materi ttl 1

Elemen Listrik Pasif : Adalah elemen listrik yang mempunyai sifat menerima/membutuhkan tegangan listrik.

ResistorCapasitorInduktor

Elemen Listrik Aktif : Adalah elemen listrik yang mempunyai sifat membangkitkan atau memberikan tenaga listrik.Sumber ArusSumber tegangan

Elemen-elemen Listrik

Akademi Telkom Sandy Putra JakartaMata Kuliah :TTL & Catu DAYASabtu :8:30 s/d 10 30Rawan Hiba ST.MT

A

LR

Resistor : Adalah suatu hambatan dari suatu benda sebagai penghantar atau Isolator.Besarnya hambatan (Resistansi ) dari bahan dapat dirumuskan sebagai berikut :Tahanan suatu bahan /material tergantung pada :

dimana : R = Besarnya Hambatan ( Ω ) ρ = Hambatan Jenis (Ωm ) L = Panjang bahan ( m )

A = Luas penampang ( mm2 )

Komponen-komponen Listrik

Hambatan yang sengaja dibuat untuk tujuan tertentu misalnya, akan dipakai untuk membatasi arus yang akan mengalir sehingga memberikan tegangan tertentu :Maka dapat dikatakan sebagai penghantar ( Konduktor ): karena mempunyai nilai tahanan yang rendah. Seperti -Logam-Logam Campuran-Larutan asam Disebut sebagai Isolator karena mempunyai hambatan isolasi yang tinggiMisal : Mika, gelas, Karet, PVCHubungan Tahanan (R ) dengan temperature ( T ) adalah :

ά

R

t C

234,5 C

R0

Rt1

t1 ? tC

Komponen-komponen Listrik

Sudut Linear selalu sama pada umumnya, bila temperature naik nilai tahnan ( R ) juga ikut naik. Apabila kenaikkannya linear,maka hubungan antara R dan T

dimana :

R0 = Tahanan pada 00C Rt = Tahanan pada t0C T = Temperature ά = Koefisien suhu tahanan

tRRt .101

Komponen-komponen Listrik

ά1

R

t C

234,5 C

R0

R2

t2 ? tC

ά2R1

t1

)(1 1212 ttRR

Komponen-komponen Listrik

1

2020100

200

1

22002

1001

111

1....................1

1

tttR

tR

R

RtRR

tRR

100

200

1

2

1

1

tR

tR

R

R

12020 11 tt

12020 11 tt

212

020101 tttt

kti.....terbuttα1RR1)....1(1 121212212 ttttR

R

=

=

Komponen-komponen Listrik

I = sumber arus DC

I(t) = sumber arus AC

t=0 π 2πt

ФmФmEmax

Emin

V(AC)

t

E

V(dc)

V(dc)

+

Didalam elemen listrik aktip dapat dikatakan sebagai sumber arus atau sumber tenaga, tetapi untuk penekanan terhadap waktu yang panjang, apakah tegangan atau arus yang konstan. Untuk sumber Arus, berarti untuk waktu yang lama dimana besarnya arus dapat dikatakan konstan.

Untuk sumber tegangan, dimana dapat konstan :

Sumber Arus dan Tegangan

Vin

+I

R1

R2 Vout

S t=0

Contoh Soal :a.Tuliskan persamaan system “ Open loop “ untuk V0(tegangan keluaran ) sebagai fungsi dari ( Vin, R1 dan R2 ).

b.Tuliskan persamaan system “ Closed loop “ untuk V0(tegangan keluaran ) sebagai fungsi dari ( Vin, Vout, R1 dan R2 ).

Sumber Arus dan Tegangan

2120 ......

RR

VRV in

2121

20 ,.,.)(..... RRVffungsimemenuhiSehinggaV

RR

RV inin

21

......... RVSehinggaR

VVI out

outin

outinoutin

out VR

RV

R

R

R

VVRV

!

2

1

2

12

21..... ,,,.()..(...... RRVVadalahfdarifungsiMemenuhiV outinout

Penyelesaian :

Menurut Hukum Kirchoff I dan II Bahwa ( KCL da KVL )a). “ OPEN LOOP”

b). “CLOSED LOOP”

Sumber Arus dan Tegangan

Komponen – komponen listrik

Resistansi :Secara umum fungsi dari komponen resistor adalah sebagai pengatur kuat arus yang mengalir. Nilai resistor dinyatakan dalam satuan ohm (). Resistor dilambangkan dengan huruf R, sedangkan dalam skema disimbolkan sebagai

a b

a. Simbol tahanan tetap b. Simbol tahanan variabel

ixRVr tV tRxi

Jika resistor (R) dipasang pada tegangan (V) yang tetap, maka :a.Kuat arus I akan menjadi kecil, bila resistor R besar.b.Kuat arus I akan menjadi besar, bila resistor R kecil.Menurut hukum ohm I bahwa : volt

maka :

Daya yang dikeluarkan : watt Energi (watt detik) dimana :

