RANGKAIAN LISTRIK. Kuliah 1 (Umum)

Transkripsi

1 RANGKAIAN LISTRIK Kuliah 1 (Umum)

2 DEFINISI Rangkaian listrik adalah susunan komponenkomponen elektronika yang dirangkai dengan sumber tegangan menjadi satu kesatuan yang memiliki fungsi dan kegunaan tertentu. Rangkaian listrik dibagi 2, yaitu 1. Rangkaian terbuka (tidak ada arus listrik mengalir) 2. Rangkaian tertutup (ada arus listrik mengalir) 2

3 RANGKAIAN TERBUKA & TERTUTUP Rangkaian Terbuka Rangkaian Tertutup Arus listrik di dalam suatu rangkaian hanya dapat mengalir di dalam suatu rangkaian tertutup. 3

4 BESARAN POKOK DAN SATUAN YANG DIGUNAKAN DALAM SI * * Berdasar Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun International System (SI) Sistem Internasional (SI) Quantities Units Symbol Besaran Satuan mass kilogram kg massa kilogram (kg) length meter m panjang meter (m) time second s waktu detik / sekon (s) Electric Current ampere A Arus Listrik Ampere (A) Temperature kelvn K Temperatur Kelvin (K) Amount of substance mole mol Jumlah Zat mol (mol) Light Intensity candela Cd Intensitas Cahaya Candela (cd)

5 PREFIX DALAM SI (SISTEM SATUAN INTERNASIONAL) Untuk menyatakan bilangan yang lebih besar atau lebih kecil dari satu satuan dasar, dipergunakan notasi desimal ( standard decimal prefixes ) yang menyatakan pangkat dari sepuluh. 5 Notasi lengkap Singkatan Artinya (terhadap satuan) Notasi lengkap Singkatan Artinya (terhadap satuan) Atto a Deka da 10 1 Femto f Hekto h 10 2 Pico p Kilo k 10 3 Nano n 10-9 Mega M 10 6 Mikro µ 10-6 Giga G 10 9 Milli m 10-3 Tera T Centi c 10-2 Deci d 10-1

6 BESARAN LISTRIK DAN SATUAN SI BESARAN LISTRIK SATUAN ALAT UKUR Tegangan volt Voltmeter Tahanan ohm Ohmmeter Arus ampere Amperemeter Daya watt Wattmeter Energi wattjam (kwh) kwhmeter Frekuensi hertz Frekuensimeter Induktansi henry Induktasimeter Kapasitansi dll farad Kapasitasmeter 6

7 SATUAN BESARAN TURUNAN 7

8 SIMBOL KOMPONEN LISTRIK : sumber tegangan atau beda potensial : penghantar berarus listrik; arah panah menunjukkan arah aliran arus listrik. : hambatan listrik atau resistor 8 : sakelar : alat ukur amperemeter : alat ukur voltmeter : alat ukur ohmmeter

9 ELEMEN ELEMEN LISTRIK Elemen aktif elemen yang menghasilkan energi (sumber tegangan dan sumber arus) Elemen pasif tidak dapat menghasilkan energi (R, L, C) R menyerap energi (resistor, tahanan atau hambatan, satuannya Ohm : Ω) L menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet (induktor, lilitan, belitan atau kumparan) C menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik (kapasitor, kondensator) 9

10 ARUS LISTRIK Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu. Dimana : Q= muatan listrik ( Coulomb ) t = waktu ( detik ) I Q I = Kuat arus listrik (Coulomb / detik atau Ampere) t muatan 1 elektron = -1,6021 x Coulomb 10

11 Aliran muatan listrik dalam suatu rangkaian dapat dianalogikan seperti aliran air. 11

12 MENGUKUR KUAT ARUS LISTRIK Alat untuk mengukur kuat arus listrik adalah amperemeter atau ammeter. Amperemeter disusun seri dengan komponen yang akan diukur kuat arusnya. 12

13 JENIS-JENIS ARUS Arus searah (Direct Current/DC) Arus yang mengalir dengan nilai konstan Arus bolak-balik (Alternating Current/AC) Nilainya berubah-ubah secara periodik 13

14 SAKLAR DAN SEKRING (1) Saklar adalah alat untuk menyambung atau memutus aliran arus listrik. 14

15 SAKLAR DAN SEKRING (2) ground netral arus sekering isolator penjepit 15

16 SUMBER TEGANGAN Supaya arus listrik dapat terus mengalir dalam suatu penghantar, maka pada ujung ujung penghantar itu harus selalu ada beda potensial. Alat yang dapat mengadakan selisih atau beda potensial disebut sumber tegangan atau sumber arus listrik. 16

17 MENGUKUR BEDA POTENSIAL ( TEGANGAN LISTRIK ) Alat pengukur tegangan listrik adalah voltmeter Voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya. 17

18 SUMBER IDEAL DAN TIDAK IDEAL Sumber Ideal sumber yang tidak memiliki tahanan dalam. Sumber tidak Ideal mempunyai tahanan dalam r d r d 18

19 GAYA, KERJA, DAYA 19

20 ENERGI (1) Kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter. Berlaku hukum Kekekalan Energi tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat dihilangkan Energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Contoh: Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang bergerak berubah menjadi energi listrik, energi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan energi panas jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu. 20

21 ENERGI (2) Energi yang diserap/dikirim pada suatu elemen yang bertegangan v dan muatan yang melewatinya Δq adalah Satuannya : Joule (J) Δw = vδq Untuk menyatakan apakah energi dikirim atau diserap tidak hanya polaritas tegangan tetapi arah arus juga berpengaruh. Elemen/komponen listrik digolongkan menjadi : 1. Menyerap energi 2. Mengirim energi 21

22 ENERGI (3) 1. Menyerap energi Jika arus positif meninggalkan terminal positif menuju terminal elemen/komponen, atau arus positif menuju terminal positif elemen/komponen tersebut. 22

23 ENERGI (4) 2. Mengirim energi Jika arus positif masuk terminal positif dari terminal elemen/komponen, atau arus positif meninggalkan terminal positif elemen/komponen. 23

24 TUGAS 1. Jika kuat arus dalam sepotong kawat penghantar = 2 Ampere, berapakah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penampang kawat penghantar tersebut selama 1 menit? 2. Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 Coulomb dalam waktu 1 menit, tentukan kuat arus listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut! 3. Perhatikan gambar berikut! 24

25 TUGAS

26 TUGAS 7. Dalam sebuah rangkaian listrik diperlukan 9,25 μj untuk memindahkan 0,5 μc dari satu titik ke titik berikutnya. Berapa beda potensial yang terjadi antara kedua titik tersebut? 8. Energi listrik diubah menjadi panas pada laju 7,56 kj/menit di dalam sebuah resistor yang memiliki arus sebesar 270 C/menit. Berapa beda tegangan antara terminal-terminal resistor tersebut? 9. Satuan energi yang digunakan oleh perusahaan tenaga listrik adalah kilowatt-jam (kwh). Berapa Joule terdapat dalam 1 kwh? 10. Sebuah pesawat televisi berwarna dengan daya 650 W dihidupkan dari jam 7 malam sampai malam. Berapa energi yang dihabiskan dalam Mega Joule dan dalam kilowatt-jam? 26