teori dasar listrik by kuat indartono, s.t. polda

Teknik Elektro & Informatika Komputer POLITEKNIK DHARMA PATRIA

Slide – 2 1

DASAR TEKNIK ELEKTRONIKA

KUAT INDARTONO, STKUAT INDARTONO, ST

Teknik Elektro & Informatika Komputer

POLITEKNIK DHARMA PATRIA

KEBUMEN

Teknik Elektro & Informatika Komputer POLITEKNIK DHARMA PATRIA

Slide - 2 2

TEORI DASAR LISTRIK

Pertemuan ke-2Pertemuan ke-2

Slide - 2 3

Tujuan Topik BahasanTujuan Topik Bahasan

Menjelaskan dasar-dasar arus listrik, tegangan listrik, hubungan arus, tegangan dan hambatan menurut hukum Ohm.

Teknik Elektro & Informatika Komputer POLITEKNIK DHARMA PATRIA

Slide - 2 4

Arus Listrik

Arus Listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.

Satuan arus listrik adalah Ampere. Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal

negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif (+), Arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.

Slide - 2 5

Arah Arus Listrik dan Arah Gerakan Elektron

Gambar Arus Listrik dan Arah Gerakan Elektron.

Slide - 2 6

Formula Arus Listrik

Dimana :I = Besarnya arus listrik yang mengalir, ( Ampere )Q = Besarnya muatan listrik, ( Coulomb ) t = Waktu, ( Detik )

I = Q/t (ampere)

Slide - 2 7

Kuat Arus Listrik adalah arus yang tergantung pada banyak - sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.

Kuat Arus Listrik

Slide - 2 8

Formula Muatan Listrik, Kuat Arus dan Waktu

Q = I x t

Q = I x t

Q = I x t

Dimana : Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb I = Kuat Arus dalam satuan Amper. t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro.

Slide - 2 9

Rapat Arus

Rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² pada luas penampang kawat.

Slide - 2 10

Tingkat Kerapatan Arus

Gambar Tingkat Kerapatan Arus

Slide - 2 11

KHA pada Penghantar

Tabel KHA pada Penghantar

Slide - 2 12

Formula Besarnya Arus,Kuat Arus dan Penampang Kawat

J = I / A

A = I / J

I = J x A

Dimana : J = Rapat arus [ A/mm²] I = Kuat arus [ Amp] A = luas penampang kawat [ mm²]

Slide - 2 13

Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

"1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C”

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.

Slide - 2 14

Formula Besarnya Tahanan Listrik, Daya Hantar Arus

R = 1 / G

G = 1 / R

Dimana : R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm] G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]

Slide - 2 15

Resistansi Konduktor

Gambar Resistansi Konduktor

Slide - 2 16

Formula Tahanan Penghantar

R = ρ x l/q

Dimana : R = tahanan kawat [ Ω/ohm] l = panjang kawat [meter/m] ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = penampang kawat [mm²]

Slide - 2 17

Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai tahanan

Panjang penghantar. Luas penampang konduktor. Jenis konduktor. Temperatur.

"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"

Slide - 2 18

Potensial atau Tegangan

Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. Dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. Satuan dari potential difference adalah Volt.

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik sa’at melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Slide - 2 19

Formula beda potensial atau tegangan

V = W / Q (volt)

Dimana : V = beda potensial atau tegangan, dalam voltW = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau jouleQ = muatan listrik, dalam coulomb

Slide - 2 20

Hukum Ohm

Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus:

Slide - 2 21

Hukum Ohm

Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus:

Dimana :

I = arus listrik (ampere)

V = tegangan (volt)

R = resistansi atau tahanan (ohm)

I = V / R V = R x I R = V / I

Slide - 2 22

Formula Daya dalam satuan (watt)

P = I x V

P = I² x R

P = I x I x R

Slide - 2 23

Hukum Kirchoff

Pada tahun 1847 oleh fisikawan Jerman;

“ Gustav R Kirchoff ” .

Hukum Kirchoff. I.

