per menit)

U

S

Gambar 2-2-8 : Kontruksi Generator Dengan Satu Pasang Kutub (Dua Buah Kutub)



40/49

2.2.4. Jenis Beban Listrik AC :

a. Beban Resistip ( R)

Tahanan Resistansi (R) adalah sebuah tahanan berupa tahanan resistor,

kawat nikelin, tahanan variabel dan tahanan ini disebut juga dengan tahanan murni.

Satuan tahanan Resistip adalah Ohm (Ω). Pada beban R tegangan dan arus akan

sefasa, yaitu akan mencapai harga maksimum dan harga minimum pada saat yang

sama, seperti pada gambar di bawah. Besar daya listrik yang diserap oleh beban R

(P), tegangan (V) dan arus I dapat digambarkan secara vektor seperti gambar di

bawah

Gambar 2-2-9 : Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus dan Arah Vektor

Pada Rangkaian Listrik Dengan Beban Resistip R

b. Beban Induktip (XL)

Beban induktif terjadi karena efek kemagnetan seperti yang terjadi pada beban

berupa lilitan kawat seperti motor listrik, kipas angin, motor kompresor dan balast

V

I

900 00 1800 2700 3600

V / I

t ~

R. V

I

P = V x I

I. V. P.

a. Rangkaian dengan beban Resistip R

b. Bentuk gelombang tegangan dan arus pada beban Resistip R

c. Arah vector V, I dan P pada beban resistip



41/49

lampu TL. Inti besi yang dililiti kawat dan dialiri arus listrik akan menimbulkan gaya

gerak magnet (GGM) pada inti besinya, dan flux magnet bergerak dari kutub utara ke

kutub selatan melintasi belitan kawat itu sendiri. Karena flux magnet terpotong oleh

belitan kawat, maka pada kawat tersebut timbul gaya gerak listrik (GGL), dan GGL ini

arahnya berlawanan dengan GGL penyebabnya.

Dengan kata lain arus sumber yang masuk ke dalam lilitan akan menimbulkan

efek kemagnetan pada inti besi, dan efek kemagnetan tersebut akan menimbulkan

terjadinya arus listrik pada lilitan kawat yang arahnya berlawanan dengan arus sumber

yang masuk ke dalam lilitan. Kondisi ini menyebabkan timbulnya beban induktip (XL)

dan mengakibatkan lilitan kawat menjadi panas.

Gambar 2-2-10 : Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus dan Arah Vektor

Pada Rangkaian Listrik Dengan Beban Induktip XL

Sesuai hukum Ohm berlaku : VL IL = XL

P = V x I

a. Rangkaian dengan beban Induktip (XL)

c. Arah vector V, I dan P pada beban Induktip

XL = 2 π f L Ohm

V

I

P

900

V / I V I

900 00 1800 2700 3600

t

Q

Q = 900

b. Benuk gelombang tegangan dan arus pada beban Induktip XL

~

XL. V

I



42/49

dimana :

XL = Reaktansi induktif ( Ohm) f = Frekwensi (hertz) L = Induktansi (henry)

c. Beban Capasitip (XC)

Gambar 2-2-11 : Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus dan Arah Vektor Pada Rangkaian Listrik Dengan Beban Capasitip (XC)

Sesuai hukum Ohm berlaku : VC IL = XC

dimana :

XC = Reaktansi capasitif (Ohm) f = Frewensi (hertz) C = Kapasitansi kapasitor (farad)

V I

900 00 1800 2700 3600

V / I

t

Q

Q = 900

b. Benuk gelombang tegangan dan arus pada beban capasitp (XC)

a. Rangkaian dengan beban capasitip (XC)

c. Arah vector V, I dan P pada beban Kapasitp

P = V x I

XC= 1/ωC = 1/ (2π fC) Ohm

~

V XC

I

900

I

P

V



43/49

c. Beban Impedansi ZL (Campuran XL dan R)

Beban Impedansi ZL merupakan campuran antara beban Induktip (XL) dengan

beban resisitip (R). Jenis beban ini paling banyak dijumpai pada aplikasi sehari-hari.

Sebagai contoh beban motor listrik, kipas angin dan balast lampu TL, selain

mempunyai beban induktip (XL) yang diakibatkan dari efek kemagnetan juga

mempunyai beban resistip (R) pada belitan kawatnya.

