Upload
lulus-miftakhul-fajri
View
123
Download
19
Embed Size (px)
Citation preview
11 Teori atom dan molekul
Operasi komponen elektronika benda padat seperti dioda LED Transistor
Bipolar dan FET serta Op-Amp atau rangkaian terpadu lainnya didasarkan atas
sifat-sifat semikonduktor Semikonduktor adalah bahan yang sifat-sifat
kelistrikannya terletak antara sifat-sifat konduktor dan isolator Sifat-sifat
kelistrikan konduktor maupun isolator tidak mudah berubah oleh pengaruh
temperatur cahaya atau medan magnit tetapi pada semikonduktor sifat-sifat tersebut
sangat sensitive
Elemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat-sifat kimia dan fisika
yang sama adalah atom Suatu atom terdiri atas tiga partikel dasar yaitu neutron
proton dan elektron Dalam struktur atom proton dan neutron membentuk inti atom
yang bermuatan positip sedangkan elektron-elektron yang bermuatan negatip
mengelilingi inti Elektron-elektron ini tersusun berlapis-lapis Struktur atom
dengan model Bohr dari bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan
adalah silikon dan germanium
Seperti ditunjukkan pada Gambar 1 atom silikon mempunyai elektron yang
mengorbit (mengelilingi inti) sebanyak 14 dan atom germanium mempunyai 32
elektron Pada atom yang seimbang (netral) jumlah elektron dalam orbit sama
dengan jumlah proton dalam inti Muatan listrik sebuah elektron adalah -1602-19 C
dan muatan sebuah proton adalah +1602-19 C
Elektron yang menempati lapisan terluar disebut sebagai elektron valensi
Atom silikon dan germanium masing mempunyai empat elektron valensi Oleh
karena itu baik atom silikon maupun atom germanium disebut juga dengan atom
tetra-valent (bervalensi empat) Empat elektron valensi tersebut terikat dalam
struktur kisi-kisi sehingga setiap elektron valensi akan membentuk ikatan
6
kovalen dengan elektron valensi dari atom-atom yang bersebelahan Struktur kisi-kisi
kristal silikon murni dapat digambarkan secara dua dimensi pada Gambar 2 guna
memudahkan pembahasan
Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur kristal namun bisa saja elektron
valensi tersebut keluar dari ikatan kovalen menuju daerah konduksi apabila diberikan
energi panas Bila energi panas tersebut cukup kuat untuk memisahkan elektron dari
ikatan kovalen maka elektron tersebut menjadi bebas atau disebut dengan elektron
bebas Pada suhu ruang terdapat kurang lebih 15 x 1010 elektron bebas dalam 1
cm3 bahan silikon murni (intrinsik) dan 25 x 1013 elektron bebas pada germanium
Semakin besar energi panas yang diberikan
semakin banyak jumlah elektron bebas yang keluar dari ikatan kovalen dengan kata
lain konduktivitas bahan meningkat
Semi Konduktor Tipe-N
Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan
bervalensi lain maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik Pada bahan
semikonduktor intrinsik jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama
Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah karena terbatasnya jumlah
pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut
7
Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas)
bervalensi lima (penta-valens) maka diperoleh semikonduktor tipe n Bahan dopan
yang bervalensi lima ini misalnya antimoni arsenik dan pospor Struktur kisi-kisi
kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar 3
Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima maka empat elektron valensi
mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron
valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan Oleh karena itu ikatan elektron
kelima ini dengan inti menjadi lemah dan mudah menjadi elektron bebas Karena
setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron maka atom yang bervalensi
lima disebut dengan atom donor Dan electron ldquobebasrdquo sumbangan dari atom dopan
inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya
Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa
mayoritas) cukup banyak namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena
jumlah muatan positip pada inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan
elektronnya Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa
mayoritas) meningkat ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun
Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas maka
kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron
dengan hole) semakin meningkat Sehingga jumlah holenya menurun
Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5 Karena
atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi
elektron bebas) maka menjadi ion yang bermuatan positip Sehingga digambarkan
8
dengan tanda positip Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas
Dan pembawa minoritasnya berupa hole
Semi Konduktor Tipe-P
Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan
impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga maka akan diperoleh semikonduktor
type p Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron galium dan
indium Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti
Gambar 6
Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi dalam Gambar 6
adalah atom Boron (B) maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi
Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi
kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain Dengan
demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole Atom
bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor karena atom ini siap untuk
menerima elektron
Seperti halnya pada semikonduktor type n secara keseluruhan kristal
