Beranda > LISTRIK > Basic Electrict

Basic Electrict


I. TEORI DASAR KELISTRIKAN

Kelistrikan mempunyai fungsi dan peranan yang penting dalam dunia alat–alat berat.
Listrik menyediakan energi untuk:
• Memutar engine pada saat starting
• Mengoperasikan lampu-lampu
• Mengoperasikan gauge–gauge dan aksesoris
• Menjaga tingkat pengisian battery

Untuk mengetahui lebih jauh sistem kelistrikan tersebut, bisa dimulai dengan mempelajari teory electron. Teory ini mencakup hampir semua penjelasan–penjelasan mengenai kelistrikan.

I.1 Teory Electron
Seperti diketahui setiap elemen terbuat dari jutaan atom. Atom-atom tersebut terdiri dari partikel–partikel electron yang mengelilingi orbitnya dan partikel proton pada intinya.
Ada dua gaya yang bekerja pada setiap atom, pada saat kondisi normal dua gaya ini berada dalam keadaan keseimbangan. Proton dan electron mempunyai gaya terhadap satu dan yang lainnya, lebih dan di atas gaya gravitasi dan atau sentrifugal.

image007

Gb. 1.1 Struktur Atom

Gaya tersebut ditentukan oleh muatan yang terdapat pada electron dan proton dimana electron bermuatan negatip sementara proton bermuatan positip. Jika terdapat perbedaan muatan maka akan timbul gaya saling tarik menarik antar atom, sementara jika atom mempunyai muatan yang sama akan saling tolak menolak. Arah dari pergerakan elektrik yang berdasarkan muatannya disebut polaritas. Contoh atom yang sederhana yaitu Hydrogen yang mempunyai satu electron di orbitnya dan satu proton di intinya. Sementara Uranium adalah contoh element yang sangat komplek yaitu mempunyai 92 elektron di orbitnya dan 92 proton di intinya.
Tembaga adalah element yang banyak digunakan dalam sistem kelistrikan, karena tembaga adalah konduktor atau penghantar listrik yang bagus, hal ini bisa terjadi karena struktur dari atom tembaga mempunyai 29 elektron di orbitnya dan mempunyai hanya satu electron pada lingkaran orbit terjauhnya.
Alasan itulah yang membuat tembaga menjadi konduktor yang baik, karena hanya mempuyai satu electron di lingkaran orbit paling luarnya dan juga paling jauh dari intinya, sehingga atom tersebut tidak mampu menahan elekron lebih kuat lagi dan dengan mudah melepas electron tersebut ke atom yang lainnya.

image009

Gb.1.2 Struktur Atom Tembaga

Kesimpulan:
Atom yang pada orbit terjauhnya mempunyai electron kurang dari 4 disebut KONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron sama dengan 4 disebut SEMIKONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron lebih dari 4 disebut ISOLATOR.

Dari penjelasan di atas bisa ditarik suatu definisi yaitu:

LISTRIK ADALAH MENGALIRNYA ELEKTRON – ELEKTRON DARI ATOM KE ATOM DALAM SEBUAH KONDUKTOR DARI NEGATIVE KE POSITIVE.

I.2 Faktor – Faktror Kelistrikan

Ada tiga faktor dasar kelistrikan yaitu:
1. Tegangan (Voltage)
2. Arus (Current)
3. Tahanan (Resistance)

I.2.1. Tegangan (Voltage)

image013

Gb. 1.3. Aliran Elektron

Disebabkan adanya gaya dari medan electrostasticnya, muatan electric mampu menggerakkan muatan lainnya dengan cara menarik atau menolak yang disebut dengan tenaga potensial.
Ketika suatu muatan berbeda dari yang lainnya maka akan timbul perbedaan potensial antara muatan tersebut. Nilai dari perbedaan muatan potensial tersebut di dalam medan electrostastic dikenal dengan nama electromotif force (EMF). Satuan dari perbedaan itu adalah volt, untuk menghormati penemunya Alessandro Volta seorang ilmuwan Italy. Karena volt ini digunakan sebagai satuan perbedaan potensial maka sering disebut dengan “Voltage“.

