Sesi 01 Satuan Sistem Internasional
-
Upload
rizalptium -
Category
Documents
-
view
72 -
download
4
Transcript of Sesi 01 Satuan Sistem Internasional
Satuan Sistem Internasional
Oleh:
I Made Wirawan
Sistem Satuan
Pada awal perkembangan teknik pengukuran, dikenal dua
sistem satuan yaitu
a) sistem metrik (dipelopori Perancis sejak 1795) dan
b) sistem CGS (centimeter-gram-second) yang dipelopori oleh
Amerika Serikat dan Inggris
(Amerika Serikat dan Inggris juga menggunakan sistem metrik
untuk kepentingan internasional)
Sejak tahun 1960 dikenalkan Satuan Sistem Internasional (SI
Unit) sebagai kesepakatan internasional.
Secara praktis besaran listrik yang sering digunakan
adalah volt, amper, ohm, henry, dsb. Kini satuan SI
sudah membuat daftar besaran, satuan dan simbol
dibidang kelistrikan dan kemagnetan yang berlaku
internasional.
Satuan Sistem Internasional Dasar
Ukuran Standar Kelistrikan
Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting, karena
sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang diakui oleh
komunitas internasional. Ada enam besaran yang berhubungan
dengan kelistrikan yang dibuat sebagai standart, yaitu standar
1. amper,
2. resistansi,
3. tegangan,
4. kapasitansi,
5. induktansi,
6. kemagnetan dan
7. temperatur.
Ukuran Standar Kelistrikan
1. Standar ampere, menurut ketentuan Standar
Internasional (SI) adalah arus konstan yang dialirkan pada
dua konduktor didalam ruang hampa udara dengan jarak 1
meter, diantara kedua penghantar menimbulkan gaya = 2 x
10-7 newton/m panjang.
2. Standar resistansi, menurut ketentuan SI adalah kawat
alloy manganin resistansi 1Ώ yang memiliki tahanan listrik
tinggi dan koefisien temperature rendah, ditempatkan
dalam tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan
temperatur atmospher.
Ukuran Standar Kelistrikan
3. Standar tegangan, ketentuan SI adalah tabung gelas Weston
mirip huruf H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positip
berisi elektrolit mercury dan tabung electrode negatip diisi
elektrolit cadmium, ditempatkan dalam suhu ruangan. Tegangan
electrode Weston pada suhu 20°C sebesar 1.01858 V.
4. Standar Kapasitansi, menurut ketentuan SI, diturunkan dari
standart resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan
menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui
resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar
kapasitansi (Farad).
Ukuran Standar Kelistrikan
5. Standar Induktansi, menurut ketentuan SI, diturunkan
dari standar resistansi dan standar kapasitansi, dengan
metode geometris, standar induktor akan diperoleh.
6. Standart temperature, menurut ketentuan SI, diukur
dengan derajat Kelvin besaran derajat kelvin didasarkan
pada tiga titik acuan air saat kondisi menjadi es, menjadi
air dan saat air mendidih. Air menjadi es sama dengan
0°Celsius = 273,16°Kelvin, air mendidih 100°C.
Ukuran Standar Kelistrikan
7. Standar luminasi cahaya, menurut ketentuan SI adalah
Kandela yaitu yang diukur berdasarkan benda hitam seluas
1 m2 yang bersuhu hk lebur platina ( 1773 oC ) akan
memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat
cahaya sebesar 6 x 105 kandela.
Satuan Sistem Internasional Turunan
Satuan Tambahan Notasi
1. Arus Listrik
Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus
menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat
perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang
jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah
Ampere.
Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal
negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam
terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal
negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap
berlawanan dengan arah gerakan elektron.
Arus Listrik
“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:
I = Q/t (ampere)
Dimana:I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampereQ = Besarnya muatan listrik, coulombt = waktu, detik
Kuat Arus Listrik
Kuat arus listrik adalah arus yang tergantung pada banyak
atau sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati
suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Definisi :
“Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat
memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni
dalam satu detik”.