semikonduktor type n ini adalah netral Karena jumlah hole dan elektronnya sama
Pada bahan type p hole merupakan pembawa muatan mayoritas Karena dengan
penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan
Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron
9
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8 Karena
atom-atom akseptor telah menerima elektron maka menjadi ion yang bermuatan
negatip Sehingga digambarkan dengan tanda negatip Pembawa mayoritas
berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron
12 Teori Dasar Listrik
Pada umumnya listrik listrik memiliki muatan listrik Muatan listrik tersebut
bersifat tolak menolak untuk listrik yang tak sejenis dan bersifta tarik menarik untuk
listrik yang sejenis Media yang dapat dialiliri muatan lisstrik terbagi atas dua bentuk
diantaranya konduktor yakni media yang dapat dialiri aliran listrik dan isolator yakni
media yang tidak dapat dialiri muatan listrik Muatan listrik memiliki dua jenis muatan
diantaranya muatan positif (+) yakni muatan yang kekurangan electron dan muatan
negative yakni muatan yang kelebihan electron Sedangkan muatan yang memiliki
muatan positif dan negative sama banyak dinamakan muatan yang bersifat netral
10
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
kovalen dengan elektron valensi dari atom-atom yang bersebelahan Struktur kisi-kisi
kristal silikon murni dapat digambarkan secara dua dimensi pada Gambar 2 guna
memudahkan pembahasan
Meskipun terikat dengan kuat dalam struktur kristal namun bisa saja elektron
valensi tersebut keluar dari ikatan kovalen menuju daerah konduksi apabila diberikan
energi panas Bila energi panas tersebut cukup kuat untuk memisahkan elektron dari
ikatan kovalen maka elektron tersebut menjadi bebas atau disebut dengan elektron
bebas Pada suhu ruang terdapat kurang lebih 15 x 1010 elektron bebas dalam 1
cm3 bahan silikon murni (intrinsik) dan 25 x 1013 elektron bebas pada germanium
Semakin besar energi panas yang diberikan
semakin banyak jumlah elektron bebas yang keluar dari ikatan kovalen dengan kata
lain konduktivitas bahan meningkat
Semi Konduktor Tipe-N
Apabila bahan semikonduktor intrinsik (murni) diberi (didoping) dengan bahan
bervalensi lain maka diperoleh semikonduktor ekstrinsik Pada bahan
semikonduktor intrinsik jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama
Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah karena terbatasnya jumlah
pembawa muatan yakni hole maupun elektron bebas tersebut
7
Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas)
bervalensi lima (penta-valens) maka diperoleh semikonduktor tipe n Bahan dopan
yang bervalensi lima ini misalnya antimoni arsenik dan pospor Struktur kisi-kisi
kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar 3
Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima maka empat elektron valensi
mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron
valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan Oleh karena itu ikatan elektron
kelima ini dengan inti menjadi lemah dan mudah menjadi elektron bebas Karena
setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron maka atom yang bervalensi
lima disebut dengan atom donor Dan electron ldquobebasrdquo sumbangan dari atom dopan
inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya
Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa
mayoritas) cukup banyak namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena
jumlah muatan positip pada inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan
elektronnya Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa
mayoritas) meningkat ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun
Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas maka
kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron
dengan hole) semakin meningkat Sehingga jumlah holenya menurun
Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5 Karena
atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi
elektron bebas) maka menjadi ion yang bermuatan positip Sehingga digambarkan
8
dengan tanda positip Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas
Dan pembawa minoritasnya berupa hole
Semi Konduktor Tipe-P
Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan
impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga maka akan diperoleh semikonduktor
type p Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron galium dan
indium Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti
Gambar 6
Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi dalam Gambar 6
adalah atom Boron (B) maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi
Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi
kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain Dengan
demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole Atom
bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor karena atom ini siap untuk
menerima elektron
Seperti halnya pada semikonduktor type n secara keseluruhan kristal
semikonduktor type n ini adalah netral Karena jumlah hole dan elektronnya sama
Pada bahan type p hole merupakan pembawa muatan mayoritas Karena dengan
penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan
Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron
9
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8 Karena
atom-atom akseptor telah menerima elektron maka menjadi ion yang bermuatan
negatip Sehingga digambarkan dengan tanda negatip Pembawa mayoritas
berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron
