Upload
iin-kusuma-wardani
View
608
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kata listrik (electricity) berasal dari kata Yunani electron yang berarti
‘amber’. Amber adalah damar pohon yang membatu dan orang zaman dahulu
mengetahui bahwa jika anda menggosok batang amber dengan kain maka amber
tersebut akan menarik daun-daun kecil atau debu. Efek amber ini kita sebut
sekarang dengan nama listrik statis. Hal tersebut karena proses penggosokan dan
dikatakan memiliki muatan listrik total. Berawal dari itu semua, pengembangan
peradabab manuasiapun mulai berkembang.
Peralatan-peralatan listrik yang kita nikmati sekarang bermula dari
perangkat-perangkat kecil yang disebut dengan komponen listrik. Komponen
listrik tersebut disatukan menjadi suatu rangkaian terpadu.
Untuk lebih mengetahuai kegunaan dan cara kerja komponen-komponen
listrik tersebut, diperlukan suatu kegiatan untuk mendalami ilmu Elektronika
Dasar yang dikhususkan pada pokok bahasan Komponen dan Alat Ukur Listrik.
1.2 Ruang Lingkup
Dalam penyusunan laporan praktikum Elektronika Dasar ini, praktikan
membatasi pada pokok permasalahan komponen pasif (resistor, kapasitor,
induktor, dioda) dan komponen aktif (transistor) serta alat ukur listrik (multimeter,
osiloskop).
1.3 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mampu menggunakan berbagai komponen listrik
1
2. Mampu menggunakan alat-alat ukur seperti multimeter untuk mengukur
besaran-besaran elektronik yang diperlukan.
3. Mampu menggunakan osiloskop untuk berbagai pengukuran
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Komponen Listrik
Komponen pasif adalah komponen yang dapat berkerja tanpa adanya catu
daya. Adapun komponen-komponen yang termasuk komponen pasif yaitu :
1. Resistor
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk
menahan atau menagatur arus listrik dengan memproduksi penurunan
tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya.
Dengan resistor, listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan.
Resistor dengan simbol R dan lambang merupakan komponen pasif yang
dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Agar dapat menggunakan
resistor dengan baik kita perlu mengetahui beberapa hal seperti bahan
pembuatnya, nilai hambatan, toleransi, lesapan daya, derau dan perilakunya
pada frekuensi tinggi.
berdasarkan hukum Ohm:
Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama Georg Simon Ohm. Biasanya digunakan prefix miliohm, kiloohm dan megaohm.
(a) (b) (c)
Gambar 1. (a) Bentuk fisik dari resitor, (b) Simbol Resistor < Eropa>, (c) Simbol Resistor <US, Jepang>
3
Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit
elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering
digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film,
bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi
seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya
dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien
suhu, desah listrik, dan induktansi.
Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit
cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain
sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas
saat memboroskan daya.
Rangkaian Resistor
Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari
beberapa resistor. Rangkaian resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian
paralel.
1. Rangkaian Resistor Seri
Gambar 2. Rangkaian Resistor Seri
Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih
besar. Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap resistor sama
besar. R1, R2, dan R3 disusun secara seri, resistansi dari gabungan R1, R2, dan
R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rs. Resistor yang
4
dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat
dirumuskan: Jika semua nilai R yang disusun sama, dapat ditulis:
Rs = R1+ R2 + R3 + .... + Rn
dengan n banyaknya R yang disusun.
2. Rangkaian Resistor Paralel
Gambar 2. Rangkaian Resistor Paralel
Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi
yang lebih kecil. Pada rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-
masing resistor pada masing-masing resestor, tetapi tegangan pada ujung-
ujung resistor sama besar.Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1, R2,
dan R3 disusun secara paralel, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat
diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp. Resistor yang dirangkai
secara paralel mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan:
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn
Jika semua nilai R yang disusun sama besar, maka resistor penggantinya
dapat ditulis:
Rp = R / n
dengan n banyaknya R yang disusun.
