Header Ads

Rabu, 30 November 2011

Daya Listrik


Daya listrik adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan suatu usaha atau energi. Kalau di rumah terpasang daya sebesar 900 watt, artinya besarnya kemampuan yang dapat digunakan untuk melakukan usaha atau energi listrik adalah sebesar 900 watt. Kelebihan dari kapasitas itu, maka akan terjadi pemadaman atau pemutusan oleh alat pembatas daya yang dipasang oleh petugas PLN.
Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas. Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga listrik sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa : “Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan waktu menyala lampu”.
Bila meninjau jumlah tenaga yang digunakan dalam satu detik (satuan waktu), maka akan didapat daya atau penggunaan daya listrik. Besaran daya ditulis dengan notasi hutuf P dengan satuan watt (W). Nama Watt diambil dari seorang ahli fisika dan mesin bangsa Inggris bernama James Watt (1736 – 1810).
Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan arus. Pernyataan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut :

P =E x I atau P = E^2/R atau P= I^2 x R

Pada sebuah bola lampu akan dijumpai petunjuk tegangan dan pemakaian daya. Tegangan yang tercantum adalah tegangan yang diperkenankan dalam jumlah maksimum pada bola lampu tersebut. Pemakaian daya (watt) yang tertera adalah pemakaian daya dari bola lampu tersebut bila dihubungkan pada tegangan maksimum yang diizinkan. Sebagai contoh : sebuah lampu tegangan maksimumnya 220 volt dengan daya 40 watt (220 V/40 W), atau sekarang banyak yang bertuliskan tegangan antara 220 V sampai dengan 240 Volt dengan daya 75 watt (220V-240V/75 W), dan lain-lain

Resistansi


Apabila terjadi beda potensial antara kedua ujung dari suatu konduktor, maka akan menyalurkan muatan listrik pada konduktor tersebut yang menyebabkan terjadinya arus listrik pada konduktor tersebut. Besarnya arus yang mengalir ini akan sebanding dengan beda potensial (tegangan) pada konduktor tersebut. Perbandingan antara besarnya beda potensial (V) dengan arus (I) yang mengalir, maka akan menunjukan suatu besaran tertentu yang disebut dengan Konstanta.
Nilai konstanta ini dinamakan dengan resistansi atau tahanan, yang diberi notasi R dalam satuan ohm, yang diambil dari nama George Simon Ohm (1787 – 1845) menyatakan : “Tahanan satu ohm adalah besarnya resistor atau hambatan yang menyebabkan mengalirnya arus listrik sebesar satu ampere apabila pada kedua ujung resistor tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar satu volt”, dalam bentuk persamaan :
V =I X R atau I = V/R atau R= V/I

Ketika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia menemukan antara lain :
Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil.
Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar.

Untuk selanjutnya persamaan di atas dikenal dengan “Hukum Ohm” yang merupakan konsep dasar dalam teknik listrik yang menyatakan hubungan antara tegangan, arus dan tahanan.

Hukum Coloumb


Di dalam rangkaian listrik, baterai atau dinamo merupakan salah satu sumber tenaga yang mendorong elektron-elektron mengalir alam jumlah tertentu pada suatu penghantar. Kecepatan perpindahan sejumlah elektron dalam waktu tertentu disebut laju arus atau sering dinamakan kuat arus dengan notasi “I” dalam satuan ampere (A), yang diambil dari nama sarjana Perancis : Andre Marie Amapere.
Arus listrik hanya akan terjadi dalam rangkaian tertutup, dimana jika sejumlah listrik dari satu Coulomb (1C) dipindahkan melalui sebuah penampang pada suatu tempat dalam suatu rangkaian dalam waktu satu detik (1 s), maka besar arus itu kita sebut satu amapere (1 A). Hubungan antara laju/akuat arus (A), jumlah muatan listrik (Q) dan waktu (t) dapat ditulis dengan persamaan :
I=Q/t atau Q =I x t
dimana I : kuat arus listrik (A), Q : muatan listrik (C), dan t : lamanya waktu (det). Untuk Q = I x t , sering disebut dengan hukum Coulomb yang menyatakan bahwa jumlah/banyaknya elektron yang berpindah selama waktu tertentu dengan satuan Coulomb (C).
Contoh 1.1
Berapakah besarnya muatan listrik yang berpindah dari sebuah akumulator yang mengeluarkan arus listrik sebesar 3 ampere selama 50 detik ?
Jawab : Q = I x t = 3 x 50 = 150 C.

Senin, 28 November 2011

Hukum Kirchoff Arus

Hukum Kirchoff-arus menyatakan bahwa dalam rangkaian loop tertutup, jumlah arus yang masuk dalam suatu titik sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut gambar-1.26. Aplikasi ini banyak dipakai sehari-hari, dimana beban listrik disambung parallel satu dengan lainnya. Sehingga arus total sama dengan jumlah arus tiap cabang beban.
Persamaan hukum Kirchoff-arus:
IIN1 + IIN2 +…. IIN(N) = IOUT(1) + IOUT(2)+ IOUT(M)

Keterangan :
IIN1 Arus masuk cabang-1
IIN2 Arus masuk cabang-2
IOUT1 Arus keluar cabang-1
IOUT2 Arus keluar cabang-2
IOUT(m) Arus keluar cabang-m
Contoh : Sumber tegangan DC, dirangkai dengan dua Resistor paralel. Arus cabang-1: 5mA, arus cabang-2 : 12mA. Hitunglah besarnya arus total sumber DC dengan menggunakan hukum Kirchoff arus ?
Jawaban :
Pertama, menghitung arus total IT dititik A
IT = I1+I2 = 5mA + 12mA = 17mA
Arus total yang masuk di titik B,
IT = I1+I2 = 5mA + 12mA = 17mA
Contoh: Sumber tegangan DC 12V, dirangkai tiga Resistor paralel R1=1kohm R2=2,2kohm R3=560ohm. Hitung besarnya arus cabang masing masing Resistor dan arus total sumber ?
Jawaban :
I1 = US/R1 = 12V/1kohm = 12mA
I2 = US/R2 = 12V/2,2kohm = 5,45mA
I3 = US/R3 = 12V/560ohm = 21,42mA
Arus total IT = I1 + I2 + I3 = 12mA + 5,45mA + 21,42mA = 38,87mA

