Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi i

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi ii

PENULIS

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Alloh SWT, dengan tersusunnya buku Teknik

Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi ini semoga dapat menambah

khasanah referensi khususnya di bidang tekologi industri yang akhir-akhir

berkembang begitu pesatnya di Indonesia.

Isi buku ini sengaja disajikan secara praktis dan lengkap sehingga

dapat membantu para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), guru

serta para praktisi industri. Teknik Kelistrikan dan Elektronika

Instrumentasi yang selama ini dideskripsikan secara variatif dan adaptif

terhadap perkembangan serta kebutuhan berbagai kalangan praktisi

industri. Penekanan dan cakupan bidang yang dibahas dalam buku ini

sangat membantu dan berperan sebagai sumbangsih pemikiran dalam

mendukung pemecahan permasalahan yang selalu muncul didalam

mempelajari dasar-dasar instrumentasi.

Oleh karena itu, buku ini disusun secara integratif antar disiplin ilmu

yaitu teknik kelistrikan dan elektronika instrumentasi yang saling

mendukung sehingga skill yang diperlukan terkait satu dengan lainnya.

Tim penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak

yang telah membantu materi naskah serta dorongan semangat dalam

penyelesaian buku ini. Kami sangat berharap dan terbuka untuk masukan

serta kritik konstruktif dari para pembaca sehingga dimasa datang buku ini

lebih sempurna dan implementatif.

Tim Penulis

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi iv

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR i DAFTAR ISI ii PETUNJUK PENGGUNAAN BUKU BAHAN AJAR v BAB 1 ARUS LISTRIK DAN ARUS ELEKTRON 1 1. Muatan Listrik 2 2. Arus, Tegangan dan Tahanan Listrik 7 3. Bahan Penghantar Listrik 28 BAB 2 HUKUM KELISTRIKAN 52 1. Hukum Ohm 52 2. Hukum Kirchoff 62 3. Teorema Rangkaian 69 BAB 3 TEORI KEMAGNETAN 87 1. Prinsip Kemagnetan 87 2. Garis Gaya Magnet 90 3. Bahan Magnetik 93 4. Fluks Magnet 94 5. Kerapatan Fluks Magnet 96 6. Kuat Medan Magnet 97 7. Rangkaian Magnetik 98 8. Medan Magnet Sekitar Arus Listrik 100 9. Medan Magnet Sebah Kumparan 102 10. Aplikasi Kemagnetean dan Elektromagnetik 102 BAB 4 RESISTOR 112 1. Resistor 114

Diunduh dari BSE.Mahoni.com

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi v

2. Kode Warna Resistor 125 3. Pengukuran Resistor Linier dan Non Linier 129 4. Rangkaian Resistor 139 5. Resistor Variabel 148 6. Hukum Kirchoff I 150 7. Hukum Kirchoff II 157 8. Jembatan Wheatstone 161 9. Resistor KSN 170 10. Resistor LDR 174 11. Resistor VDR 176 BAB 5 KAPASITOR 179 1. Mengenal Kapasitor 179 2. Kapasitor Kertas 180 3. Kapasitor Elektrolit 180 4. Kapasitor Variabel 181 5. Susunan Kapasitor 186 6. Kode Warna pada Kapasitor 192 BAB 6 INDUKTOR 198 1. Sifat-sifat Penting Induktor 201 2. Hubungan Seri Induktansi 202 3. Hubungan Paralel Induktansi 203 4. Transformator 209 BAB 7 DIODA 215 1. Dioda Semi Konduktor 225 2. Kurva Karakteristik Dioda 229 3. Karakteristik Dioda 231 4. Penggunaan Dioda 235 5. Dioda Zener 258 BAB 8 TRANSISTOR 267

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi vi

1. Sifat Listrik Transistor (Bipolar) 269 2. Hubungan Dasar Transistor 275 BAB 9 SCR (SILICON CONTROLLED RECTIFIER) 300 1. Karakteristik SCR 301 2. Karakteristik SCR Forward 303 3. Operasi DC Anoda dikontrol Tegangan DC pada

Gate 304

4. Operasi AC Anoda dikontrol Tegangan Gate 306 5. Operasi AC Anoda dikontriol Tegangan AC

pada Gate 308

6. Operasi SCR untuk Tegangan AC dikontrol oleh Tegangan bergeser Phasa pada Gate

310

BAB 10 DIAC, TRIAC dan UJT 313 1. DIAC 313 2. Triac 316 3. Uni Junction Transistor (UJT) 318

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi vii

PETUNJUK PENGGUNAAN BUKU BAHAN AJAR A. Deskripsi

Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi siswa dari

sisi pengetahuan, keterampilan dan sikap secara utuh. proses

pencapaiannya melalui pembelajaran sejumlah pelajaran yang dirancang

sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian kompetensi

tersebut. Buku bahan ajar dengan judul Teknik Kelistrikan dan Elaktronika

Instrumentasi ini merupakan dasar program keahlian yang digunakan

untuk mendukung pada mata pelajaran yang ada di Program Keahlian

Teknik Instrumentasi Industri, untuk SMK Paket Keahlian Kontrol Proses,

Kontrol Mekanik dan Teknik Instrumentasi Logam yang diberikan pada

kelas X.

Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan siswa

untuk mencapai kompetensi yang diharapkan yang dijabarkan dalam

kompetensi inti dan kompetensi dasar. Sesuai dengan pendekatan yang

dipergunakan dalam kurikulum 2013, siswa diharuskan dan diberanikan

untuk mencari dari sumber belajar Lain Yang tersedia dan terbentang luas

disekitarnya. ; peran guru sangan penting untuk meningkatkan dan

menyesuaikan daya serap siswa dengan ketersediaan kegiatan pada

buku ini. Guru dapat memperkaya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-

kegiatan lain yang sesuai dan relevan yang bersumber dari lingkungan

sosial dan alam.

Buku ini disusun di bawah koordinasi Direktorat Pembinaan SMK,

Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, dan dipergunakan dalam tahap

awal penerapan Kurikulum 2013. Buku ini merupakan dokumen hidup

yang senantiasa diperbaiki, diperbaharui, dan dimutakhirkan sesuai

dengan dinamika kebutuhan dan perubahan zaman. Masukan dari

berbagai kalangan diharapkan dapat meningkatkan kualitas buku ini.

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi viii

B. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR

KI-1

Menghayati dan mengamalkan

ajaran agama yang dianutnya

1.1 Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama dalam melaksanakan pekerjaan di bidang teknik kelistrikan dan elektronika instrumentasi

KI-2

Menghayati dan mengamalkan

perilaku jujur, disiplin,

tanggungjawab, peduli (gotong

royong, kerjasama, toleran, damai),

santun, responsif dan proaktif, dan

menunjukkan sikap sebagai bagian

dari solusi atas berbagai

permasalahan dalam berinteraksi

secara efektif dengan lingkungan

sosial dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai cerminan

bangsa dalam pergaulan dunia

2.1. Memiliki motivasi internal, kemampuan bekerjasama, konsisten, rasa percaya diri, dan sikap toleransi dalam perbedaan konsep berpikir, dan strategi menyelesaikan masalah dalam melaksanakan pekerjaan di bidang teknik kelistrikan dan elektronika instrumentasi

2.2. Mampu mentransformasi diri dalam berperilaku: teliti, kritis, disiplin, dan tangguh mengadapi masalah dalam melakukan tugas di bidang teknik kelistrikan dan elektronika instrumentasi

2.3. Menunjukkan sikap bertanggung jawab, rasa ingin tahu, santun, jujur, dan perilaku peduli lingkungan dalam melakukan tugas di bidang teknik kelistrikan dan elektronika instrumentasi

KI-3 Memahami, menerapkan dan

menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan,

kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalah.

3.1 Menerapkan prinsip dasar kelistrikan dan elektronika pada sistem instrumentasi kontrol proses.

3.2 Menerapkan hukum kelistrikan dan elektronika pada sistem instrumentasi kontrol proses

3.3 Menerapkan konsep,teori dan hukum kemagnetan pada sistem instrumentasi kontrol proses.

3.4 Menerapkan prinsip pengukuran besaran listrik berdasarkan azas kerja alat ukur listrik

3.5 Mimilih alat ukur kelistrikan instrumentasi kontrol proses sesuai fungsi dan prosedur

3.6 Memilih komponen elektronika pada sistem instrumentasi industri

3.7 Memilih komponen semikonduktor pada sistem instrumentasi industri

Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi ix

KOMPETENSI INTI (KELAS X) KOMPETENSI DASAR

3.8 Menganalisis kerja rangkaian arus searah pada sistem instrumentasi kontrol proses.

3.9 Menganalisis rangkaian arus bolak-balik pada sistem instrumentasi industri

C. Rencana Aktivitas Belajar

Proses pembelajaran pada kurikulum 2013 untuk semua jenjang

dilaksanakan dengan menggunakan pendekatan ilmiah (saintifik).

Langkah-langkah pendekatan ilmiah (scientific approach) dalam proses

pembelajaran meliputi menggali informasi melalui pengamatan, bertanya,

percobaan kemudian mengolah data dan informasi, menyajikan data atau

informasi, dilanjutkan dengan menganalisis, menalar, kemudian

menyimpulkan dan mencipta. Pada buku ini, seluruh materi yang ada

pada setiap kompetensi dasar diupayakan sedapat mungkin diaplikasikan

secara prosedural sesuai dengan pendekatan ilmiah.

Melali buku bahan ajar ini, kalian akan mempelajari apa ?, bagaimana

?, dan mengapa ?. terkait dengan masalah konsep-konsep dasar listrik

dan elektronika dan penggunaannya. Langkah awal untuk mempelajari

konsep-konsep tersebut adalah dengan melakukan pengamatan

(observasi). Keterampilan melakukan pengamatan dan mencoba

menemukan hubungan-hubungan yang diamati secara sistimatis