5
Jenis Resistor
Berdasarkan nilainya resistor dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :
1. Fixed Resistor yaitu resistor yang niulai hambatannya tetap
2. Variabel Resistor yaitu resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-
ubah
3. Resistor non-linier yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier
karena pengaruh lingkungan misalnya suhu dan cahaya
Fixed Resistor
Hal-hal yang harus diperhatikan :
- Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut
- Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima
resistor tersebut.
- Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-
nya dibandingkan resistor dari bahan karbon.
Gambar 3. Bentuk fisik resistor tetap
Resistor Variabel
- Trimpot, yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah
dengan menggunakan obeng.
- Potensio, yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah
langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara memutar
poros engkol atau mengeser kenop untuk potensio geser.
Gambar 4. Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Trimpot
6
Gambar 5. Contoh Bentuk fisik dari variable resistor jenis Potensio
(a) (b)
Gambar 6 Simbol Resistor variabel (a) untuk Amerika, Jepang (b) untuk Eropa
Resistor non-linier
Bentuk fisik dari resistor non-linier yaitu :
(a) (b) (c)
Gambar 7. Bentuk fisik dan simbol dari resistor non-linier
Keterangan :
7
(a) PTC : Positive Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier
yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi
suhu yang mempengaruhi makin besar nilai hambatannya.
(b) NTC : Negative Temperatur Coefisien adalah jenis resistor non linier
yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi
suhu yang mempengaruhi makin kecil nilai hambatannya.
(c) LDR : Light Dependent Resistor adalah jenis resistor non linier yang
nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan intensitas cahaya yang
mengenainya. Makin besar intensitas cahaya yang mengenainya makin
kecil nilai hambatannya.
Identifikasi warna pita
Warna Pita pertama Pita keduaPita ketiga(pengali)
Pita keempat(toleransi)
Pita kelima(koefisien suhu)
Hitam 0 0 ×100
Cokelat 1 1 ×101 ±1% (F) 100 ppm
Merah 2 2 ×102 ±2% (G) 50 ppm
Oranye 3 3 ×103 15 ppm
Kuning 4 4 ×104 25 ppm
Hijau 5 5 ×105 ±0.5% (D)
Biru 6 6 ×106 ±0.25% (C)
Ungu 7 7 ×107 ±0.1% (B)
Abu-abu 8 8 ×108 ±0.05% (A)
Putih 9 9 ×109
Emas ×10-1 ±5% (J)
Perak ×10-2 ±10% (K)
8
Kosong ±20% (M)
2. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang
dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum
dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung
plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan
mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang
sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi.
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan
sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini
"tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.
Kapasitansi
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor
untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18
menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael
Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi
sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron
sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :
Q = CV …………….(1)
Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
C = nilai kapasitansi dalam F (farads)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Membaca Kapasitansi
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis
9
dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan
polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis
kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan
kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya
ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor
yang bertuliskan dua angka yaitu 47, maka kapasitansi dari kapasitor
tersebut adalah bernilai 47 pF.
Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal,
sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan
angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan
seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka
kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain
misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 =
2200 pF = 2.2 nF.
Ada dua tipe kapasitor, yaitu polar dan nonpolar/ bipolar. Perbedaan dari
keduanya adalah pada ketentuan pemasangan kaki-kakinya. Polaritas pada
kapasitor polar dapat diketahui melalui label polaritas (negatif atau positif)
kaki kapasitornya atau panjang-pendek kaki-kakinya. Pemasangan kapasitor
polar ini harus sesuai dengan polaritasnya. Sementara, untuk pemasangan
kapasitor nonpolar, tidak ada ketentuan pemasangan polaritas kaki-kakinya
karena itu pula pada kapasitor nonpolar tidak ada label polaritasnya.Desain
kapasitor, baik polar maupun nonpolar, ada dua bentuk, yaitu aksial dan
radial. Contoh bentuk kapasitor aksial dan radial ditunjukan pada Gambar 9
(a) (b)
Gambar 8. Jenis kapasitor(a) radial (b) aksial
Kapasitor polar
Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah contoh jenis
kapasitor polar. Rating tegangan kedua kapasitor tersebut rendah, yaitu 6.3
10
Volt – 35 Volt. Pada badan kapasitor tersebut tercetak label polaritas yang
menunjukan polaritas kaki komponen yang sejajar dengan label polaritas
tersebut.