I.2.2. Arus (Current)

Dalam pengembangannya untuk menyelidiki hukum dari gaya antara atom yang bermuatan seorang ilmuwan yang bernama Charles Coulomb mengadopsi sebuah satuan pengukuran yang disebut dengan “Coulomb“. Satuan tersebut ditulis dalam notasi ilmiah yang diekspresikan sebagai satu Coulomb = 6,28 X 10 18 proton atau electron. Secara sederhana kita kenal jika di dalam konduktor tembaga mengalir satu Ampere, berarti ada 6,28 juta–juta electron yang mengalir dalam satu detik.
Intensitas dari arus tersebut dinyatakan dalam Ampere (A).
Ada dua cara untuk menggambarkan arus listrik yang mengalir melalui konduktor. Pertama dengan menggunakan teori atom untuk menerangkan komposisi dari cara ilmuwan menentukan arus sebagai pergerakan dari muatan positip di dalam konduktor dari polaritas positip ke polaritas negatip kesimpulan ini tetap digunakan oleh beberapa standarisasi engineer atau teks book, beberapa contoh dipakai untuk mengukur aliran cairan, gas, dan semi konduktor, cara ini disebut dengan “teori konvensional”.
Dalam menemukan teori atom tersebut untuk menerangkan komposisi dari cara dan penentuan arus yang mengalir yang berdasarkan atas aliran electron (muatan negatip) menuju ke proton atau muatan positip (berlawanan arahnya dari teori konvensional) teori ini disebut dengan “teori electron”.

I.2.3. Tahanan (Resistance)
George Simon Ohm menemukan bahwa pada tegangan yang tetap jumlah arus yang mengalir melalui material tergantung dari tipe material dan ukurannya. Dengan kata lain semua material terdapat perlawanan terhadap aliran dari electron yang disebut dengan “resistance”. Jika perlawanan itu kecil, material tersebut dinamakan konduktor, jika perlawanannya besar disebut insulator.
Satuan untuk mengukur resistan tersebut diekspresikan dalam Ohm dan dilambangkan dengan huruf Yunani “Omega”.
Dapat juga dikatakan bahwa satu Ohm adalah gaya yang menahan tegangan arus satu Volt yang menghasilkan satu Ampere.

Tahanan pada konduktor dipengaruhi oleh 4 faktor yaitu:
1. Bahan atau structure atom ditentukan oleh berapa banyak electron bebas yang terkandung di dalamnya. Makin banyak jumlah electron bebasnya makin kecil nilai tahanannya.
2. Panjang konduktornya yaitu makin panjang konduktor tersebut makin besar tahanannya.
3. Penampang atau ukuran AWG-nya makin besar penampangnya makin kecil nilai tahanannya.
4. Temperature, pada beberapa material konduktor makin tinggi nilai temperaturenya makin tinggi juga nilai tahanannya.

image015

Gb. 1.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tahanan

I.3 Konduktor
Kabel di dalam sirkuit elektrik terdiri dari konduktor dan insulator. Pada umumnya konduktor terbuat dari tembaga dan insolator terbuat dari plastik atau karet. Konduktor ini terbagi dalam beberapa ukuran, dimana makin kecil diameter kabel makin besar nilai AWG (American Wire Gauge)-nya seperti ditunjukkan tabel di bawah ini.

image017

Tabel 1.1 AWG Tabel

I.4 Sirkuit
Di dalam sistem kelistrikan ada tiga macam bagian penting yaitu:
– Tegangan
– Tahanan
– Konduktor
Voltmeter adalah alat ukur untuk mengetahui tegangan potensial yang ada. Disambungkan secara parallel. Ohmmeter adalah alat ukur untuk mengetahui tahanan dan disambung secara parallel. Amperemeter adalah alat untuk mengukur arus yang mengalir dan dihubungkan secara seri. Secara teori kita dapat menghitung hal tersebut di atas dengan menggunakan rumusan hukum Ohm yaitu:

image018

Rumusan tersebut dengan mudah digunakan dengan memakai gambar berikut. Jadi untuk mencari nilai dari salah satu faktor maka harus diketahui dahulu nilai dari kedua faktor yang lainnya.