12 Teori Dasar Listrik
Pada umumnya listrik listrik memiliki muatan listrik Muatan listrik tersebut
bersifat tolak menolak untuk listrik yang tak sejenis dan bersifta tarik menarik untuk
listrik yang sejenis Media yang dapat dialiliri muatan lisstrik terbagi atas dua bentuk
diantaranya konduktor yakni media yang dapat dialiri aliran listrik dan isolator yakni
media yang tidak dapat dialiri muatan listrik Muatan listrik memiliki dua jenis muatan
diantaranya muatan positif (+) yakni muatan yang kekurangan electron dan muatan
negative yakni muatan yang kelebihan electron Sedangkan muatan yang memiliki
muatan positif dan negative sama banyak dinamakan muatan yang bersifat netral
10
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Jika bahan silikon didoping dengan bahan ketidak murnian (impuritas)
bervalensi lima (penta-valens) maka diperoleh semikonduktor tipe n Bahan dopan
yang bervalensi lima ini misalnya antimoni arsenik dan pospor Struktur kisi-kisi
kristal bahan silikon type n dapat dilihat pada Gambar 3
Karena atom antimoni (Sb) bervalensi lima maka empat elektron valensi
mendapatkan pasangan ikatan kovalen dengan atom silikon sedangkan elektron
valensi yang kelima tidak mendapatkan pasangan Oleh karena itu ikatan elektron
kelima ini dengan inti menjadi lemah dan mudah menjadi elektron bebas Karena
setiap atom depan ini menyumbang sebuah elektron maka atom yang bervalensi
lima disebut dengan atom donor Dan electron ldquobebasrdquo sumbangan dari atom dopan
inipun dapat dikontrol jumlahnya atau konsentrasinya
Meskipun bahan silikon type n ini mengandung elektron bebas (pembawa
mayoritas) cukup banyak namun secara keseluruhan kristal ini tetap netral karena
jumlah muatan positip pada inti atom masih sama dengan jumlah keseluruhan
elektronnya Pada bahan type n disamping jumlah elektron bebasnya (pembawa
mayoritas) meningkat ternyata jumlah holenya (pembawa minoritas) menurun
Hal ini disebabkan karena dengan bertambahnya jumlah elektron bebas maka
kecepatan hole dan elektron ber-rekombinasi (bergabungnya kembali elektron
dengan hole) semakin meningkat Sehingga jumlah holenya menurun
Bahan semikonduktor tipe n dapat dilukiskan seperti pada Gambar 5 Karena
atom-atom donor telah ditinggalkan oleh elektron valensinya (yakni menjadi
elektron bebas) maka menjadi ion yang bermuatan positip Sehingga digambarkan
8
dengan tanda positip Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas
Dan pembawa minoritasnya berupa hole
Semi Konduktor Tipe-P
Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan
impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga maka akan diperoleh semikonduktor
type p Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron galium dan
indium Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti
Gambar 6
Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi dalam Gambar 6
adalah atom Boron (B) maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi
Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi
kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain Dengan
demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole Atom
bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor karena atom ini siap untuk
menerima elektron
Seperti halnya pada semikonduktor type n secara keseluruhan kristal
semikonduktor type n ini adalah netral Karena jumlah hole dan elektronnya sama
Pada bahan type p hole merupakan pembawa muatan mayoritas Karena dengan
penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan
Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron
9
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8 Karena
atom-atom akseptor telah menerima elektron maka menjadi ion yang bermuatan
negatip Sehingga digambarkan dengan tanda negatip Pembawa mayoritas
berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron
12 Teori Dasar Listrik
Pada umumnya listrik listrik memiliki muatan listrik Muatan listrik tersebut
bersifat tolak menolak untuk listrik yang tak sejenis dan bersifta tarik menarik untuk
listrik yang sejenis Media yang dapat dialiliri muatan lisstrik terbagi atas dua bentuk
diantaranya konduktor yakni media yang dapat dialiri aliran listrik dan isolator yakni
media yang tidak dapat dialiri muatan listrik Muatan listrik memiliki dua jenis muatan
diantaranya muatan positif (+) yakni muatan yang kekurangan electron dan muatan
negative yakni muatan yang kelebihan electron Sedangkan muatan yang memiliki
muatan positif dan negative sama banyak dinamakan muatan yang bersifat netral
10
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
dengan tanda positip Sedangkan elektron bebasnya menjadi pembawa mayoritas
Dan pembawa minoritasnya berupa hole
Semi Konduktor Tipe-P
Apabila bahan semikonduktor murni (intrinsik) didoping dengan bahan
impuritas (ketidak-murnian) bervalensi tiga maka akan diperoleh semikonduktor
type p Bahan dopan yang bervalensi tiga tersebut misalnya boron galium dan
indium Struktur kisi-kisi kristal semikonduktor (silikon) type p adalah seperti
Gambar 6
Karena atom dopan mempunyai tiga elektron valensi dalam Gambar 6
adalah atom Boron (B) maka hanya tiga ikatan kovalen yang bisa dipenuhi
Sedangkan tempat yang seharusnya membentuk ikatan kovalen keempat menjadi
kosong (membentuk hole) dan bisa ditempati oleh elektron valensi lain Dengan
demikian sebuah atom bervalensi tiga akan menyumbangkan sebuah hole Atom
bervalensi tiga (trivalent) disebut juga atom akseptor karena atom ini siap untuk
menerima elektron
Seperti halnya pada semikonduktor type n secara keseluruhan kristal