Saat ini, nilai kapasitansi dan rating tegangan kedua jenis kapasitor
tersebut dapat dibaca langsung dari label yang tercetak dengan jelas pada
badan kapasitornya. Namun, pada kapasitor tantalum biasanya dicetak dengan
kode angka. Dahulu, mungkin saat ini juga masih ditemukan di beberapa toko
komponen elektronik, nilai kapasitansi dan rating tegangan kapasitor tantalum
dicetak dengan label kode warna. Kode warna tersebut mengikuti kode warna
standard (seperti kode warna pada resistor).
Besar muatan yang dapat disimpan oleh suatu kapasitor ditunjukan oleh
nilai yang tertera pada kapasitor tersebut. Besar muatan tersebut biasanya
ditulis dalam besaran piko (p), nano (n) dan mikro () Farad:
= 10-6, 1000000F = 1F
n = 10-9, 1000nF = 1F
p = 10-12, 1000pF = 1nF
(a) (b) (c)
Gambar 9. (a) simbol kapasitor polar, (b) kapasitor tantlum (c) kapasitor elektrolit
Kapasitor nonpolar
Kapasitor nonpolar memiliki rating tegangan paling kecil 50 Volt.
Kapasitor nonpolar yang banyak digunakan biasanya memiliki rating
tegangan 250 Volt atau lebih. Nilai kapasitansi kapasitor nonpolar yang
tercetak pada label berupa kode angka atau kode warna.
Hal-hal yang harus diperhatikan :
11
Label ”0.1” pada kapasitor paling kiri artinya bahwa kapasitor tersebut
memilki nilai kapasitansi 0.1F = 100nF. Contoh lain, label “4n7” artinya
nilai kapasitansi kapasitor tersebut adalah 4.7nF.
Aturan pembacaan kode warna kapasitor (gambar kedua dari kiri) mirip
dengan pembacaan kode warna resistor. Kode warna dibaca dari warna
paling atas:
warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi
warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi
warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF
warna keempat: toleransi
warna kelima: Rating tegangan
Misal, tiga warna pertama kapasitor tersebut adalah coklat-hitam-jingga
memiliki arti bahwa nilai kapasitansinya 10x103pF = 10000pF.
Aturan pembacaan kode angka pada jenis kapasitor seperti tampak pada
gambar ketiga adalah sebagai berikut:
angka pertama: angka pertama nilai kapasitansi
angka kedua: angka kedua nilai kapasitansi
angka ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF
huruf yang mengikuti angka-angka tersebut adalah nilai toleransi dan
rating tegangannya
Misalnya, label ”102” artinya 10x102pF=1000pF; ”472” artinya 4700pF
dengan toleransi ”J”, yaitu 5%.
Label ”470” pada gambar kapasitor nonpolar paling kanan artinya
kapasitor tersebut memiliki kapasitansi 470pF. Kapasitor jenis ini, yaitu
kapasitor polystyrene sudah jarang digunakan saat ini.
12
(a) (b)
Gambar 10. (a) Simbol Kapasitor, (b) Jenis-jenis Kapasitor
3. Induktor
Induktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan
berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk
menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan
Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang
dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang
kuat didalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah
salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang
arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk
memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau
kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya
merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas
kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat
menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan
daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya
didalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami
nonlinearitas karena penjenuhan.
Gambar 11. Simbol danbeberapa bentuk fisik dari konduktor
Jika terdapat arus yang mengalir pada inductor maka akan terbentuk
medan magnet, jika arus tersebut berubah maka medan magnet tersebut akan
13
berubah pula. Jika arus meningkat maka medan magnet juga akan meningkat.