Arus Listrik
“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”
“Muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif.
Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif
dibawa oleh elektron. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan
proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x
10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak,
muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
Rapat Arus
Difinisi :
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas
penampang kawat”.
Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara
merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A
mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka
kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika
penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan
arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).
Kerapatan arus listrik
Tahanan dan Daya Hantar Penghantar
Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus
listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik
yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom
terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan
aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat
hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya
terjadi gesekan elektron denganatom dan ini
menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar
memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.
Tahanan didefinisikan sebagai berikut :
“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"
Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:
“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik
terhadap daya hantar arus:
R = 1/G
G = 1/R
Dimana :
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]
Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.
“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :
R = ρ x l/q
Dimana :
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m] l
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]
"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika
temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat
akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian
kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan
penghantar"
Potensial atau Tegangan potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat
lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:
V = W/Q [volt]
Dimana:V = beda potensial atau tegangan, dalam voltW = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau jouleQ = muatan listrik, dalam coulomb
RANGKAIAN LISTRIK
Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila
dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban
Cara Pemasangan Alat Ukur.
Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan
sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari
Volt meter sangat tinggi.
“alat ukur tegangan adalah voltmeter”
Pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal ini
disebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.
“alat ukur arus listrik adalah amperemeter”
Hukum Ohm
Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus :
I = V/R
V = R x I
R = V/I
Dimana;
I = arus listrik, ampere
V = tegangan, volt
R = resistansi atau tahanan, ohm
Formula untuk menghtung Daya (P)
Besaran daya dalam satuan watt adalah:
P = I x V
P = I x I x R
P = I² x R
Definisi
Satuan farad (F) adalah kapasitansi dari sebuah kapasitor
antara pelat-pelat dengan selisih 1 volt bilamana muatan
listrik sebesar 1 coulomb.Oleh karena itu, 1 farad = 1
coulomb/volt
Besaran Henry (H) merupakan Induktansi suatu rangkaian
tertutup yang menghasilkan gaya gerak listrik 1 volt jika
arus listrik dalam rangkaian dengan rata-rata 1
ampere/detik.Oleh karena itu maka 1 henry = 1 volt detik
per ampere
Satuan Hertz(Hz) merupakan nilai frekuensi dengan suatu
fenomena periodic yang mempunyai priode 1 detik
Definisi
Energi Joule(J) adalah kerja yang dilakukan jika suatu benda dipindah sepanjang 1 meter dengan gaya 1newton pada arah gaya.Dengan demikian maka 1 joule = 1 newton meter
Besaran Newton (N) merupakan gaya yang memberikan massa sebesar 1 kg suatu percepatan 1 meter per detik.
Satuan Ohm (Ω) merupakan resistansi listrik antar dua titik penghantar sebuah penghantar,bilamana antara kedua titik dipasang tegangan 1 volt maka akan menghasilkan arus sebesar 1 ampere
Definisi
Besaran Pascal (P) adalah satuan tekanan sebesar 1
newton permeter kuadrat
Sudut Radian (rad) merupakan satuan ukuran sudut datar
dengan titik tertinggi pada pusat lingkaran
Besaran Siemens (S) adalah satuan konduktansi listrik
sebesar kebalikan ohm yang biasa disebut Mho
Definisi
Steradian (sr) merupakan satuan ukuran sudut ruang
dengan titik tertinggi pada pusat bola
Tesla (T) merupakan satuan padat fluks magnet yang sama
besarnya dengan 1 weber/meter kuadrat
Besaran volt (V) merupakan perbedaan potensial listrik
antara dua titik suatu kawat penghantar yang dialiri arus
listrik constant sebesar 1 ampere.
Definisi
Satuan watt (W) merupakan daya yang menghasilkan
energy sebanyak 1 joule perdetik.
Besaran Weber (Wb) adalah fluks magnet yang jika
mengait satu putaran pada suatu rangkaian.