ELEKTRONIKA DASAR DAN PENGUKURAN

Listrik

Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel (http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik). Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Di dalam listrik terdapat beberapa besaran seperti :

1. Tegangan Listrik ( beda potensial)

Adalah banyaknya energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lain dalam rangkaian listrik. Satuan dari tegangan listrik adalah Volt yang disingkat dengan V.

2. Arus Listrik

Adalah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan dari satu titik ke titik yang lain dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron. Satuan dari arus listrik adalah Ampere yang disingkat dengan A.

di mana : I = arus listrik satuan Coulumb/detik.

Q = banyaknya muatan dalam Coulumb.

t = waktu dalam detik.

1 Coulumb = 6,3 * 1018 elektron

𝐼= 𝑄𝑡 …………………..1

3. Hambatan Listrik

Adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor ) dengan arus listrik yang melewatinya. Satuan dari hambatan listrik adalah Ohm yang disingkat dengan .

di mana : R = hambatan dalam Ohm.

V = tegangan dalam volt.

I = arus dalam ampere.

𝑅= 𝑉𝐼……………………2

perlu diketahui bahwasannya besar hambatan pada suatu penghantar tergantung dari jenis kawat penghantar, panjang kawat penghantar, luas penampang dan suhu kawat penghantar. Untuk mempermudah penjelasan di atas dapat digunakan rumus 3 di bawah ini dengan bantuan tabel-tabelnya.

di mana : R = besar hambatan dalam Ohm.

= tahanan jenis kawat penghantar (Ohm mm2/m).

l = panjang kawat penghantar (meter).

q = luas penampang kawat penghantar (mm2).

𝑅= 𝑙𝑞……………………3

Tabel 1. tahanan jenis beberapa kawat penghantar.

Bahan Tahanan Jenis

Air Raksa 0,957Aluminium 0,03Karbon 100 - 1000Tembaga 0,0175Kuningan 0,08Besi 0,13

Apabila tergantung pada kenaikan suhu maka besar hambatan suatu kawat penghantar digunakan rumus 4 dan Tabel 2. di bawah ini.

Rt = tahanan pada suhu akhir (Ohm).

Ra = tahanan pada suhu awal (Ohm).

t1 = suhu awal ( oC).

t2 = suhu akhir (oC).

a = koefisien suhu.

𝑅𝑡 = 𝑅𝑎 +𝑅𝑎ሺ𝑡1 −𝑡2ሻ𝑎……4

Tabel 2. koefisien suhu beberapa hambatan

Bahan Koefisien suhu

Air Raksa 0,0009Aluminium 0,0037Karbon -0,0003 – 0,008Tembaga 0,0039Kuningan 0,0015Besi 0,0045

Contoh soal :

Segulung kawat tembaga mempunyai ( = 0,0175) dengan panjang 100 meter dan luas penampang 2 mm2. Berapakah besar hambatan kawat tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui : = 0,0175

l = 100 meter dan q = 2 mm2

Ditanya R…….?

Jawab :

R = 0,875

𝑅= 𝑙𝑞

𝑅= 0,01751002

4. Daya Listrik

Adalah jumlah energi listrik yang digunakan tiap detik. Satuan dari daya listrik adalah watt yang disingkat dengan W.

di mana : P = daya listrik satuan watt.

V = tegangan satuan volt.

I = arus listrik satuan ampere.

R = tahanan listrik satuan ohm.

𝑃= 𝑉∗𝐼= 𝑉2:𝑅= 𝐼2 ∗𝑅…………5

Contoh soal :

Sebuah baterai yang mempunyai tegangan 3 volt diberi beban bola lampu pijar tertulis pada bolanya 3V dan 0,5A. Berapakah daya dan hambatan bola lampu tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui : V = 3V

I = 0,5A

Ditanya P…….?

Jawab :

P = 1,5W

P= V∗I P= 3∗0,5

Contoh soal :

Sebuah baterai yang mempunyai tegangan 3 volt diberi beban bola lampu pijar tertulis pada bolanya 3V dan 0,5A. Berapakah daya dan hambatan bola lampu tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui : V = 3V

I = 0,5A

Ditanya P…….?

Jawab :

P = 1,5W

P= V∗I P= 3∗0,5

Jenis Arus Listrik

Berdasarkan prinsip kerja dari terjadinya listrik maka listrik terbagi dalam 2 jenis:

1. Listrik arus searah ( direct current)

yaitu listrik yang mempunyai besar tegangan dan arah yang sama. Bentuk dari listrik arus searah seperti garis lurus untuk melihat bentuknya dapat menggunakan osiloskop seperti Gambar 1.

Gambar 1. Bentuk listrik arus searah

Gambar 2. Sumber listrik arus searah

2. Listrik arus bolak-balik (Alternating current)

Adalah arus listrik yang mempunyai besar tegangan dan arah yang berubah-ubah. Bentuk listrik bolak-balik seperti Gambar 3.

Gambar 3. Bentuk arus listrik bolak-balik

Gambar 4. Sumber listrik arus bolak - balik