Perubahan medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan pada koil. Hal
ini terjadi karena suatu sifat yang disebut dengan induksi diri atau sering
disebut dengan induktansi. Induktansi adalah ukuran kemampuan sebuah
inductor untuk membangkitkan suatu tegangan induksi sebagai akibat dari
perubahan arus yang mengalir pada inductor. Inductor dapat menyimpan
energy di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Inductor dibuat
dalam berbagai bentuk dan ukuran. Inductor dapat menyimpan energy
didalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Besar energy dinyatakan
dalam rumus :
W = ½ LI2
dimana :
W= energy dalam joule
L = induktansi dalam Henry
I = arus dalam Ampere
Jika arus listrik yang berubah-ubah mengalir dalam kumparan, maka
akan timbul medan magnetic yang berubah-ubah sehingga akan menyebabkan
adanya atau terinduksinya e.m.f yang akan bekerja melawan daya yang
membentuknya dan disebut e.m.f. “balik” yang tergantung pada jumlah lilitan
kumparan dan tingkat perubahan arus. Induktansi sebuah rangkaian atau
sebuah komponen adalah sifat atau kemampuan memproduksi e.m.f. kalau
arus yang berubah-ubah mengalir dalam rangkaian atau komponen itu yang
dinyatakan dalam rumus :
L = N dθ / dI
Sedangkan energy yang digunakan dalam pembentukan medan magnet
yang menyebabkan energy tersimpan dalam medan magnet sebesar
E = ½ LI2 joule
Induktor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan
arus listrik dalam bentuk induksi listrik, pada dasarnya induktor adalah suatu
komponen yang terbuat dari suatu kawat email(kawat dengan isolator) yang
14
dililitkan pada suatu inti, inti yang dimaksud dapat berupa inti udara, inti ferit
ataupun inti besi. satuan fungsi yang digunakan dalam induktor adalah
Henry(H). biasanya komponen induktor banyak dipakai dalam rangkaian
rangakaian radio transmitter dan receiver karena komponen ini tidak dapat
dipisahkan dari komponen capasitor yang membentuk rangkaian rangkaian
filter dan rangkaian oscilator.
4. Dioda
Dioda adalah merupakan jenis komponen pasif. Dioda memiliki dua
kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda . Dioda terbuat dari bahan semi
konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan. Semi
konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N
berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor
yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya
barier.Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt
yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum
dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja,
yaitu jika kutub anoda kita hubungkan pada tegangan + dan kutub katoda kita
hubungkan dengan tegangan - (kita beri bias maju dengan tegangan yang
lebih besar dari 0.7 volt) maka akan mengalir arus listrik dari anoda ke katoda
(bersifat konduktor). Jika polaritasnya kita balik (kita beri bias mundur) maka
arus yang mengalir hampir nol atau dioda akan bersifat sebagai isulator.
Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias
maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering
digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh
15
penggunaannya adalah pada rangkaian adaptor, DC power supply (Catu Daya
DC) dsb.
Gambar 12. Simbol dioda dan bentuk fisik dari dioda
Jenis-jenis dioda dan penggunaannya :
- Dioda silikon
Banyak digunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus,
pengaman tegangan kejut dsb. Contoh : 1N4001, 1N4007, 1N5404 dsb.
- Dioda zener
Digunakan untuk membatasi/mengatur tegangan. Contoh : zener 6.2 volt,
zener 3.2volt.
- Dioda Bridge
Empat buah dioda yang dirangkai menjadi rangkaian jembatan/bridge.
Banyak digunakan pada rangkaian catu daya sebagai penyearah gelombang
penuh (full wave rectifier). Contoh : B40C800, kiprox pada kendaraan
bermotor dsb.
- Dioda pemancar cahaya (LED)
LED adalah kepanjangan dari Light Emiting Diode (Dioda Pemancar
Cahaya). Diode ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar
16
1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indicator
dan peraga (display).