Jika jenis beban ini dihubung pada sumber tegangan listrik AC maka gelombang

tegang beban akan mendahului gelombang arus sebesar sudut Q, dimana besar sudut

Q < 900 dan Q > 00

Gambar 2-2-12 : Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus dan Arah Vektor Pada Rangkaian Listrik Dengan Beban Impedansi ZL

Sesuai hukum Ohm berlaku : V IL = ZL

Q < 900 > 00

b. Benuk gelombang tegangan dan arus pada beban impedansi ZL

a. Rangkaian dengan beban capasitip (XC)

c. Arah vector V, I dan P pada beban impedansi ZL

P = V x I

~

V ZL

I

V I

900 00 1800 2700 3600

V / I

t

Q

ZL = √ R2 + XL2

c. Arah vector XL, R dan ZL

P

I

Q

V

XL ZL

R Q



44/49

dimana :

IL = Arus yang mengalir pada beban.

ZL = Impedansi (Ohm), R = Resistansi (Ohm) XL = Induktansi (Ohm)

2.2.5. Daya listrik AC

Gambar 2-2-13 : Rangkaian listrik dengan beban impedansi ZL

Sesuai rumus daya maka daya yang diserap oleh beban impedansi ZL sama

dengan I2 x ZL, satuannya Volt Ampere (VA). Daya ini merupakan daya yang diserap

dari sumber listrik, dan daya ini biasa disebut dengan daya semu.

Seperti diterangkan di atas bahwa dalam beban impedansi ZL ini merupakan

campuran dari beban resistip (R) dan beban induktip (XL). Daya listrik yang diserap

oleh beban R besarnya sama dengan I2 x R, satuannya Watt, dan daya ini biasa

disebut dengan daya nyata. Sedang daya yang diserap oleh beban induktansi XL

besarnya sama dengan I2 x XL, satuannya VAR, dan daya ini biasa disebut dengan

daya buta.

Antara daya nyata dan daya buta berbeda sudut 900 listrik. Penjumlahan daya

nyata dan daya buta merupakan daya semu dan ketiga macam daya listrik ini secara

vektor dapat digambarkan seperti gambar di bawah

Gambar 2-2-14 : Gambar vektor daya nyata, daya buta dan daya semu

V

I

Daya Nyata (Watt) - P

Daya Semu (VA) - S

Day

a B

uta

(VA

R) -

Q

Q

S2 = P2 + Q2



45/49

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa antara daya nyata dan daya buta

berbeda sudut phase 900 sedang antara daya nyata dan daya semu berbeda sudut

phasa sebesar Q.

Daya nyata merupakan daya listrik yang nyata-nyata diserap oleh beban untuk

dirubah menjadi energy lain seperti menjadi tenaga gerak/putar pada beban motor

listrik atau tenaga cahaya pada beban lampu. Sebagai contoh beban motor listrik

mempunyai daya 1 HP (746 Watt), ini berarti motor listrik membutuhkan daya listrik

sebesar 746 Watt untuk dirubah menjadi daya mekanik atau tenaga putar sebesar 1

HP. Jadi daya listrik yang dibutuhkan oleh motor dan diubah menjadi tenaga

gerak/putar dapat dikatakan sebagai daya nyata yang besarnya adalah I2 x R.

Selain beban resistip (R), pada motor juga mempunyai beban yang bersifat

induktip (XL). Daya listrik yang diserap oleh beban ini disebut daya buta (I2 x XL)

dimana daya buta ini diserap oleh motor dan dirubah menjadi panas. Daya buta ini

merupakan kerugian dalam pemakaian daya listrik, dan daya buta ini sulit ditiadakan.

Penjumlahan daya nyata dan daya buta merupakan daya semu (I2 x ZL), yaitu

daya listrik yang masuk ke beban (motor), atau daya listrik yang ditarik dari sumber

listrik.

a. Faktor Daya (Cos Q)

Faktor daya (Cos Q) adalah perbandingan antara daya nyata dengan daya

semu. Seperti gambar di atas dapat dilihat bahwa sudut Q merupakan sudut antara

daya nyata dengan daya semu. Jika daya nyata besarnya sama dan semakin besar

daya buta (daya yang hilang) maka sudut Q akan semakin besar dan faktor daya (Cos

Q) akan semakin kecil. Hal ini pemakaian listrik semakin boros. Sebaliknya jika daya

buta semakin kecil maka sudut Q akan semakin kecil dan faktor daya (Cos Q) akan

semakin besar, hal ini pemakian listrik semakin hemat.