Minggu, 27 November 2011

Hukum Kirchoff Tegangan


Hukum Kirchoff-tegangan menyatakan bahwa dalam rangkaian loop tertutup, jumlah aljabar tegangan dalam cabang tertutup hasilnya nol gambar-1.24. Istilah lain jumlah drop tegangan sama dengan tegangan sumber tegangan. Tanda sumber tegangan berlawanan dengan tanda drop tegangan di setiap Resistor.
Persamaan hukum Kirchoff-tegangan
U+(-U1)+(-U2)=0
U-U1-U2=0
Dimana :
U = Tegangan sumber
U1 = Drop tegangan R1
U2 = Drop tegangan R2
Contoh soal :
Sumber tegangan DC 10V, dirangkai dengan 4 Resistor R1 10 ohm, R2 47ohm, R3 100 ohm dan R4 X ohm. Hitunglah besarnya R4 X dan U4 dengan menggunakan hukum Kirchoff tegangan jika arus yang mengalir 20 mA.
Jawaban :
Pertama, menghitung drop tegangan tiap Resistor
U1 = I.R1 = 20 m Amp. X 10 ohm = 0,02 Amp. X 10 ohm = 0,20 Volt
U2 = I.R2 = 20 m Amp. X 47 ohm = 0,02 Amp. X 47 ohm = 0,94 Volt
U3 = I.R3 = 20 m Amp. X 100 ohm = 0,02 Amp. X 100 ohm = 2,00 Volt

Kedua, gunakan hukum Kirchoff tegangan untuk menghitung U4
Us - U1- U2 - U3 - U4 = 0
U4 = Us - U1- U2 - U3 = 10V - 0,2V - 0,94V - 2,0V = 6,86 Volt
Ketiga, gunakan hukum Ohm untuk menghitung R4
R4 = U4 / I = 6,86 Volt / 20 m Amp. = 343 ohm

Contoh : Hukum Kirchoff tegangan dapat diaplikasikan sebagai pembagi tegangan (voltage devider), dua buah Resistor 1kohm, 8,2kohm di berikan tegangan baterai 12V.
Hitung besarnya tegangan pembagi di tiap tiap ujung R2 gambar-1.25.

Jawaban :
Menghitung tahanan pengganti Rp
Rp = R1+ R2 = 1kohm + 8,2kohm = 9,2 kohm
Menghitung tegangan pembagi
Ubc = (R2 / Rp ) U2 = (8,2kohm / 9,2kohm) 12Volt = 10.69 Volt

Lima Sumber Tegangan



Secara garis besar ada lima jenis sumber tegangan yang dipakai :
1.    Prinsip Elektromagnet
Belitan kawat yang didalamnya terdapat magnet pemanen, magnet digerakkan keluar masuk, diujung belitan timbul tegangan listrik. Dipakai prinsip generator listrik
2.    Prinsip Elektrokimia
Dua elektrode bahan pelat tembaga kutub +, dan pelat seng kutub -. Direndam dalam elektrolit asam sulfurik. Diantara kedua ujung kutub terjadi beda tegangan. Dipakai sebagai akumulator, baterai kering
3.    Prinsip Thermo-elemen
Dua logam berbeda panas jenisnya, dipanaskan pada titik sambungan logamnya. Diujung lainnya akan timbul tegangan listrik
4.    Prinsip Foto-elemen
Bahan semikonduktor bila terkena cahaya, maka dikedua terminal yang berbeda timbul tegangan listrik. Dipakai sebagai sel surya
5.    Prinsip Piezo-Kristal
Bahan piezo-kristal yang diapit bahan aluminium. Piezo diberikan tekanan pada ujung berbeda timbul tegangan listrik

Pengertian Resistor


Resistor ditulis simbol huruf R dan satuan Ohm. Resistor terbuat dari bahan arang, belitan kawat, memiliki sifat menghambat atau membatasi aliran listrik. Ada dua jenis Resistor yaitu memiliki nilai tetap dan Resistor dengan nilai berubah. Resistor dari bahan arang memiliki rating daya 1/8 watt watt, ¼ watt, ½ watt, 1 watt dan 2 watt. Resistor dari bahan belitan kawat, memiliki nilai tetap atau nilai yang dapat berubah. Resistor banyak digunakan dalam rangkaian elektronika atau rangkaian listrik.
Membaca besaran Resistor digunakan kode warna yang ada dibadan Resistor dan setiap warna memiliki ketentuan tersendiri gambar 1.21. Ada sembilan warna yang diurutkan yaitu : hitam (0), coklat (1), merah (2), oranye (3), kuning (4), hijau (5), biru (6), ungu (7), abu-abu (8) dan putih (9). Warna gelang pertama, menyatakan angka pertama, gelang kedua menyatakan angka kedua. Gelang ketiga menyatakan faktor pengali jumlah nol dibelakang angka pertama dan kedua. Gelang keempat menunjukkan angka toleransi penyimpangannya. Ditambah dua warna untuk gelang ketiga dan keempat yaitu emas (± 5%), perak (± 10%) dan kosong (± 20%). Contoh dalam tabel tertera warna : kuning (4), ungu (7), coklat (10), emas (±5%), sehingga hasil akhir adalah : 470 ohm ± 5%