Penggunaan pertama dioda adalah demodulasi dari isyarat radio
modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio,
meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis
elektronik sederhana dan dikuatkan. Dioda digunakan untuk mengubah arus
bolak-balik menjadi arus searah. Contoh yang paling banyak ditemui adalah
pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, dioda digunakan untuk menyearahkan
arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah
alternator otomotif, dimana dioda mengubah AC menjadi DC dan
memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo
DC.
Adapun komponen aktif yaitu kompone yang dapat bekerja tanpa
adanya catu daya. Komponen aktif yang akan dibahas yaitu transistor.
Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,
sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,
modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi
semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan
inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari
sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus
yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang
melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting
dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor
digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras
suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian2
17
digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa
transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai
logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
Cara kerja Transistor
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi
utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang,
untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati
satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone dan ketebalan lapisan
ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran
arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu
jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam
FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan
depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar
dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari
daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang
diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel
untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis
transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal
positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal
tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat
menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal
kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai
penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis
biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100
untuk transistor-transisor BJT.
18
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated
Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau
Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate
dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor
antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET
menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk
sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan
tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi
input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol
tegangan input.
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan
depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan
dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel
FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan
dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif.
Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di
antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-
polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement
mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak
kategori:
* Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
* Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount,
IC, dan lain-lain
* Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET,
VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor
yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
* Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
19
* Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
* Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF
transistor, Microwave, dan lain-lain
* Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan
lain-lain
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron
sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga
daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor.
Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua
sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan
basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling
bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter
dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila
dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik
arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih
kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika
tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara
cepat.
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu
daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika
transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif.
Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya
beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya
dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.
Parameter ߠdari transistor merupakan perolehan arus maksimum yang
dapat diperoleh kalau transistor bekerja dalam ragam umum emitter (CE).
Beta dc (disimbolkan c) sebuah transistor didefinisikan sebagai rasio arusߤ
20
kolektor dc dengan arus basis dc. Beta dc juga dikenal sebagai gain arus
karena arus basis yang kecil dapat menghasilkan arus kolektor yang jauh
lebih besar.
Bias basis berguna didalam rangkaian-rangkaian digital karena
rangkaian tersebut biasanya dirancang untuk beroperasi didaerah jenuh dan
cutoff. Oleh sebab itu, mereka memiliki tegangan keluaran rendah ataupun
tegangan keluran tinggi. Rangkaian digital sering dinamakan rangkaian saklar
karena titik Q berubah diantara dua titik pada garis beban yaitu daerah jenuh
dan cutoff.
B. Alat Ukur
Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya nilai-
nilai dari suatu komponen elektronika. Dalam hal ini yang akan dibahas
yaitu:
1. Voltmeter
Voltmeter merupakan suatu alat ukur yang akan menunjukan beda
potensial pada sustu rangkaian. Meter ini selalu dipasang pararel pada
potensial yang berbeda. Voltmeter biasanya disusun secara paralel (sejajar)
dengan sumber tegangan atau peralataan listrik. Cara memasang voltmeter
adalah dengan menghubungkan ujung sumber tegangan yang memiliki
potensial lebih tinggi (kutub positif) harus dihubungkan ke terminal positif
voltmeter,dan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih rendah
(kutub negatif) harus dihubungkan ke terminal negatif voltmeter. Biasanya
voltmeter digunakan untuk mengukur sumber tegangan seperti baterai,
elemen Volta, atau aki.
Bagian-bagian voltmeter hanya terdiri dari skala penunjuk besarnya
tegangan, setup pengatur fungsi, dan kutub positif serta negatif. Selain
21
voltmeter sederhana, juga tedapat voltmeter elektronik yaitu voltmeter
elektronik analog dan voltmeter digital.