Besar faktor daya (cos Q) akan maksimum jika harganya 1 (satu), hal ini berarti

daya buta besarnya nol, sehingga daya semu besarnya sama dengan daya nyata

(daya yang diserap dari sumber listrik sama dengan daya yang dibutuhkan oleh motor

untuk dirobah menjadi daya mekanik/putar).



46/49

Dengan membaca nilai faktor daya (Cos Q) pada peralatan listrik seperti motor

listrik, maka kita dapat menilai kualitas dari peralatan tersebut. Semakin besar nilai

faktor daya berarti pemakaian daya listriknya akan semakin hemat. Nilai faktor daya ini

dapat diperbaiki dengan memasang beban kapasitip (XC) karena arah XL dan XC

berlawanan (berbeda sudut phase 1800 listrik). Seperti diterangkan di atas bahwa pada

beban XL, tegangan mendahului (leading) 900 listrik terhadap arusnya, sedang pada

beban XC adalah sebaliknya, yaitu tegangan ketinggalan (lagging) 900 listrik terhadap

arusnya.

b. Daya Listrik AC 1 phase

Gambar 2-2-15 : Gambar rangkaian listrik 1 phase Dimana :

P = Daya listrik (watt) V = Tegangan listrik (volt) I = Arus listrik (Ampere) Cos Q = Sudut phase

c. Daya Listrik AC 3 phase dengan hantaran netral .

Gambar 2-2-16 : Gambar instalasi 3 phase dengan hantaran netral

P = V x I x Cos Q

L.1 (R)

L..2 (S)

L.3 (T)

N

M

Phse (Ph)

Netral (N)

I

V

L.3 L.2 L.1 Vpp

Vp Vp



47/49

Seperti gambar di atas jika ketiga beban besarnya sama maka daya totalnya :

Di mana :

P = Daya listrik (Watt) VP = Tegangan phase, yaitu tagangan antara phase dan netral (Volt) I = Arus (Ampere) Cos Q = Besar`sudut phase

d. Daya Listrik AC 3 phase tanpa hantaran netral

Gambar 2-2-17 : Gambar instalasi 3 phase tanpa hantaran netral

VL adalah tegangan line, yaitu tegangan antara phase dan phase. Besar

tegangan line lebih besar dibanding dengan tegangan phase, di mana VL = 3 x Vp

Jadi besar daya listrik yang diserap oleh beban motor seperti gambar di atas adalah :

Dimana :

P = Daya listrik (Watt) VL = Tegangan line (tegangan antara hantaran phase dengan phase) (Volt) I = Arus (Ampere) Cos Q = Faktor daya

P = 3 x Vp x I x Cos Q

P = 3 x VL x I x Cos Q

L.1 (R)

L..2 (S)

L.3 (T)

M 3 ~

VLp

VLp

VLp



48/49

BAGIAN 3- SUMBER INFORMASI LAIN :

Judul :Dasar-Dasar Teknik Listrik Pengarang: : Cevest dan Jika Penerbit : Depnaker Tahun Terbit : 1985 Judul : Teknik Listrik Praktis Pengarang: : Jhon B Robertson Penerbit: : Yrama Widya Tahun Terbit: : 1993 Judul: : Ilmu Listrik Pengarang: : Drs. Christian M Penerbit: : Angkasa Tahun Terbit : 1994 Judul: : Operator “J” Dalam Ilmu Listrik Bergabti Pengarang: : R. Djohari Wiratmadja Penerbit: : Ganaco N.V. Tahun Terbit : 1964 Judul: : Teknik Radio Transistor Pengarang: : J. Canny Penerbit: : Sekolah Pembangunan Prakarya International Bandung Tahun Terbit :


Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja- IND.LIS.01.001.01 0/20 Versi: Maret 2013

KEMENTERIAN TENAGA KERJA DAN TRANSMIGRASI R.I. DIREKTORAT JENDERAL PEMBINAAN PELATIHAN DAN PRODUKTIVITAS

BALAI BESAR LATIHAN KERJA INDUSTRI SERANG Jl. Pandeglang Km.3 Serang 42115, Telp. (0254) 200160 Fax. (0254) 214641