semikonduktor type n ini adalah netral Karena jumlah hole dan elektronnya sama
Pada bahan type p hole merupakan pembawa muatan mayoritas Karena dengan
penambahan atom dopan akan meningkatkan jumlah hole sebagai pembawa muatan
Sedangkan pembawa minoritasnya adalah elektron
9
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8 Karena
atom-atom akseptor telah menerima elektron maka menjadi ion yang bermuatan
negatip Sehingga digambarkan dengan tanda negatip Pembawa mayoritas
berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron
12 Teori Dasar Listrik
Pada umumnya listrik listrik memiliki muatan listrik Muatan listrik tersebut
bersifat tolak menolak untuk listrik yang tak sejenis dan bersifta tarik menarik untuk
listrik yang sejenis Media yang dapat dialiliri muatan lisstrik terbagi atas dua bentuk
diantaranya konduktor yakni media yang dapat dialiri aliran listrik dan isolator yakni
media yang tidak dapat dialiri muatan listrik Muatan listrik memiliki dua jenis muatan
diantaranya muatan positif (+) yakni muatan yang kekurangan electron dan muatan
negative yakni muatan yang kelebihan electron Sedangkan muatan yang memiliki
muatan positif dan negative sama banyak dinamakan muatan yang bersifat netral
10
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Bahan semikonduktor type p dapat dilukiskan seperti pada Gambar 8 Karena
atom-atom akseptor telah menerima elektron maka menjadi ion yang bermuatan
negatip Sehingga digambarkan dengan tanda negatip Pembawa mayoritas
berupa hole dan pembawa minoritasnya berupa elektron
12 Teori Dasar Listrik
Pada umumnya listrik listrik memiliki muatan listrik Muatan listrik tersebut
bersifat tolak menolak untuk listrik yang tak sejenis dan bersifta tarik menarik untuk
listrik yang sejenis Media yang dapat dialiliri muatan lisstrik terbagi atas dua bentuk
diantaranya konduktor yakni media yang dapat dialiri aliran listrik dan isolator yakni
media yang tidak dapat dialiri muatan listrik Muatan listrik memiliki dua jenis muatan
diantaranya muatan positif (+) yakni muatan yang kekurangan electron dan muatan
negative yakni muatan yang kelebihan electron Sedangkan muatan yang memiliki
muatan positif dan negative sama banyak dinamakan muatan yang bersifat netral
10
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Menurut Chaeles Coulomb (1785) dengan menggunakan neraca punter
disimpulkan bahwa gaya tarik ataupun gaya tolak antara 2 benda yang bermuatan
sebanding dengan muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak
antara kedua muatan tersebut Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Coulomb
Dimana secara matematis dapat dinyatakan sbb
F = k q1 q2 atau F = 1 q1 q2
r2 4πε0 r2
Dimana F = gaya Coulomb dengan satuan Newton (N)
q = muatan listrik masing-masing partikel (C)
k = tetapan Coulomb (9109 Nm2c-2)
ε0 = permitivitas ruang hampa (885 10-12 C2N-1m-2)
r = jarak antara kedua muatan (m)
Apabila dalam sebuah tempat atau bidang terdapat beberapa muatan listrik maka
akan terdapat banyak gaya Coulomb F1 dan F2 Maka dapat diturunkan persamaan sbb
FB = F1 + F2
FB = radicF12+F22+F1F2 Cos θ
Dimana θ = sudut antara F1 dan F2
Didalam jalannya muatan listrik juga terdapat adanya medan listrik yakni ruang
atau daerah disekitar muatan listrik yang dapat mempengaruhi muatan listrik yang
berada di daerah itu Arah medan di suatu titik dalam medan listrik selalu menjauhi
pusat medan listrik yang bermuatan positif dan selalu mendekati pusat medan listrik
yang bermuatan negative Kuat medan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan sbb
E = k q atau E = 1 q
r2 4πε0 r2
Dimana E Kuat medan listrik (NC)
Apabila dalam medan listrik terdapat beberapa muatan maka
Untuk medan listrik yang segaris maka besarnya medan listrik dapat dinyatakan
dalam persamaan sbb
E = k q1 + q2
r12 r2
2
Untuk medan listrik yang tak segaris maka besarnya medan listrik dapat
dinyatakan dalam persamaan sbb
11
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
EB = E1 + E2
EB = radicE12+E22+E1E2 Cos θ
Garis medan listrik adalah garis-garis khayal didalam medan listrik yang menjadi
tempat kedudukan titik-titik yang arah kuat medannya sama dengan arah garis itu
Apabila garis medan listrik menembus suatu permukaan teidak secara tegak lurus
maka fluks (garis medan listrik) yang menembus bidang dapat dinyatakan sbb
Ф = EAn atau Ф = EA cos θ
13 Sumber Tegangan
Kita tentu masih ingat hokum Ohm bahwa besarnya arus listrik (I) selalu
berbanding dengan tegangan (V) dan berbanding terbalik dengan hambatan (R)
Arus listrik merupakan partikel-partikel listrik yang bermuatan positif di dalam
suatu penghantar Kuat arus listrik dapat didfinisikan sebagai banyaknya muatan listrik
yang mengalir dalam suatu penghantar per satuan waktu Sehingga dapat dirumuskan
sbb
I = Q t
Dimana I = kuat arus (I) t = waktu muatan mengalir (s)
Q = banyak muatan yang mengalir (C)
Besarnya tegangan listrik yang keluar selalu berbanding lurus dengan kuat arus
yang mengalir dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan yang ada Sehingga
dapat dirumuskan sbb
V = IR
Dimana V = tegangan listrik (V)
I = kuat arus litrik (A) R = hambatan listrik (Ω)
Dalam rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut
sesuai bunyi dari hukum I Kirchoff yang dirumuskan sbb
Σ Imasuk = Σ Ikeluar
Jika muatan positif listrik bergerak searah jarum jam pada titik a dan kembali ke
titik a maka usaha yang dilakukan muatan itu adala nol sebab muatan tidak berpindah
tempat Jika penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari suatu