Kita dapat juga memperbesar batas ukur sebuah voltmeter sebesar n kali
batas ukur dasarnya (dengan arus skala penuh yang sama), yaitu dengan
memasang suatu hambatan luar secara seri. Untuk rangkaian pada gambar
3.3-b menunjukkan sebuah meter dasar dengan batas ukur arus maksimum
sebesar 1 mA akan digunakan untuk mengukur tegangan sebesar 2 V. Total
resistansi (resistor luar + resistor meter) adalah sebesar 2 V/1 mA = 2000 W
dengan demikian hambatan luar yang harus dipasang sebesar
RS = (2000 - 25) W = 1975 W
Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat
arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur
voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang
mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.
Gambar 13. Cara mengukur menggunakan voltmeter
2. Ohmmeter
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan
listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada
konduktor. Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya
arus listrik yang kemudian dikalibrasi ke satuan ohm.
22
Sebelum melakukan pengukuran, lepaskan dahulu hubungan rangkaian
dari sumber tegangan untuk mencegah rusaknya ohmmeter, dan lepaskan
hubungan komponen yang akan diukur dari bagian rangkaian yang lain.
Ohmmeter yang sederhana memerlukan sumber listrik kering untuk
mengalirkan arus memelalui suatu miliamperemeter atau mikroamperemeter.
Secara proporsional arusyang dilewatkan berbanding terbalik dengan
hambatan yang akan diukur.
Gambar 14. Rangkaian dasar Ohmmeter paralel
V = sumber tegangan searah/batere
RM = resistansi dalam meter M
Dalam keadaan tidak dipergunakan, saklar S harus dibuka agar batere V
tidak lekas menjadi lemah. Bila ohmmeter dipergunakan, maka saklar S
ditutup.
Mula-mula diambil RX = tak terhingga atau A-B dalam keadaan
terbuka, sehingga diperoleh arus melalui M + IM. Pada keadaan ini
pontensiometer R2 diatur agar arus melalui M mencapai harga maksimum
(skala penuh), sehingga:
I maks=V
R1+R2+RM
Kedudukan R2 jangan diubah lagi sehingga selalu terpenuhi persamaan
(8) dengan demikian akan diperoleh bahwa skala dengan RX = tak terhingga
terletak id sebelah kanan. Untuk RX = nol atau A-B dihubungsingkatkan maka
tidak ada arus melalui M atau I M= nol . Jadi skala nol ohm terletak di
sebelah kiri.
23
3. Amperemeter
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus
listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi
tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter,
voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan
mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada
rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan
dengan hambatan shunt.
Ampermeter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt
yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil,
sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.
Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang
mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan
gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar
arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.
Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen
listrik. Dalam praktikum sumber listrik arus searah , amperemeter biasanya
digunakan untuk mengukur besarnya arus yang mengalir pada kawat
penghantar.
4. Multimeter
Multimeter sering dignakan dalam pengukuran besaran-besaran listrik .
Selain itu alat ini juga atau biasa disebut AVO (ampere, volt, dan ohm) meter
yang artinya suatu alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus
listrik (I) dengan satuan ampere, mengukur tegangan listrik (V) dengan
satuan volt, dan untuk mengukur besarnya tahanan listrik (W) dengan satuan
ohm.
Kegunaan multimeter ini selain untuk mengukur besaran-besaran listrik
juga sangat berguna untuk mencari dan menemukan gangguan yang terjadi
pada semua jenis pesawat atau alat-alat elektronika.
24
(a) (b)
Gambar 15. (a) multimeter digital, (b) multimeter analog
Jenis Multimeter
Multimeter Non Elektronis
Multimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-
meter, VOM (Volt-Ohm-Meter), Multitester, atau Circuit Tester. Pada
dasarnya alat ini merupakan gabungan dari alat ukur searah, tegangan searah,
resistansi, tegangan bolak-balik. Untuk mengetahui fungsi dan sifat
multimeter yang dipergunakan pelajarilah baik-baik spesifikasi teknik
(technical specification) alat tersebut.