JUDUL UNIT : MENERAPKAN TEKNIK LISTRIK DASAR DI TEMPAT KERJA

KODE UNIT : IND.LS.02.012.01 KEJURUAN : LISTRIK INDUSTRI

BIDANG : INDUSTRI



DAFTAR ISI Halaman

BAGIAN 1 - KETENTUAN DAN DOKUMEN KERJA

1.1. Pendahuluan ........................................................................................... 3

1.2. Buku Kerja ............................................................................................... 3

1.3. Desain Buku Kerja ................................................................................... 3

1.4. Pelaksanaan Buku Kerja.......................................................................... 4

1.5. Pengenalan ............................................................................................. 4

1.6. Prasyarat ................................................................................................. 4

1.7. Hasil Pelatihan ......................................................................................... 4

1.8. Pengakuan Kompetensi Terkini ............................................................... 4

BAGIAN 2 – LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN TEORI DAN PRAKTEK

KEGIATAN 1 – Pengetahuan tentang Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja .............................................................................................. 5

Langkah 1 – Pelajaran ........................................................................................ 5

Langkah 2 – Respons Teori ................................................................................ 5

Langkah 3 – Penilaian....................................................................................... 18



BAGIAN 1 - KETENTUAN DAN DOKUMEN KERJA 1.1. Pendahuluan

Bagian kedua dari Modul ini adalah Buku Kerja. Buku Kerja Pelatihan ini berdasarkan pada Pelatihan Berbasis Kompetensi sebagai pendekatan untuk mendapatkan ketrampilan yang sesuai di tempat kerja. Buku Kerja pelatihan berbasis Kompetensi berfokus pada ketrampilan seseorang yang harus dimiliki di tempat kerja. Fokusnya adalah pada pencapaian ketrampilan dan bukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengikuti pelatihan.

Buku Kerja Pelatihan ini disusun berdasarkan pada Standar Kompetensi Nasional . Standar Kompetensi adalah pernyataan Pengetahuan, Ketrampilan dan Sikap yang diakui secara nasional. Modul pelatihan ini terdiri dari satu unit kompetensi yaitu Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja dengan kode unit IND.LIS.01.001.01 yang dijabarkan secara rinci dalam buku kerja.

Buku Kerja pelatihan ini adalah sumber untuk pelatih dan peserta pelatihan. Informasi yang dibutuhkan peserta pelatihan pada waktu melaksanakan praktek kerja Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja terdapat pada buku kerja.

Buku Kerja Pelatihan ini digunakan sebagai Kriteria atau langkah-langkah pelaksanaan pelatihan terhadap standar kompetensi di bidang Penerapan teknik listrik dasar di tempat kerja

1.2. Buku Kerja

Buku Kerja ini harus digunakan oleh peserta pelatihan untuk mencatat setiap pertanyaan dan kegiatan praktek baik dalam Pelatihan Klasikal maupun Pelatihan Individual/mandiri.

Buku ini diberikan kepada peserta pelatihan dan berisi :

Kegiatan-kegiatan yang dilakukan pada Buku Kerja ini akan membantu peserta pelatihan untuk mempelajari dan memahami informasi yang terdapat pada Bagian 2 Buku Informasi.

Kegiatan pemeriksaan praktek digunakan untuk memonitor pencapaian keterampilan peserta pelatihan.

Kegiatan pemeriksaaan dilakukan berdasarkan buku kerja untuk menilai pengetahuan peserta pelatihan.

Kegiatan praktek dilakukan untuk menilai kemampuan peserta pelatihan dalam melaksanakan praktek kerja.

1.3. Desain Buku Kerja

Buku Kerja ini didesain untuk dapat digunakan pada Pelatihan Klasikal dan Pelatihan Individu/mandiri.

Pelatihan Klasikal adalah pelatihan yang disampaikan oleh seorang pelatih



Pelatihan Individual/mandiri adalah pelatihan yang dilaksanakan oleh peserta dengan menambahkan unsur-unsur/sumber-sumber yang diperlukan dengan bantuan pelatih.