tegangan yang mendapat hambatan maka berlaku persamaan hokum II Kirchoff sbb
12
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Σ V = 0
Σ E + Σ IR = 0
Apabila muatan listrik yang memiliki lebih dari satu loop (putaran) dinamakan
rangkaian majemuk Langkah penyelesaian untuk menentukan rangkaian majemuk
adalah sbb
1 Gambarlah rangkaian listrik dari rangkaian majemuk tersebut
2 Tentukan kuat arus (symbol dan arah) pada setiap percabangan
3 Sederhanakan susunan seri ndash parallel resistor jika memungkinkan
4 Tetapkan loop berikut arahnya Usahakan loop dalam rangkaian
seminimal mungkin
5 Tulislah persamaan setiap loop dengan menggunakan hokum II Kirchoff
6 Tulislah persamaan listrik setiap percabangan dengan menggunakan
hokum I Kirchoff
7 Selesaikan besaran-besaran yang ditanyakan dengan menggunakan
persamaan-persamaan pada butir 5 dan 6
Pada tegangan listrik yang mengalir deiperlukan adanya energi (W) dan daya
listrik (P) Energi listrik dapat berubah menjadi energi bentuk lain Besarnya energi
listrik muncul akibat arus yang mengalir dari sebuah tegangan melalui penghantar yang
akan menimbilkan panas pada elemen pemanas (R) selama waktu tertentu (t) Sehingga
dapat dirumuskan sbb
W = I2 RT atau W=V2t R
W = 024 I2 RT W (kalori)jika menghitung besar energi panas
Dimana W= energi listrik (joule)
Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap oleh alat tiap satuan waktu
Daya listrik dapat dirumuskan sbb
P = VI dimana P= Daya listrik (watt)
Sebuah lampu akan menyala lebih redup jika dipasang tegangan yang lebih
rendah Hal ini karena arus yang mengalir dalam lampu lebih kecil sehingga daya
lampu juga menurun sedangkan hambatan lampu tetap Sehingga dapat diturunkan
persamaan sbb
V22 = V1
2
P2 P1
13
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Alat Ukur Elektronik
ultimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala Multimeter ini yang
banyak dipakai karena harganya relatifMterjangkau Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala Lihat gambar 1 dan gambar 2
Gambar 1 Multimeter Analog Gambar 2 Multimeter Digital
A Konfigurasi Multimeter
Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar 3
14
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
GAMBAR 3 KONFIGURASI MULTIMETER
1 Papan Skala digunakan untuk membaca hasil pengukuran Pada papan skala terdapat skala-skala tahananresistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω) tegangan (ACV dan DCV) kuat arus (DCmA) dan skala-skala lainnya Lihat gambar 4
15
PAPAN
SEKRUP
PENGATUR
POSISI JARUM
TOMBOL
PENGATUR POSISI
JARUM
JARUM PENUNJUK
SAKLAR
JANGKAUAN OUT (+)
COMMON
KABEL
PENYIDIK
(PROBES)
JEPITAN MONCONG BUAYA
(ALIGATOR CLIP)
BATAS UKUR
(RANGE)
metercojp
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
GAMBAR 4 PAPAN SKALA
2 Saklar Jangkauan Ukur digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter dan batas ukur (range) Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam ) saklar ditempatkan pada posisi demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV) dan kuat arus (mA-A) Satu hal yang perlu diingat dalam mengukur tegangan listrik posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Misal tegangan yang akan diukur 220 ACV saklar
16
SKALA OHM
SKALA VOLT
(ACV-DCV)SKALA LAINNYA
wwwdirectindustrycom
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV Demikian juga jika hendak mengukur DCV
3 Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala)
4 Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahananresistan Dalam praktek kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol
5 Lubang Kabel Penyidik tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur hfe transistor (penguatan arus searahDCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya) dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor
A Batas Ukur (Range)
1 Batas Ukur (Range) Kuat Arus biasanya terdiri dari angka-angka 025 ndash 25 ndash 500 mA Untuk batas ukur (range) 025 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 025 mA Untuk batas ukur (range) 25 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 25 mA Untuk batas ukur (range) 500 kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 ndash 500 mA
2 Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) terdiri dari angka 10 ndash 50 ndash 250 ndash 500 ndash 1000 ACVDCV Batas ukur (range) 10 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt Batas ukur (range) 50 berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt demikian seterusnya
3 Batas Ukur (Range) Ohm terdiri dari angka x1 x10 dan kilo Ohm (k) Untuk batas ukur (range) x1 semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) x10 semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan ) Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (k) semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan k) Untuk batas ukur
17
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
(range) x10k (10k) semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10k
C Baterai
Baterai pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3 digunakan untuk mencatumengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasiIntegrated CircuitIC) Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidikprobes (+out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik Lihat gambar 5
GAMBAR 5
D Kriteria Multimeter
Kriteria sebuah Multimeter tergantung pada
18
0 ADJ
+
-OUT
(+)
+ -
COMMON
(-)
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