image019

Gb. 1.5 Rumusan Hukum Ohm

Sehingga rumusnya:

Latihan Jawaban
1. Sebuah sirkuit mempunyai tegangan sebesar 12 V dan tahanannya 3 Ohm berapa nilai arus yang mengalir Sesuai dengan rumus, maka
I = E / R
I = 12 / 4
Jadi arusnya = 3 Ampere

2. Berapa tegangan yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus sebanyak 5 A melalui R = 8.7 Ohm. E = I x R,
maka E = 5 x 8.7
Jadi tegangannya = 43.5 Volt

3. Berapa nilai tahanan jika ada arus sebanyak 40 A mengalir dalam sirkuit yang bertegangan 12 Volt. R = E / I,
maka R = 12 / 40
Jadi nilai tahanannya = 0,3 Ohm

Dalam teori dasar kelistrikan, dikenal 3 kondisi sirkuit yaitu:
• Closed Circuit (sirkuit terhubung)
Sirkuit ini mempunyai ciri–ciri sebagai berikut:
? Sirkuitnya tersambung dari sumber dan kembali ke sumbernya lagi.
? Ada tahanan (load) yang mengontrol jumlah arus yang mengalir.

• Open Circuit (sirkuit terbuka)
Sirkuit ini tidak terhubung sempurna atau ada bagian yang terbuka, baik oleh switch atau oleh putusnya kabel.

• Short Circuit (hubungan singkat)
Sirkuit ini terjadi jika arus mengambil jalan pintas untuk kembali ke sumbernya karena ada hubungan langsung konduktornya yang tidak melalui beban sehingga nilai arusnya menjadi tinggi sekali karena rendahnya nilai tahanan yang menghambat arus tersebut, maka konduktornya terbakar.

Jenis–jenis rangkaian dalam sistem kelistrikan ada 3 yaitu:
• Rangkaian Seri:

image022

Gb. 1.6 Rangkaian Seri

Beberapa load dihubungkan menjadi satu rangkaian, sehingga arus hanya ada dalam satu rangkaian tersebut.
Ciri-ciri:
? Nilai tahanan totalnya sama dengan jumlah tahanannya.

? Nilai voltage drop-nya dari masing masing tahanan jika dijumlahkan akan sama dengan tegangan sumbernya.
? Nilai arus yang mengalir pada tiap–tiap tahanannya sama.

• Rangkaian Parallel:
Ada lebih dari satu cabang rangkaian sehingga arus bisa mengalir ke tiap–tiap cabang rangkaian. Tahanan terpasang secara berjajar.
Ciri–ciri:
? Tegangan yang ada pada tiap-tiap tahanan adalah sama.
? Nilai arus yang mengalir pada masing–masing tahanan, jika dijumlahkan akan sama dengan arus totalnya.
? Nilai tahanan totalnya lebih kecil dari nilai tahanan terkecil pada sirkuitnya.

image026

Gb. 1.7 Rangkaian Parallel

• Rangkaian Seri dan Parallel
Gabungan antara rangkaian seri dan parallel, sehingga mempunyai ciri–ciri sama dengan kedua rangkaian di atas, hanya bedanya untuk menyelesaikan penghitungan diselesaikan satu persatu rangkaiannya.

image029

Gb. 1.8 Rangkaian Seri dan Paralel

Kategori:LISTRIK Tag:
  1. Desember 29, 2012 pukul 3:01 pm

    Wow, that’s what I was looking for, what a information! existing here at this webpage, thanks admin of this web page.

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: