PEMBAHASAN 1. Rangka gkaian DC a.) Dasar-dasar Rangkaian Listrik
Resistor (hambatan) Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan
memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya. Resisto Res istorr bersifat bers ifat resistif resi stif dan umum umumny nyaa terb terbua uatt dari dari baha bahan n karb karbon on.. Satu Satuan an resis esista tans nsii dari dari suat suatu u resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan symbol symbol Ω (Omega). Menurut Hukum Ohm : Di dalam rangkaian elektronika resistor dilambangkan dengan huruf !R!.Dilihat dari bahannya ada beberapa "enis resistor yang ada dipasaran antaralain : Resistor #arbon $ir $ire%ound e%ound dan Metalfilm. #iri yang umum dari suatu resistor adalah gelang gelang %arna yang terterapada bodinya seperti pa pada ga gambar bar di di ba ba%ah da dan ma masing & masing dar dari %a %arna %a %arna te tersebut mengandung su suatu ni nilai uk ukuran sesuai tabel %arna yang sudah ditentukan dans atuannya adalah 'ohm. erikut ini merupakan uraian * tabel %arna & %arna dari dari resistor +il +ilai res resistor tergantung dari ham hambat batan "e "enis bah bahan resistor itu itu sendi ndiri (te (tergantung dari bah bahan pem pemb buatny atnyaa) pan"ang dari resistor itu sendir diri dan luas penam nampang dari resistor itu sendir diri. Se,ara matematis :
R= ρ
l A
dimana : - hambatan "enis l pan"ang dari resistor / luas penampang Satuan dari resistor : Ohm (Ω) 0ungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air yang deras di selokan1parit ke,il. Makin besar nilai tahananmakin ke,il arus dan tegangan listrik yang melaluinya. /dapun fungsi lain resistor dalam rangkaian elektronika yaitu a. Menahan arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika b. Men Menurunkan teganga ngan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian ele elektronika nika ,. Membagi tegangan dll.
Elektronika Dasar
Page 1
Dilihat dari fungsinya resistor dapat dibagi men"adi : 1. Resistor Tetap (i!ed Resistor)
2aitu resistor yang nilainya tidak dapat berubah "adi selalu tetap (konstan).Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. erfungsi sebagai pembagitegangan mengatur atau membatasi arus pada suatu rangkaian serta memperbesar dan memperke,il tegangan.3kuran fisikfi4ed resistor berma,am & ma,am tergantung pada dayaresistor yang dimilikinya. Misalnya fi4ed resistor dengan daya 5%att pasti mempunyai bentukfisik yang "auh lebih besar dibandingkan dengan fi4ed resistor yang mempunyai daya 6%att. ".
Resistor Tidak Tetap (#aria$%e resistor)
3ntuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 7 tipe. 3ntuk tipe pertama dinamakan 8ariable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan 8olume bass balan,e dll. Sedangkanyang kedua adalah semi9fi4ed resistor. +ilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu sa"a. #ontoh penggunaan dari semi9fi4ed resistor adalah tegangan referensiyang digunakan untuk /D# fine tune ,ir,uit dll. /da beberapa model pengaturan nilaiariable resistor yang sering digunakan adalah dengan ,ara ;engubahan nilai dengan ,ara memutar biasa nya terbatas sampai <== dera"at putaran memutar.
>apasitor >apasitor adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus
listrik dalam bentuk muatan. sebuah kapasitor pada dasarnya terbuat dari dua buah lempengan logam yang saling se"a"ar satu sama lain dan diantara kedua logam tersebut terdapat bahan isolator yang sering disebut dielektrik. >apasitor mempunyai satuan yaitu 0arad (0) yang menemukan adalah Mi,hael 0araday(?@A?9?BC@). >emudian Mi,hael 0araday membuat postulat bah%a sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar ? farad "ika dengan tegangan ? 8olt dapat memuat muatan elektron sebanyak ? ,oulombs.
Elektronika Dasar
Page 2
Dengan rumus dapat ditulis : # >et : muatan elektron # (Coulomb) # nilai kapasitans dalam 0 (Farad) tinggi tegangan dalam (Volt)
;ada dasarnya kapasitor dibagi men"adi 7 bagian yaitu kapasitor ;olar dan +on ;olar a. >apasitor ;olar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan
negatif biasanya kapasitor ;olar bahan dielektriknya terbuat dari elketrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik. $. >apasitor +on ;olar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai
polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai se,ara berbalik. biasanya kapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang ke,il dan bahan dielektriknya terbuat dari keramik mika dll.