1.4. Pelaksanaan Buku Kerja

Pada Pelatihan Klasikal, pelatih akan :

menyediakan salinan Buku Kerja kepada setiap peserta pelatihan.

memastikan setiap peserta pelatihan memberikan jawaban/tanggapan dan menuliskan hasil tugas prakteknya pada Buku Kerja.

menggunakan Langkah Kerja untuk menilai jawaban/tanggapan dan hasil-hasil peserta pelatihan yang terdapat pada Buku Kerja.

Pada Pelatihan Individual/mandiri, peserta pelatihan akan :

menyelesaikan setiap kegiatan yang terdapat pada Buku Kerja.

memberikan jawaban pada Buku Kerja.

mengisi hasil tugas praktek pada Buku Kerja.

memberikan tanggapan pada langkah kerja yang diberikan oleh Pelatih.

1.5. Pengenalan

Pelatihan ini bertujuan memberi peserta petunjuk dan pengalaman praktek agar mampu Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja

1.6. Prasyarat

Sebelum memulai modul ini, Peserta pelatihan harus telah memiliki kemampuan awal sebagai berikut :

Keselamatan dan Kesehatan Kerja Listrik Dasar

1.7. Hasil Pelatihan

Menerapkan teknik listrik dasar di tempat kerja berbasis standard kompetensi.

1.8. Pengakuan Kompetensi Terkini

Jika seorang peserta menyatakan dia mampu / cakap dalam menyelesaikan tugas-tugas yang ditentukan pada hasil pelatihan, dia harus dapat membuktikan kemampuannya kepada pelatih.



Persyaratan Minimal Kemampuan Membaca, Menulis & Berhitung Untuk melaksanakan pelatihan secara efektif dan agar dapat mencapai standar

kompetensi diperlukan tingkat kemampuan minimal dalam membaca, menulis dan menghitung berikut:

Kemampuan membaca dan menulis

Kemampuan baca, interpretasi dan membuat teks. Kemampuan menggabungkan informasi untuk dapat menafsirkan suatu pengertian

Kemampuan menghitung

Kemampuan minimal untuk menggunakan matematika dan simbol teknik, diagram dan terminologi dalam konteks umum dan yang dapat diprediksi serta dimungkinkan untuk mengkomunikasikan keduanya yaitu antara matematik dan teknik.

Tingkat kemampuan yang harus ditunjukkan dalam menguasai kompetensi ini

Tingkat Karakteristik

1 Tugas-tugas rutin dalam prosedur sudah tercapai dan secara periodik kemajuannya diperiksa oleh instruktur.

2

Tugas-tugas yang Iebih luas dan lebih kompleks dengan peningkatan kemampuan diri untuk menangani pekerjaan secara otonomi. Instruktur melakukan pengecekan-pengecekan atas penyelesaian pekerjaan.

3 Bertanggung jawab atas aktifitas-aktifitas yang kompleks dan non-rutin yang diarahkan dan bertanggung jawab atas pekerjaan orang lain.



BAGIAN 2 - LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN TEORI DAN

PRAKTEK

Sumber Referensi Buku Informasi. Prosedur

1. Baca buku informasi

2. Baca petunjuk dan langkah kerja yang telah disediakan

3. Jawablah pertanyaan-pertanyaan yang telah disediakan.

Pertanyaan 1 : Sebutkan jenis muatan listrik yang saudara ketahui dan terangkat sifat-sifatnya ? Jawaban : Pentanahan

Pelatihan ini bertujuan agar peserta pelatihan memiliki pengetahuan tentang listrik dasar

KEGIATAN 1

Langkah 1 – PELAJARAN TEORI

Langkah 2 - RESPON TEORI



Pertanyaan 2 : Apa yang dimaksud dengan lubang (hole) dan sebutkan jenis muatan listrik pada lubang (hole) ? Jawaban : Pertanyaan 3 : Terangkan mengapa suatu benda dapat bermuatan listrik positif (+) dan terangkan mengapa suatu benda dapat bermuatan listrik negatif (-) ? a kutub Jawaban : Alat pemanas listrik Pertanyaan 4 : Terangkan mengapa arus listrik mudah mengalir melalui bahan konduktor seperti tembaga, allumunim dan emas ? Jawaban : Sakelar seri Pertanyaan 5 : Terangkan mengapa arus listrik tidak dapat mengalir melalui bahan isolator seperti PVC, porselin dan karet ? Jawaban : Pintu dengan arah membuka