1 Kekhususan kepekaan ditentukan oleh tahananresistan (resistance) dibagi dengan tegangan misalnya 20 kv untuk DCV dan 8 kv untuk ACV (20 kv I = ER = 120000 = frac12 x 10-4A = 005mA = 50 A) Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 A) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 A dari rangkaian yang diukur
2 Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan hfe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali) penguji dioda dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik
E Simbol-simbol
1 Secara teoritis untuk mempermudah pembelajaran pengukur tegangan (Volt-meter) pengukur kuat arus (Ampere-meter) dan pengukur nilai tahanan resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar 6
Volt-meter Ampere-meter Ohm-meter
Gambar 6 Simbol Alat Ukur
F Persiapan Awal
Persiapan awal yang perlu Anda lakukan sebelum menggunakan Multimeter adalah
1 Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya
19
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
2 Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter) mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter) mengukur ResistansTahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)
3 Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih
4 Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik yang bertanda (-) atau common
5 Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)
6 Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur Jika mengukur tegangan bolak balik 220V220 ACV letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV) kuat arus (DCmA-DCA) dan tahananresistan (resistance)
7 Pada pengukuran DCV kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur
8 Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir
9 Untuk mengukur tahananresistan (resistance) letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) atau k (kilo Ohm) pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes) tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment)
10 Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV
20
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
c Rangkuman 1
1) Multimeter adalah piranti ukur yang dapat digunakan untuk mengukur besaran listrik yaitu (1) tegangan (2) arus dan (3) tahanan (resistance)
2) Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan Volt (V)3) Arus listrik dinyatakan dalam satuan Ampere (A)4) Tahananresistan (resistance) listrik dinyatakan
dalam satuan Ohm ()5) Saklar jangkauan Multimeter harus berada pada
posisi yang sesuai dengan besaran listrik yang akan diukur6) Batas ukur (range) Multimeter harus berada pada
posisi angka yang lebih besar dari nilai besaran listrik yang akan diukur
7) Sebelum melakukan pengukuran posisi jarum harus berada tepat pada sisi kiri papan skala
8) Sekrup pengatur posisi jarum (preset) digunakan untuk mengatur posisi jarum pada angka nol
9) Tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment) digunakan untuk meletakkan jarum pada posisi angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk pengukuran nilai tahananresistans (resistance) Untuk keperluan ini ujung dari kedua kabel penyidik disatukan tombol diputar-putar untuk memperoleh posisi jarum pada angka nol
10) Kabel penyidik (probes) berwarna merah selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (+) atau out
11) Kabel penyidik (probes) berwarna hitam selalu dimasukkan ke lubang kabel penyidik yang bertanda (-) atau common
12) Baterai pada Multimeter dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik (probes)
13) Pada Multimeter Analog hasil pengukuran dibaca pada papan skala
14) Pada Multimeter Digital hasil pengukuran ditunjukkan langsung oleh angka yang muncul pada layar display
15) Hasil pengukuran tegangan listrik (ACV-DCV) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan ACV-DCV
16) Hasil pengukuran arus listrik (DCmA) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan DCV A
17) Hasil pengukuran tahananresistan (resistance) dibaca pada bagian papan skala yang bertuliskan - k
18) Kriteria Multimeter ditentukan oleh seberapa besar arus yang digunakan untuk menggerakkan alat pengukur (meter)
21
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Besarnya kuat arus yang digunakan dapat dihitung dari kVolt yang tertera pada sisi kiri bawah papan skala
19) Pada Multimeter yang didesain khusus terdapat perangkat untuk mengukur hfe transistor dioda dan kapasitas kapasitor
20) Melalui kegiatan diskusi yang rutin secara perlahan seseorang akan memperoleh 7 (tujuh) kecakapan hidup (life skill)
d Tugas 1
2 Untuk lebih mendalami dan lebih menguasai uraian materi 1 pada modul ini sudi kiranya Anda melakukan tugas berikut 3
1) Buatlah kelompok belajar masing-masing kelompok maksimum 4 orang
2) Kunjungilah bengkel elektronikatoko penjual alat-alat ukur elektronik yang ada di kota Anda (minimal 5)
3) Menggunakan contoh format berikut catatlah tipe dan jenis Multimeter yang ada di bengkeltoko tersebut berikut perangkat yang terdapat pada konfigurasi Multimeter
4) Untuk validasi penilaian lembar format harus berisi tanda tangan petugas dan stempel bengkeltoko
5) Menggunakan mesin pencari wwwgooglecoid di internet carilah gambar Multimeter merk lain berikut petunjuk penggunaan (manual instruction) nya
Hukum Ohm Hambatan Listrik Dan Hukum Kirchhoff
A Hukum Ohm Hambatan atau disebut juga tahanan atau resistansi adalah sesuatu
yang sering dibicarakan dalam bidang fisika elektronika Apa sebenarnya fungsi dari
hambatan tersebut Dari data pengamatan kalian menunjukkan ada hubungan yang
menarik antara kuat arus dan hambatan Jika nilai hambatan diperbesar maka kuat