Satuan9satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah : E ? 0arad ?.===.=== F0 (mikro 0arad). E ? F0arad ?.=== n0 (nano 0arad). E ? n0arad ?.=== p0 (piko 0arad).
Sifat dasar sebuah kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik dan kapasitor "uga mempunyai sifat tidak dapat dilalui arus D# (dire,t #urrent) dan dapat dilalui arus /# (alternating ,urrent) dan "uga dapat berfungsi sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan).
>apasitor
berdasarkan
nilai
kapasitansinya
dibagi
men"adi
E kapasitor tetap E kapasitor 8ariable adalah kapasitor yang dapat diubah nilainya.
Elektronika Dasar
Page 3
7
bagian
yaitu:
Gnduktor Gnduktor adalah sebuah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi
pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. >emampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan olehinduktansinya dalam satuan Henry. iasanya sebuah induktor adalah sebuah ka%at penghantar yang dibentuk men"adikumparan lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi 0araday. Gnduktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah9 ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak9balik . Gnduktor berfungsi sebagai ?. ;enyimpanan arus listrik dalam bentuk medan magnet 7. Menahan arus bolak balik 1 a, <. Meneruskan 1 meloloskan arus searah I. Sebagai penapis 5. Sebagai penalaan
$.) Rangkaian Seri
Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke ,atu daya le%at satu rangkaian. Rangkaian seri dapat berisi banyak beban listrik dalam satu rangkaian. #ontoh yang baik dari beberapa beban rangkaian dihubung seri adalah lampu pohon +atal. ( kurang lebih 7= lampu dalam rangkaian seri ). Dua buah elemen berada dalam susunan seri "ika mereka hanya memiliki sebuah titik utama yang tidak terhubung menu"u elemen pemba%a arus pada suatu "aringan. >arena semua elemen disusun seri maka "aringan tersebut disebut rangkaian seri. Dalam rangkaian seri arus yang le%at sama besar pada masing9masing elemen yang tersusun seri.
Elektronika Dasar
Page 4
Si&at-si&at Rangkaian Seri
/rus yang mengalir pada masing beban adalah sama.
Jegangan sumber akan dibagi dengan "umlah tahanan seri "ika besar tahanan sama. Kumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing9masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan. anyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian.
/rus yang mengalir tergantung pada "umlah besar tahanan beban dalam rangkaian. Kika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus aliran arus terhenti.
Conto' pa%ing seder'ana penerapan rangkaian %istrik seri da%a ke'idpan se'ari'ari (di ra') *
?) Lampu hias pohon +atal model lama (yang baru pakai rangkaian elektronik * lampu LD) merupakan rangkaian seri beberapa lampu (?7 di9seri 7= p,s) sehingga dapat menerima tegangan sesuai dengan "ala9"ala (77=). 7) Lampu JL (tube Lamp) atau orang bilang lampu neon model lama yang masih memakai ballast di dalam bo4 nya memakai rangkaian seri antara "ala9"ala dengan ballastnya. <) Di dalam setrika listrik ada rangkaian seri dengan bimetal (temperatur kontrol) demikian "uga kulkas. I) Sakelar1s%it,h merupakan penerapan rangkaian seri dengan beban.
Elektronika Dasar
Page 5
Sambungan seri1deret yaitu sambungan u"ung kaki yang satu Disambung dengan lain se,ara beruntun
+.) Rangkaian Para%e%
Rangkaian ;aralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor sebagian besar beban listrik dihubungkan se,ara parallel. Masing9masing rangkaian dapat dihubung9putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain. Si&at-si&at Rangkaian Para%e%
Jegangan pada masing9masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.
Masing9masing ,abang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian indi8idu. /rus
masing9masing ,abang adalah tergantung besar tahanan ,abang. Sebagaian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel tahanan total rangkaian menge,il oleh karena itu arus total lebih besar. (Jahanan total dari rangkaian parallel
adalah lebih ke,il dari tahanan yang terke,il dalam rangkaian.) Kika ter"adi salah satu ,abang tahanan parallel terputus arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian ,abang yang lain tetap beker"a tanpa terganggu oleh rangkaian ,abang yang terputus tersebut.
Elektronika Dasar
Page 6
Conto' pa%ing seder'ana penerapan rangkaian %istrik para%e% da%a ke'idpan se'ari-'ari (di ra') *
?) Distribusi Listrik ;L+ kerumah9rumah adalah paralel. 7) Stop ,onta,t merupakan rangkaian paralel dengan "ala9"ala.
1.1 Rangkaian Eki#a%en T'e#enin dan Nort'on a. Rangkain T'e#enin
Jeori Jhe8enin mengatakan bah%a sebuah rangkaian yang mengandung beberapa sumber tegangan dan hambatan dapat diganti dengan sebuah sumber tegangan yang Elektronika Dasar
Page 7
dipasang seri dengan sebuah hambatan (resistor). Dengan kata lain rangkaian elektronika yang rumit dapat disederhanakan men"adi sebuah rangkaian hambatan linier yang terdiri dari ? sumber arus dengan ? resistor. ;enyederhanaan rangkaian komplek men"adi sederhana dengan mengikuti teori Jhe8enin dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini.
;ada gambar ?b terdapat sumber arus JH yaitu tegangan Jhe8enin. Jegangan Jhe8enin adalah tegangan yang diukur atau dihitung pada terminal beban ketika beban dilepas dari rangkaian. >arena diukur atau dihitung ketika beban dilepas maka tegangan ini sering disebut tegangan rangkaian terbuka. R Jh disebut hambatan Jhe8enin. Hambatan Jhe8enin adalah hambatan yang diukur atau dihitung pada terminal beban ketika beban dilepas dari rangkaian dan sumber arus dibuat men"adi nol atau dihubung singkatkan. 3ntuk mengukur tahanan Jhe8enin kita harus mengurangi tegangan sumber arus hingga nol. 3ntuk sumber tegangan dapat di9 nol9kan dengan menghubung9singkatkan terminal tegangan atau melepas sumber tegangan dan menggantikannya dengan sebuah penghantar. Nambar berikut ini menun"ukan ,ara mengukur atau menghitung tegangan dan hambatan Jhe8enin.
Elektronika Dasar
Page 8
;erhatikan gambar 7 terdapat sebuah black box yang terdiri dari sumber teganan D# dan rangkaian hambatan linier yang tidak diketahui bentuk rangkaiannya. Rangkaian hambatan linier adalah rangkaian yang hambatannya tidak berubah ketika tegangan dinaikkan atau diturunkan. Jhe8enin dapat membuktikan bah%a tidak peduli seperti apa bentuk rangkaian linier tersebut tetapi semua rangkaian hambatan linier akan menghasilkan arus beban yang sama yang mengikuti persamaan :
Dimana : GL arus beban Jh tegangan Jhe8enin R Jh hambatan Jhe8enin dan R L hambatan beban. Conto' soa% 1 *
Hitung arus beban untuk besar hambatan beban R L 7 kOhm I kOhm dan ?7 kOhm pada rangkaian berikut ini. Nunakan Jeorema Jhe8enin .
,aa$ *
Langkah pertama hitung besar tegangan Jhe8enin dengan ,ara melepas sumber tegangan dan menggantikannya dengan sebuah penghantar. Jegangan diukur atau dihitung pada terminal beban /9 seperti pada gambar berikut ini. Elektronika Dasar
Page 9
esar tegangan Jhe8enin dapat dihitung :
ila hambatan beban dilepas maka tampak rangkaian men"adi rangkaian pembagi tegangan antara resistor ?7 >Ω dengan resistor C kΩ sedangkan hambatan B kΩ tidak berpengaruh ke tegangan hanya sebatas sebagai pembatas arus. Langkah kedua adalah mengukur atau menghitung hambatan Jhe8enin dengan ,ara mengganti sumber arus dengan sebuah penghantar seperti pada gambar berikut ini.
esar hambatan Jhe8enin dapat dihitung :
Langkah ketiga sederhanakan men"adi rangkaian Jhe8enin
Elektronika Dasar
Page 10
Dengan R L ber8ariasi yaitu : 7 kOhm I kOhm dan ?7 kOhm. Maka besar arus yang mele%ati beban dapat dihitung :
Conto' soa% " *
Hitung arus yang mengalir melalui titik /9 (resistor I= Ohm) gunakan teori Jhe8enin
,aa$ *
;ertama9tama hitung hambatan Jhe8enin pada titik / seperti pada gambar berikut ini.
esar hambatan /9 adalah :
Langkah kedua hitung tegangan Jhe8enin seperti pada gambar berikut ini.