Sehingga besarnya Energi adalah : jouleMacam-macam resistor :

xRxiixRVrxiP i2

)(

dtpdw . dww

dtPw .

a.Resistor tetap, disebut weerstand (bahasa Belanda) yang kaki-kakinya terletak pada ujung-ujungnya dan dalam praktek dapat dipasang bolak-balik. Nilai resistor dinyatakan dengan warna gelang yang melingkar pada bagian luar resistor tersebut. Kode warna gelang diciptakan oleh perkumpulan pabrik-pabrik radio Eropa dan Amerika yang bernama RMA (Radio Manufactores Association). Setiap resistor ditandai dengan 4 warna gelang, dimana warna-warna tersebut melambangkan angka-angka sebagai berikut :

Komponen – komponen listrik

Komponen – komponen listrik

Hitam : 0 (nol); Coklat: 1 (satu); Merah: 2 (dua); Jingga: 3 (tiga); Kuning : 4 (empat); Hijau : 5 (lima); Biru: 6 (enam); Ungu: 7 (tujuh);Kelabu : 8 (delapan); Putih: 9 (sembilan)

Warna-warna untuk toleransinya sebagai berikut : Emas : 5% Perak : 10% Tanpa Warna : 20% Gambar . Penunjuk Kode Warna

Angka PertamaAngka Kedua

Banyak Angka nolToleransi

Komponen – komponen listrik

Bila hanya terdapat tiga pita warna, sedang pita warna keempat tidak ada berarti toleransinya adalah 20%.

Contoh : Jingga, putih, merah ; artinya 3 K 9 Ohm toleransi

20%. Hijau, biru, kuning ; artinya 360 K Ohm toleransi

20%. Jika pita warna ketiga itu emas, maka dua angka

yang dilambangkan pita warna pertama dan kedua dikalikan dengan 0,1 dan bila pita warna ketiga itu perak pengalinya adalah 0,01.

Komponen – komponen listrik

Keterangan : Pita pertama melambangkan angka pertama. Pita kedua melambangkan angka kedua. Pita ketiga melambangkan banyaknya angka nol. Pita warna keempat melambangkan toleransi.

Contoh : Merah, ungu, jingga, emas ; artinya 27 K Ohm

toleransi 5%. Hijau, biru, coklat, emas ; artinya 560 Ohm

toleransi 5%. Jingga, putih, jingga, perak ; artinya 39 K Ohm

toleransi 10%.

Komponen – komponen listrik Contoh :Coklat, hitam, emas ; artinya 1 Ohm toleransi 20%.Merah, hijau, perak ; artinya 0,25 Ohm toleransi 20%.Variabel Resistor (VR)Adalah resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah, variabel resistor dapat digolongkan menjadi 2 macam :Potensimeter, ada 2 macam :

Potensio Linier, ialah potensio yang apabila kontak gesenya dipindah nilai hambatannya berubah sesuai dengan perhitungan linier.

Potensio logaritmis, ialah potensio yang apabila kontak gesenya dipindah nilai hambatannya berubah sesuai dengan perhitungan logaritma.

Potensiometeer kebanyakan dipergunakan sebagai alat pengatur, misal : Alat pengatur suara (Volume Control) Alat pengatur nada (Tone Control) Alat pengatur nada tinggi (Treble Control) Alat pengatur nada rendah (Bass Control)

Trimmer potensio = Trimpot Cara merubah nilai hambatan pada tripot

adalah dengan jalan memutar memakai obeng (drei).

A 50 K

Potensiometer dan lambangnya

Trimer Potensio dan lambangnya

Komponen – komponen listrik

Kapasitor atau biasa juga disebut Kodensator, adalah merupakan komponen elektronika yang dapat menyimpan tenaga listrik dalam waktu tertentu, tanpa disertai reaksi kimia. Kapasitor berlainan dengan aki, dimana aki juga dapat menyimpan tenaga listrik, tetapi dengan disertai reaksi kimia.

Pada dasarnya kapasitor terdiri dari 2 keping penghantar (konduktor) yang disekat satu dengan yang lain. Bahan penyekat keping ini disebut Dielektrika. Berdasarkan bahan dielektikanya, maka kapasitor dibagi atas berbagai macam diantaranya :

Kapasitor keramik : jika dielektikanya keramik Kapasitor kertas : jika dielektikanya kertas Kapasitor mika : jika dielektikanya mika Kapasitor elektrolit (elco) : jika dielektikanya oksida alumunium Kapasitor Variable (VARCO) Kapasitor Trimmer

Kapasitor

Komponen – komponen listrik

Dielektika

Konduktor

Konduktor

Gambar Dielektrika Kondensator

Dari bermacam-macam kapasitor mempunyai kemampuan menyimpan tenaga listrik yang berbeda-beda. Kemampuan menyimpan tenaga listrik dari kapasitor disebut kapasitansi (C), besar muatan (Q) diukur dengan satuan coulomb. Dan kapasitor yang memperoleh muatan listrik akan mempunyai tegangan antar terminal sebesar (V) volt. Kapasitansi dapat diukur berdasarkan besar muatan yang dapat disimpan pada suatu kenaikan tegangan.