arus akan menurun untuk beda potensial yang tetap sehingga bisa ditulis
Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan
kuat arus Dari Tabel 91 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstan maka
hubungan antara kuat arus dan beda potesial adalah berbanding lurus dengan kata
lain semakin besar beda potensial makin besar kuat arusnya lihat Gambar 91 Secara
22
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
matematika dapat ditulis
Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis
Persamaan di atas disebut hukum Ohm dengan R adalah hambatan yang
dinyatakan dalam satuan ohm ditulis dalam simbol 1048634 (omega) Berdasarkan hukum
Ohm 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian
yang dilewati
kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt Oleh karena itu kita dapat
mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan
kuat arus
Ampere Definisi satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melalui
sebuah titik dalam satu sekon Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuah
rangkaian terdapat beda potensial Hubungan antara kuat arus listrik dan beda
potensial listrik secara grafik dapat dilihat pada Gambar 91 Hubungan linier antara
kuat arus dan beda potensial menunjukkan makin besar beda potensial makin besar
kuat arusnya Hubungan kesebandingan antara beda potensial dan kuat arus perlu
adanya faktor pembanding yang disebut hambatan
Contoh soal 91 Pada sebuah percobaan hukum Ohm diperoleh grafik seperti pada
gambar di bawah ini
Dari grafik tersebut tentukan besar hambatan yang digunakan
2 Perhatikan tabel di bawah ini
23
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Berdasarkan tabel di atas berapa besar hambatan
yang digunakan untuk percobaan
B Hambatan Konduktor Semikonduktor dan IsolatorHambatan
Aliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata tidak sama besarnya hal
ini ditunjukkan oleh nyala lampu pijar maupun angka yang ditunjukkan oleh
amperemeter Ketidaksamaan ini disebabkan oleh penghantar yang selalu memiliki
hambatan Hambatan dari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnya arus listrik
yang melewatinya Berdasarkan Kegiatan 93 besar hambatan suatu bahan atau
penghantar nilainya berbeda-beda tergantung pada hambatan jenis 1048634 panjang dan
luas penampang A Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsung untuk
mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuah penghantar disebut ohmmeter
Sedang multimeter
adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus beda potensial dan
hambatan pada suatu penghantar atau rangkaian listrik Apabila multimeter akan
digunakan untuk mengukur besar hambatan atau digunakan sebagai ohmmeter maka
sakelar harus
diputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R Penghantar yang hendak diukur
hambatannya dipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu Jarum akan
24
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
bergerak ke suatu kedudukan tertentu sehingga besar hambatan dapat dibaca pada
skala yang bertandakan OHM atau 1048634
Hambatan suatu penghantar juga dapat diukur secara tidak langsung yaitu
dengan cara mengukur besar arus yang lewat pada penghantar dan mengukur beda
potensial ujung-ujung penghantar itu Oleh karena itu kita menggunakan dua alat
yang berfungsi sebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsi sebagai
voltmeter Cara menyusun alat tersebut adalah sebagaimana terdapat pada Gambar
92 Pada Gambar 92 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besar hambatan dari
lampu pijar
Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar 93 maka besar arus listrik
yang mengalir melalui lampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujung lampu pijar
dapat diketahui sehingga besarnya hambatan dari lampu tersebut dapat dihitung
Satuan hambatan dapat diturunkan sesuai persamaan berikut yaitu
Hambatan sering digambarkan seperti pada Gambar 93
Dari hasil Kegiatan 94 hubungan antara hambatan jenis bahan panjang
luas penampang dan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskan secara
matematika
25
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Persamaan 95 menunjukkan bahwa hambatan tergantung pada suhu dari
penghantar semakin besar suhu semakin besar nilai hambatannya Ro adalah
hambatan awal atau hambatan mula-mula R adalah hambatan akhir dikarenakan
faktor suhu 1048634T = T1 ndash T2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam derajat Celsius
(degC) dengan T1 adalah suhu awal penghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar
dan 1048634 adalah koefisien suhu penghantar dinyatakan dalam satuan per degC Koefisien
suhu (1048634 dibaca ldquoalphardquo) untuk beberapa bahan memiliki harga yang berbeda
tergantung dari jenis bahan masing-masing Hampir semua konduktor (termasuk
nikrom) memiliki nilai koefisien suhu positif Oleh karena itu hambatan sebuah
konduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebut bertambah Nilai koefisien suhu
dari beberapa bahan konduktor dapat kalian lihat pada Tabel 94
26
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Konduktivitas
Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanya medan listrik di dalam
konduktor Pernyataan ini benar jika konduktor dalam keadaan keseimbangan statis
Tujuan dari pembicaraan ini adalah ingin menggambarkan apa yang terjadi jika
muatan bergerak dalam konduktor
Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor akan menghasilkan arus di bawah