Elektronika Dasar
Page 11
Nunakan hukum >ir,hoff untuk menghitung tegang an pada titik /.
Maka tegangan pada titik / :
Langkah ketiga sederhanakan men"adi rangkaian Jhe8enin seperti pada gambar berikut ini.
Maka arus yang mengalir melalui titik / adalah :
$.Teori Nort'on
Jeori +orton hampir sama dengan teori Jhe8enin. 2ang membedakan teori +orton dengan Jhe8enin adalah pada penggunaan sumber arus pada teori +orton dan sumber tegangan pada teori Jhe8enin. ;ada teori +orton hambatan dipasang paralel dengan sumber arus sedangkan pada teori Jhe8enin Hambatan dipasang seri dengan sumber tegangan. Nambar I berikut ini menun"ukan se,ara skema perbedaan teori rangkaian +orton dan teori rangkaian Jhe8enin. Elektronika Dasar
Page 12
/rus +orton didefinisikan sebagai arus beban ketika beban dihubungsingkatkan atau disebut arus hubungan singkat. /rus +orton ditulis dengan simbol G + .Hambatan +orton adalah hambatan yang diukur atau dihitung ketika sumber arus dikurangi hingga nol dan hambatan beban dilepas. Hambatan +orton sama dengan hambatan the8enin. ;ada Jeori rangkaian Jhe8enin kita menghitung arus beban (GL) sedangkankan pada teori rangkaian +orton kita menghitung tegangan beban (L). Jegangan beban pada rangkaian +orton dapat dihitung sebagai berikut :
Dimana : L tegangan beban G + arus +orton R + hambatan +orton dan R L hambatan beban. Hubungan Jhe8enin dengan +orton dapat dilihat pada gambar berikut ini.
". Siste Pe$e$anan Elektronika Dasar
Page 13
a. Be$an Resisti& (R)
eban resistif yang merupakan suatu resistor murni ,ontoh : lampu pi"ar pemanas. eban ini hanya menyerap daya aktif dan tidak menyerap daya reaktif sama sekali. Jegangan dan arus se9fasa. Se,ara matematis dinyatakan : R3M3S :
R1G
Gambar 1. Arus dan tegangan pada beban resistif
$. Be$an ndkti& (L)
eban induktif adalah beban yang mengandung kumparan ka%at yang dililitkan pada sebuah inti biasanya inti besi ,ontoh : motor & motor listrik induktor dan transformator. eban ini mempunyai faktor daya antara = & ? 'lagging . eban ini menyerap daya aktif (k$) dan daya reaktif (k/R). Jegangan mendahului arus sebesar PQ. Se,ara matematis dinyatakan : R3M3S :
L 7f.L
Gambar 2. Arus, tegangan dan GG induksi!diri pada beban induktif
Elektronika Dasar
Page 14
+. Be$an /apasiti& (C)
eban kapasitif adalah beban yang mengandung suatu rangakaian kapasitor. eban ini mempunyai faktor daya antara = & ? 'leading . eban ini menyerap daya aktif (k$) dan mengeluarkan daya reaktif (k/R). /rus mendahului tegangan sebesar PQ. Se,ara matematis dinyatakan : R3M3S:
# ? 1 7f#
Gambar ". Arus, tegangan dan GG induksi!diri pada beban kapasitif
Elektronika Dasar
Page 15
DATAR P0STA/A 2ogi.7=??.#eori $asar istrik .http:11yogimanist.blogspot.,
[email protected]. Diakses A Kanuari 7=?I $inda.7=?<. %lektronika $asar 1. http:11%indale.blogspot.,om1. Diakses A Kanuari 7=?I D"ukarna.7=?I. #eori &angkaian #'eenin orton.https:11d"ukarna.%ordpress.,om17=?I1=A1?71teori9rangkaian9the8enin9 norton1.Diakses A Kanuari 7=?I Hamimah.7=?<. &angkaian istrik AC dan $C .http:11gadis9 elektro.blogspot.,om17=?<1=51rangkaian9listrik9a,9dan9d,.html. Diakses A Kanuari 7=?I
Elektronika Dasar
Page 16