Multimeter Elektronis
Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum
Tube Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat
ini mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya rangkaian
elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan. Bacalah
spesifikasi alat tersebut. Perhatikan " resistasi dalam" (input resistance, input
impedance) pada pengukuran tegangan DC dan AC.
5. Osiloskop
Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk
dari sinyal listrik. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui dan mengamati
frekuensi, periode dan tegangan AC atau DC, fasa dan berbagai bentuk
gelombangdari sinyal. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display
dan panel kontrol.
Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna
warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar
terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontalyang membentuk
25
kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan
garis vertikal mewakili sumbu tegangan.
Pada bagian panel kontrol osiloskop terdapat dua kanal yang bisa
digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal
satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal
keluaran.
Contoh beberapa kegunaan osiloskop :
• Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
• Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
• Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
• Membedakan arus AC dengan arus DC.
• Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap
waktu.
Bagian kontrol yang tampak pada bagian depan osiloskaop dapat dibagi
menjadi tiga bagian : kontrol cahaya, kontrol penyimpanan X, dan kontrol
penyimpanan Y. Fungsi berbagai kontrol dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Layar. Biasanya dibagi-bagi kedalam kotak-kotak bujur sankar berisi 1 cm
dengan sumbuutama yang terbagai dalam skala ukuran 2 mm.
2. Penerangan skala. Kontrol hambatan variable sebauh lampu yang
menerangi skala ukuran pada layar.
3. Skalar penghidup daya. Jelas bahwa scalar ini tidak diaktifkan maka
indicator tidak menyala dan osiloskop tidak dapat digunakan.
4. Pengatur cahaya. Bagian mengontrol intensitas cahaya yang dapat
membuat cahay tetap ada pada layar dalam keadaan normal. Tetapi
janganlah terlalu lama mempertahankan gambar pada layar, sebab dapat
mengakibatkan terbakarnya fosfor pada permukaan layar.
5. Fokus. Mengatur letak atau jalur kurva sehingga tampak lebih jelas.
6. Astigmator. Kalau kontrol ini ada, ia dapat membantu mengubah bentuk
elips ke bentuk lingkaran.
7. Pemindahan Y. menggerakkan seluruh kurva dalam arah vertical.
26
8. Pengatur Y. Memperkuat atau memperlemah sinyal yang dating untuk
memperoleh ukuran vertical display yang sesuai. Biasanya berbentuk
saklar pengatur ukuran untuk berbagai posisi dalam sama satuan
persentimeter.
9. Osiloskop adalah instrumen ukur yang dapat menampilkan visualisasi
dinamis signal tegangan yang diukurnya.
Skema Gambar Osiloskop
Gambar 16. Tampilan Muka Osiloskop
Beberapa tombol pengatur yang penting:
Intensitas: mengatur intensitas cahaya pada layar.
Fokus : mengatur ketajaman gambar yang terjadi pada layar
Horizontal dan Vertikal: mengatur kedudukan gambar dalam arah
horizontal dan vertical
Volt/Div (atau Volts/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol
ditempatkan pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum
jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran.
Kedudukan tombol di luar menyatakan besar tegangan yang tergambar
pada layar per kotak (per cm) dalam arah vertikal
Time/Div (atau Time/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol di
tengah pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam)
menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran.
27
Kedudukan tombol diluar menyatakan factor pengali untuk waktu dari
gambar pada layar dalam arah horizontal
Sinkronisasi: mengatur supaya pada layar diperoleh gambar yang tidak
bergerak
Slope: mengatur saat trigger dilakukan, yaitu pada waktu sinyal naik (+)
atau pada waktu sinyal turun (-)
Kopling: menunjukan hubungan dengan sinyal searah atau bolak-balik
External Trigger: Trigger dikendalikan oleh rangkaian di luar osiloskop.