Kapasitor

C = Tegangan (V) : Juga untuk Arus (i) : sehingga Maka :

idtC

Vc1 idt

CtV

1

dt

dVcCi dt

dVcC

dtC

dVci

1

V

Q

Permukaan kapasitor yang berhubungan biasanya berbentuk plat rata. Ukuran kapasitor bergantung pada luas plat (A), jarak antar plat (d) dan medium penyekat. Kapasitansi juga dapat diukur dengan rumus :

A

d C =

Kapasitor Dimana : = o . r o = Permitivitas tempat r = permitivitas relatif Daya (P) : P = Vc x i = = watt

idtc

1dt

c i21

Energi (w) yang tersimpan pada kapsitor dapat dihitung dengan rumus :

dtdt

dVcVcxCdtVcxiPdtdw . Sehingga : VcxCxVcxdVcCw

2

2

1

Maka Energi mutlak = 2

1 C V2

Kapasitansi total dapat diubah dengan cara menghubungkan beberapa kapasitor secara seri atau pararel. Kapasitor total dapat dikurangi dengan cara dihubungkan secara seri dan dapat dicari dengan rumus :

n21 C

1...

C

1

C

1

CT

1

Sedangkan kapasitas total dapat ditambah dengan cara dihubungkan

secara pararel dan dapat dicari dengan rumus :CT = C1 + C2 + … + Cn Satuan kapasitas dari kapasitor itu dinyatakan dalam farad. 1 farad ialah

kemampuan kapasitor untuk menyimpan tenaga listrik atau mesin listrik 1 coulomb,

apabila kapasitor itu diberi tegangan listrik 1 volt. Dalam praktek, dibuat satuan-

satuan yang lebih kecil, yaitu :

1 mikrofarad ( fd) = 10-6 farad1 nanofarad (nf) = 10-9 farad1 pikofarad (pfd) = 10-12 farad

Kapasitor

Disamping untuk menyimpan tenaga atau muatan listrik, kapasitor juga dapat digunakan untuk :

Peredam bunga api (kapasitor keramik) Perata denyut arus listrik (kapasitor elektrolit) Rangkaian resonansi dalam tuning sirkuit, atau

mencari gelombang radio (kapasitor variable) Menggeser gelombang atau menepatkan

frekuensi (kapasitor trimmer)

Transformator atau biasa disebut dengan trafo adalah alat untuk mengubah tegangan bolak-balik menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dan digunakan untuk memindahkan energi dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian berikutnya tanpa merubah frekuensi.

Dalam aplikasinya trafo dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

Transformator Step-Up atau tranformator penaik tegangan adalah tranformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan dari rendah ke tegangan yang lebih tinggi.

Transformator Step-Down atau transformator penurun tegangan adalah transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan dari tinggi ke tegangan yan lebih rendah.

Transformator

Cara kerja transformator adalah sebagai berikut :

Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan arus AC, maka pada kumparan primer timbul garis-garis gaya magnet yang berubah-ubah.

Perubahan garis-garis gaya dari kumparan primer ini menginduksi kumparan sekunder sehingga pada kumparan sekunder timbul arus bolak-balik.

Dengan memilih jumlah lilitan yang sesuai untuk tiap kumparan dapat dihasilkan GGL kumparan sekunder yang berbeda dengan GGL kumparan primer. Hubungan GGL atau tegangan primer (Vp) tegangan sekunder (Vs), jumlah lilitan kumparan primer (np) dan jumlah lilitan kumparan sekunder (ns) dapat dinyatakan dengan rumus :

yang biasa disebut dengan perbandingan

transformasi. Dengan memperhatikan perbandingan transformasi kita dapat mengetahui jenis dari transformator tersebut apakah trafo Step-Up atau Step-Down.

sekunderlilitan Jumlah

primerlilitan Jumlah

sekunderTegangan

primerTegangan

ns

np

Vs

Vp

yang biasa disebut dengan perbandingan transformasi. Dengan memperhatikan perbandingan transformasi kita dapat mengetahui jenis dari transformator tersebut apakah trafo Step-Up atau Step-Down.

Pada transformator terdiri dari banyak belitan, sehinga dapat dipandang sebagai Induktor, dengan demikian dapat diuraikan sebagai berikut :

Induktor mempunyai tegangan (V) : dt

tdiLtV

dtxVlL

tdi .1

Dimana : ( i) menyatakan sebagai fungsi waktu(t)(L)menyatakan panjang lilitan (H)

Sehingga besarnya arus adalah Besarnya daya (P) : maka =

Energi yang tersimpan (w) : maka Sehingga : maka (Energi) adalah Joule

dtVLL

i .1

VLxiP xidt

diLP

=

dt

diLxi

Pdtdw dtpw .

diiLdtdt

diLxiw .

ixLxW2

2

1