Pertanyaan 6 : Terangkan apa yang dimaksud dengan arus listrik ? Jawaban : Pertanyaan 7 : Pada accumulator tertulis 60 AH (Ampere Jam). Terangkan apa arti dari tulisan 60 AH? Jawaban : Pertanyaan 8 : Sesuai hukum Coulomb dapat dituliskan persamaan : I = Q / t Sebutkan besaran-besaran listrik di atas dan sebutkan satuannya ? Jawaban : I = ....................................................................... satuannya ..................................... Q = ....................................................................... satuannya ..................................... t = ....................................................................... satuannya ..................................... Instalasi ini biasa dipasang pada rumah bertingkat maupun di hotel, codipasauang Pertanyaan 9 : Jika kutub (–) dan kutub (+) suatu sumber tegangan listrik (accumulator) dihubung dengan kawat penghantar melalui beban listrik (lampu), maka ke arah mana arus listrik mengalir, apakah dari kutub (–) ke kutub (+) atau sebaliknya ? Terangkan !

-

-

- -

- -

-

- -

-

- -

-

-

+

+

+ +

+

+ +

+

+ +

+

+ +

+

+

-

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-



Jawaban : Pertanyaan 10 : Terangkan apa yang dimaksud dengan tahanan listrik ? Jawaban : Pertanyaan 11 : Terangkan apa yang dimaksud dengan tegangan listrik ? Jawaban : Pertanyaan 12 : Diketahui instalasi listrik seperti gambar di bawah.

Jika untuk menjalankan motor listrik dipakai konduktor tembaga keras dengan luas penampang 1,5 mm2, dimana jarak antara motor dengan sumber tegangan adalah 150 meter maka hitunglah berapa ohm nilai tahanan kawat penghantar tersebut ?

Jawaban : Hijau

M E



Pertanyaan 13 : Sebuah beban listrik mempunyai tahanan R = 4 K dan dihubung pada tegangan sumber tegangan E = 40 Volt. Hitunglah berapa besar arus yang mengalir pada beban listrik tersebut ?

Jawaban :

Untuk memadamkan percikan api yang timbul kalau kawat leburnya putus Pertanyaan 14 : Seperti gambar pada contoh soal 12 di atas, jika diketahui tahanan R = 5 K, dan besar arus yang mengalir I = 300 mA, maka berapa nilai tegangan E ? Jawaban : Pertanyaan 15 : Sebutkan bunyi Hukum Ohm dan tuliskan rumusnya ? Jawaban :

+

– E 4 KΏ R

I



Pertanyaan 16 : Pada rangkaian terbuka seperti gambar di bawah, besar arus yang mengalir ke beban adalah nol (tidak ada arus yang mengalir). Buktikan dengan rumus bahwa besar arus I = 0 ? Jawaban :

a. Biru Pertanyaan 17 : Pada rangkaian hubung singkat seperti gambar di bawah, besar arus (I) yang mengalir adalah tak terhingga (∞). Buktikan dengan rumus ? Jawaban : Mega ohm meter (Megger)

S

I R.s

RL = 400 +

– E = 100 V

S

RL = 100 Rs I.sc

R.ka

wat +

– E = 100 V



Pertanyaan 18 :

Sebuah motor listrik mempunyai tahanan dalam R = 50 Ohm dan tegangan kerjanya 100 Volt. Jika motor dihubung pada sumber tegangan E = 100 volt dan beroperasi selama 48 jam maka hitunglah : a. Besar arus yang mengalir ke motor ? b. Besar daya listrik yang dipakai oleh motor tesebut ? c. Energy listrik yang dipakai oleh motor tersebut ? Jawaban : ≥ 50 volt Pertanyaan 19 : Hitunglah besar tahanan total dari rangkaian beberapa tahanan listrik sbb :

M +

– E

I

3 K.

R.1

6 K.

R.2

4 K.

R.3

6 K.

12 K.

R.5

R.6 3 K.