“ Jumlah Aljabar semua Arus yang menuju ke suatu titik hubung sama dengan Nol “

i1 + i2 + i2 + ….. + in = 0 ∑ i = 0

Slide - 2 24

Titik Hubung Rangkaian

Titik hubung dalam rangkaian adalah titik dengan tiga atau lebih unsur dan / atau sumber bertemu. Titik hubung tersebut juga disebut sebagai Simpul.

i1i2

i3i4

Gambar Titik Hubung Rangkaian.

Slide - 2 25

Hukum Kirchoff

Hukum Kirchoff. I.

“ Jumlah Aljabar semua Tegangan yang diambil menurut arah tertentu sepanjang jalur yang tertutup adalah sama dengan Nol “

v1 + v2 + v2 + ... + vn = 0 ∑ v = 0

Slide - 2 26

Rangkaian Seri

Gambar Rangkaian Seri dalam Hukum Kirchoff.

V1 V2

vR1 R2ii ii

- +

Slide - 2 27

Uraian Gambar Rangkaian Seri

Arus yang mengalir pada tiap titik persambungan sama dengan besar Arus Totalnya ( ITotal ).

ITotal = IR1 = IR2 = IR3

Besar Tegangan Sumber ( Vs ) sama dengan Jumlah Tegangan yang jatuh pada tiap titik persambungan.Vs =

VR1 + VR2 + VR3

dimana : VR1 = I x R1

VR2 = I x R2

VR3 = I x R3

 ITotal = IR1 = IR2 = IR3

“ Jumlah Aljabar semua Tegangan yang diambil menurut arah tertentu sepanjang jalur yang tertutup adalah sama dengan Nol “

v1 + v2 + v2 + ... + vn = 0 ∑ v = 0

Slide - 2 28

Rangkaian Paralell

Gambar Rangkaian Paralell dalam Hukum Kirchoff.

R1 R2

i1

-

+

-

+

-

+i0

ii2

Slide - 2 29

Uraian Gambar Rangkaian Paralell

Besar tegangan yang megalir pada tiap titik percabangan adalah sama dan besarnya sama dengan Tegangan Sumbernya ( Vs ).

VSumber = VR1 = VR2

Jumlah Arus pada tiap titik percabangan sama dengan besar Arus Totalnya ( ITotal ).

ITotal = IR1 + IR2

dimana :

IR1 = VR1 / R1

IRn = VRn / Rn

IR2 = VR2 / R2

Slide - 2 30

Perbedaan Arus DC dengan Arus AC

Arus lisrtik DC ( direct Current ) adalah sebuah listrik yang dikatakan memiliki dua buah kutub potensial, yaitu Positip dan Negatip.

Bentuk gelombang arus DC merupakan sebuah garis lurus yang tidak memiliki denyut. Hal ini berarti bahwa arus DC tidak memiliki periode waktu.

Slide - 2 31

Ciri-ciri Arus DC

Tidak memiliki fasa tapi memiliki polaritas Postip dan Negatip

Sehingga tidak ada istilah beda Φ (fasa)

Tidak memiliki frekuensi

Hanya ada 1 daya yaitu Daya Aktif (Watt)

Slide - 2 32

Arus DC Ideal

Gambar Arus DC Ideal

12 V

0

Slide - 2 33

Arus Listrik Bolak-balik (AC)

Arus listrik AC ( Alternating Current ) adalah sebuah arus listrik bolak-balik yang memiliki fase dan nol.

Bentuk gelombang arus AC merupakan sebuah gelombang sinusiodal

Slide - 2 34

Ciri-ciri Arus AC

Memiliki satu fasa atau lebih dari satu Φ (fasa) – biasanya R, S, T

Memiliki beda Φ (fasa)

Memiliki frekuensi

Ada 3 jenis daya yaitu Daya Aktif (Watt), Daya Reaktif (VAR), Daya Semu (VA)

Slide - 2 35

Jenis-jeni bentuk Gelombang Periodik

Gambar Jenis-jenis bentuk gelombang Periodik