unit 1 prinsip dasar listrik

Politeknik Negeri Malang

Unit 1 Prinsip-prinsip Dasar Listrik

Tujuan

Setelah selesai mempelajari bagian ini, mahasiswa diharapkan akan mampu :

Menjelaskan konsep dasar tentang arus listrik, tegangan dan tahanan (resistansi).

Menjelaskan arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC).

Menjelaskan perbedaan antara arus konvensional dan arus elektron.

1.1 Arus Listrik

Listrik adalah suatu bentuk energi, mempelajari listrik adalah mempelajari energi, pengubahannya dari suatu bentuk ke bentuk lain dan transmisinya sari satu tempat ke tempat lain. Mesin listrik adalah alat pengubah energi, dan rangkaian listrik adalah alat pengirim energi.

Dalam bahan konduktor, sebagian elektron bebas bergerak secara bebas dan sebarang atau berpindah dari atom ke atom. Jika di samping gerak sebarang ini terdapat suatu aliran (drift) atau gerakan elektron sepanjang konduktor, hal ini disebut arus listrik.Secara ringkas dapat dijelaskan bahwa listrik sebagai aliran elektron dari atom ke atom dalam konduktor. Aliran elektron ini disebut arus dan diukur dalam ampere.

Atom-atom beberapa bahan logam seperti tembaga, seng, perak, dan aluminium mempunyai banyak elektron bebas. Bahan yang demikian disebut konduktor. Atom-atom dari bahan bukan logam seperti kaca, mika dan porselen mempunyai elektron yang terikat kuat pada intinya sehingga mempunyai sedikit elektron bebas. Bahan-bahan tersebut disebut isolator. Bahan lain seperti germanium dan silikon bukan konduktor maupun isolator yang baik. Bahan-bahan ini disebut semikonduktor.

Arus Searah (DC)

Arus searah adalah aliran elektron yang bergerak dalam arah yang sama sepanjang konduktor . Elektron bergerak dari negatif ke positif dengan tekanan (tegangan ) yang diciptakan antara muatan negatif dan positif yang besar. Menyambungkan baterai ke rangkaian menghasilkan arus searah (Gambar 1.1a).

06. TeoriListrik Terapan Abdul Manaf 4/13/2023

1


a.. Rangkaian arus searah b. Grafik arus searah

Gambar 1-1. Aliran arus searah melalui rangkaian

Arus Bolak-balik (AC)

Arus Bolak-balik adalah aliran elektron yang membalik arah pada interval yang reguler sepanjang konduktor (lihat Gambar 1-2). Arus pertama kali akan mengalir dalam satu arah dan kemudian akan mengalir pada arah yang lain.


2

+_


Gambar 1.2 Grafik arus bolak-balik

Arus bolak-balik umumnya digunakan dalam rumah-rumah untuk memberi daya pada penerangan, mesin cuci dan peralatan rumah tangga yang lain.dan dihasilkan oleh generator arus bolak-balik (alternator).

Arus Konvensional dan Arus Elektron

Aliran arus listrik dari positif ke negatif ini dikenal sebagai arus konvensional Teori konvensional arus telah digunakan sekian lama dan masih digunakan hingga sekarang. Walaupun ini salah, tidak menjadi masalah kearah mana aliran arus melalui rangkaian. Pada akhirnya, perlu waktu teori elektron akan digunakan menggantikan teori konvensional. Sampai saat ini kita harus menyadari keberadaan kedua teori tersebut

mengapa dan kapan mereka digunakan.

Gambar 1.3 Arus elektron dan arus konvensional (arus secara teknik).

1.2 Tegangan (Beda Potensial)

Aliran arus listrik melalui sebuah konduktor dapat digambarkan dengan aliran air melalui pipa. Untuk menyebabkan air mengalir, harus ada perbedaan tekanan air. Demikian juga dengan listrik, harus ada perbedaan tekanan listrik guna menyebabkan arus listrik mengalir antara dua titik dalam rangkaian listrik. Perbedaan tekanan listrik disebut beda potensial atau tegangan (voltage) dan diukur dalam volt.


3


1.3 Resistansi (Tahanan)

Tahanan listrik (resistansi) didefinisikan sebagai perlawanan (hambatan) yang diberikan oleh bahan terhadap aliran arus listrik. Satuan praktis dari pengukuran tahanan adalah ohm yang dinyatakan dengan simbol (omega).

Tahanan tidak hanya tergantung pada jenis bahan yang digunakan, tetapi juga pada ukuran (panjang dan luas penampangnya dan juga temperatur.

Tahanan penghantarR tahanan penghantar dalam tahanan jenis dalam .mm2/ml panjang penghantar dalam mA luas penampang dalam mm2

Contoh :1. Suatu penghantar dengan luas penampang 10 mm2.

Berapa besarnya tahanan untuk panjang 500 m, jika digunakan penghantar a) tembaga

b) alumunium ?

Diketahui : A = 10 mm2 l = 500 mCu = 0,0178 .mm2/mAl = 0,0278 .mm2/m

Hitunglah : Rcu , RAl

Jawab : a)

b)

Daya hantar adalah kebalikan tahanan

Satuan SI yang ditetapkan untuk daya hantar adalah Siemens.


4


Simbol formula untuk daya hantar adalah G.Simbol satuan untuk Siemens adalah S.

Daya hantar G daya hantar listrik dalam S

Tahanan R tahanan listrik dalam

Daya hantar jenis adalah kebalikan tahanan jenis.

Simbol formula untuk daya hantar jenis adalah (gamma) atau ada juga yang menggunakan simbol x.

Daya

Daya hantar jenis atau x adalah daya hantar jenis

dalam

Tahanan jenis tahanan jenis dalam

Untuk beberapa pemikiran sangatlah tepat, menghitung dengan menggunakan daya hantar ataupun daya hantar jenis.Dengan bantuan daya hantar jenis diperoleh rumus perhitungan untuk tahanan kawat sebagai berikut :

Tahanan penghantarR tahanan penghantar dalam hantar jenis dalam m/.mm2

l panjang penghantar dalam mA luas penampang dalam mm2

Contoh : 1. Berapa besarnya daya hantar untuk tahanan berikut ini :5 ; 0,2 ; 100 ?


5


Tahanan tergantung pada suhuTahanan panas yang baru Rp terdiri atas tahanan dingin Rd dan perubahan tahanan R.

Tahanan panas Rp = Rd + R Rp tahanan panas dalam

Rp = Rd + . . Rd

Contoh:1. Lilitan tembaga suatu mesin pada suhu 20 oC terukur tahan-annya

serbesar 30 . Selama beroperasi temperatur tahan-annya naik menjadi 80 oC.Berapa sekarang besarnya tahanan kumparan ?

Diketahui: Rd = 30 ; 1 = 20 oC; 2 = 80 oC; = 0,0039 1/K

Hitunglah: Rp

Jawaban: Rp = Rd + . . Rd

Rp = 30 + 0,0039 1/K . 60 K . 30 = 30 + 7,02 = 37,02


6

unit 1 prinsip dasar listrik

Education