R.4

b a c

d



Jawaban :

a. Menanam elektroda tanah yang lebih banyak dan dihubung satu sama lainnya. Pertanyaan 20 :

Hitunglah :

a Besar tahanan total (Rt) ? b Besar arus I ? c Besar tegangan pada R.1 (E.ab) ? d Besar tegangan pada R.2 (E.bc) ? e Besar tegangan pada R.3 (E.cd) ? f Besar tegangan antara titik a dan c (E.ac) ? g Besar tegangan antara titik a dan d (E ad) ? h Besar daya total (P.total) ? i Besar daya yang diserap R.1 (P.1) ?

+

– Es

I

R.1

R.2

R.3

300 Ω

700 Ω

500 Ω

150 V

a

b

c

d



Jawaban :

Hubungan antara dua titik atau lebih dalam suatu sirkit melalui impedans yang sangat kecil mendekati nol



Pertanyaan 21 :

Hitunglah :

a Besar tahan total (R.total) ? b Besar arus total (I.total) ? c Besar arus cabang I.1 dan I.2 ? d Besar daya total (P.total) ? e Besar tegangan antara titik a dan c (E.ac) ? f Besar daya yang diserap oleh tahan R.2 (P.2) ? g Besar daya yang diserap oleh tahan R.3 (P.3) ? Jawaban : Arus lebih yang terjadi dalam sirkit pada waktu tidak ada gangguan listrik

3 K.

R.1

6 K.

R.2

6 K.

R.3

6 K.

3 K.

R.5

R.6 1 K.

R.4

b a c

d

Es

500 V

I.total

I.1

I.2

I.3

I.5

I.4



Pertanyaan 22 : Instalasi untuk mengoperasikan beban motor seperti gambar di bawah :

Jawaban :

1. Penghantar listrik bentuk pejal

2. Penghantar listrik bentuk berlilit

3. Penghantar listrik kawat serabut

\

Diketahui :

Jarak antara sumber tegangan Es dengan beban motor adalah 200 meter. Penghantar yang digunakan adalah tembaga dengan nilai ρ (rho) = 0,0175 dengan luas penampang A = 2,5 mm2.

Ditanyakan :

a. Tahanan kawat (R.kwt) ? b. Besar arus yang mengalir (I) ? c. Tegangan jatuh pada kawat

(∆e) ? d. Tegangan pada motor (Em) ?

+

– M Es 200 V

∆ e

Rm = 37,2 Ώ Em = …. ?

I = ….. ?



Pertanyaan 23 :

Sebuah motor listrik 1 phase tertulis pada name plate P = 5 HP, V = 220 Volts dan Cos Q = 0,6. Jika motor dihubung pada sumber tegangan 220 Volt maka hitunglah besar arus ( I ) yang diserap oleh motor tersebut ? Jawaban : Penghantar yang terdiri dari 3 inti kabel, contoh kabel NYM dan NYY

Pertanyaan 24 : Sebuah motor listrik 3 phase dengan daya 2 HP, tegangan kerja 380 V, Cos Q = 0,6. Jika motor beroperasi dalam hubungan bintang (Υ) pada jala-jala dengan tegangan line (VL) = 380 Volt, maka hitung besar arus yang mengalir ke motor ?

M

Phse (Ph)

Netral (N)

I

V

L.1 (R)

L..2 (S)

L.3 (T)

M 3 ~

VLp

VLp

VLp



Jawaban : Elbow digunakan untuk saluran kabel pada saluran sudut (bengkok) 900 atau digunakan untuk saluran kabel pada pekerjaan yang sulit atau dengan menggunakan pipa besar.

Pertanyaan 25 : Dari hasil pengukuran beban lampu TL 40 W/220 V, yang dipasang pada sumber tegangan V = 220 Volt, ternyata terbaca pada meter, yaitu pada Watt meter = 40 Watt, Ampere meter = 250 mA dan Volt meter = 220 V.

Hitunglah :

a. Besar daya nyata (P) ? b. Besar daya semu (S) yang diserap beban ? c. Besar factor daya (Cos Q) ? d. Besar daya buta (Q) ? e. Besar tahanan R beban ? f. Besar tahanan induktasi XL beban ? g. Besar tahanan impesansi ZL beban ?

Jawaban :



Ya

Semua pertanyaan di atas dijawab dengan benar

Langkah 3 - PENILAIAN

MATERI PELATIHAN BERBASIS KOMPETENSI MENERAPKAN TEKNIK …

Documents

Transcript of MATERI PELATIHAN BERBASIS KOMPETENSI MENERAPKAN TEKNIK …