Pada kedudukan ini fungsi tombol “sinkronisasi”, “slope” dan “kopling”
tidak dapat dipergunakan
Internal Trigger: trigger dikendalikan oleh rangkaian di dalam osiloskop.
Pada kedudukan ini fungsi tombol “simkronisasi”, “slope” dan “kopling”
dapat dipergunakan.
28
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat
Osiloskop
Multimeter
Kapasitor 3 buah
Resistor 5 buah
Resistor kapur 1 buah
Transistor 1 buah
Dioda biasa 1 buah
Dioda zener 1 buah
Potensio 1 buah
LED 1 buah
Induktor 1 buah
Papan rangkai
3.2 Prosedur Kerja
1.Sediakan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk praktikum
2.Catat kode warna resistor,hitung manual, lalu ukur nilai hambatannya
menggunakan ohmmeter.
3.Perhatikan komponen resistor yang ada, catat nilai kapasitansi dan dapatkan
nilai tegangan kerja pada masing-masing kapasitor.
29
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Resistor
R 1 2 3 4 5Nilai
Warna
Hasil
Pengukuran
R1 Merah Merah Orange Emas -
22
KΩ
5
21,6 KΩ
± 5
R2 Cokelat Hitam Orange Emas -10 KΩ
± 5
9.92 KΩ
± 5
R3 Cokelat Hitam Kuning Emas -100 KΩ
± 5
100.9 KΩ
± 5
R4 Hijau Biru Cokelat Emas -0.56KΩ
± 5
594 KΩ
± 5
R5 Merah Ungu Hitam Merah Cokelat27 KΩ
± 1
2.68 K
± 1
Resistor Kapur
R = 10 Ω dengan kerja 5 Watt
Kapasitor Biasa
C = 0.1 µF
C = 1.0 x 102 pF
30
Kapasitor Keramik
Berukuran besar = C = 1.0 x 104 pF
Berukuran Kecil = C = 1.0 x 102 pF
Kapasitor Elektrolit
C = 4.7 µF dengan kerja 50 volt
4.2 Pembahasan
Pada beberapa resistor didapatkan hasil, bahwa hasil perhitungan
dengan menggunakan Multimeter tidak berbeda jauh. Namun pada resistor
empat dan lima didapatkan hasil yang berbeda jauh hal tersebut karena
keadaan fisik dari resistor tersebut (adanya debu-debu yang menghalangi
pengukuran atau hal yang lain).
Nilai besaran pada kapasitor dapat dilihat pada komponen itu sendiri.
Jika hanya 2 angka menandakan bahwa kapasitor tersebut bersatuan pF,
sedangkan 3 angka bersatuan µF.
Pada Osiloskop hanya dilakukan pengenalan bagian-bagian osiloskop.
Dan pengkalibrasian perangkat tersebut dan belum dilakukan pengukuran
31
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah melelkukan praktikum Elektronika Dasar dengan judul Komponen
dan Alat Ukur Listrik , maka dapat disimpulkan bahwa :
Komponen pasif terdiri atas :
Resistor berfungsi untuk menghambat arus listrik dan mengatur hamabatan
yang lewat sehinggadidapatkan hambatab tertentu.
Kapasitor berfungsi untuk menyimpan muatan listrik.
Induktor berfungsi untuk memperoleh tegangan DC yang konstan terhadap
fluktuasi arus.
Dioda berfungsi untuk menyearahkan arus listrik.
Komponen pasif yaitu :
Transistor berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan
penyambung (switching), stabilisasi tegangan, serta modulasi sinyal.
Alat ukur listrik :
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang
merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor.
32
Multimeter untuk mengukur kuat arus listrik (I) dengan satuan ampere, mengukur tegangan
listrik (V) dengan satuan volt, dan untuk mengukur besarnya tahanan listrik (W) dengan
satuan ohm.
Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari
sinyal listrik
5.2 Saran
Sebaiknya komponen-komponen yang telah rusak segera diganti, dan diadakan
pendingin ruangan untuk mengefisienkan praktikum.
33
34