pengaruh medan listrik Medan listrik ini muncul karena adanya pergerakan muatan
sehingga situasinya non-elektrostatis Keadaan ini sedikit berlawanan dengan situasi
untuk
keseimbangan elektrostatis di mana muatan dalam keadaan diam sehingga tidak ada
medan listrik di dalam
Muatan listrik yang dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain adalah
muatan elektron Elektron-elektron yang mudah berpindah disebut elektron bebas
Elektron-elektron bebas dalam logam merupakan gas elektron yang pada suhu sangat
tinggi 70000degC bersifat
sebagai gas sempurna Elektron-elektron bebas ini bergerak bebas di dalam sebuah
bahan konduktor Sehingga pada saat tertentu elektron-elektron ini akan berbenturan
dengan elektron bebas yang lain Dengan jumlah elektron bebas yang besar maka
bahan konduktor mudah mengalirkan muatan listrik Bahan konduktor yang baik dan
sempurna jika mempunyai nilai konduktivitas yang besar
27
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
yaitu 1048634 1048634 10486341048634 10486341048634 (mendekati tak terhingga besarnya) Sebaliknya untuk hambatan
atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekati nol atau sangat kecil
Bagaimana untuk isolator Untuk isolator konduktivitas hambatan hambatan
jenis dan sifat elektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor Konduktor dan
isolator adalah suatu bahan yang mempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahan
konduktor mempunyai konduktivitas sangat besar sedang isolator sangat kecil
Konduktor mempunyai hambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untuk isolator
hambatan atau hambatan jenisnya besar Bagaimana untuk material atau bahan
semikonduktor Semikonduktor adalah suatu bahan atau benda yang mempunyai sifat
sebagai konduktor dan isolator Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyai
kemampuan mengalirkan muatan di bawah sifat konduktor dan di atas sifat isolator
Untuk mendapatkan sifat konduktor dari bahan semikonduktor biasanya dilakukan
penambahan jenis atom lain dengan konsentrasi tertentu atau disebut pendopingan
Contoh bahan ini adalah germanium Ge dan silikon Si Bahan semikonduktor dapat
dijumpai dalam penggunaan bahan-bahan elektronika
Tabel 95 menunjukkan bahwa nilai konduktivitas untuk bahan isolator dan
konduktor mempunyai rentang yang sangat besar Misalkan berapa rentang nilai
antara karet dan perak Contoh soal 92
1 Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang
2 mm2 Jika panjang penghantar 2000 dan hambatan jenisnya 002 1048634 meter Berapa
28
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
nilai hambatan kawatnya
C Hukum I Kirchhoff1 Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaian listrik terbuka dan
rangkaian listrik tertutup Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yang
memiliki ujung-ujung rangkaian Contoh rangkaian terbuka dapat kalian lihat pada
Gambar 95
Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang tidak
memiliki ujung-ujung rangkaian Di dalam rangkaian listrik tertutup ini arus listrik
dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian Contoh rangkaian listrik tertutup
secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 96
29
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi dua macam lagi yaitu rangkaian tidak
bercabang dan rangkaian bercabang Rangkaian tidak bercabang disebut rangkaian
seri Sedangkan rangkaian bercabang disebut rangkaian paralel
2 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
Susunan seri ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan
lihat pada Gambar 97
Dari Kegiatan 95 kalian telah mengetahui bahwa pada rangkaian seri
besarnya arus listrik yang mengalir di setiap titik besarnya sama Apabila kuat arus
yang lewat hambatan R1 adalah I1 kuat arus yang lewat hambatan R2 adalah I2 dan
kuat arus yang lewat hambatan R3 adalah I3 Sedangkan kuat arus yang keluar dari
sumber Irsquo maka berlaku
Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1 beda potensial di titik B dan C
adalah V2 dan beda potensial di titik C dan D adalah V3 maka berlaku
Kedua persamaan di atas menunjukkan suatu persamaan yang berlaku untuk
susunan seri Dengan mengetahui definisi dari arus listrik adalah muatan yang
bergerak per satuan waktu sehingga arus listrik sebanding dengan muatan listrik
Oleh karena itu dapat ditulis
Dengan memperhatikan persamaan tersebut selama tidak ada penambahan atau
pengurangan muatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukum kekekalan muatan
listrik Bagaimanakah bunyi hukum kekekalan muatan listrik
3 Rangkaian Paralel
30
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai secara
paralel Susunan paralel ketiga hambatan itu kemudian dihubungkan dengan sumber
tegangan lihat Gambar 98 Pada rangkaian paralel terdapat dua titik yaitu A dan titik
B Titik A dan titik B disebut titik percabangan Kalian telah mengetahui dari hasil
Kegiatan 95 bahwa jumlah kuat arus listrik yang masuk titik percabangan titik A
sama besar dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik percabangan titik B
Oleh karena itu
a Pada titik percabangan A
Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masuk ke percabangan Berkaitan
dengan muatan dan arus listrik maka persamaan di atas dapat ditulis bahwa
b Pada titik percabangan B
Dengan Irsquoadalah jumlah kuat arus yang keluar dari percabangan dan Qrsquo
adalah muatan yang keluar dari percabangan
c I = Irsquo
Dari a ndash b dapat disimpulkan bahwa dalam satuan waktu yang sama jumlah
kuat arus atau muatan yang masuk percabangan sama dengan jumlah kuat arus atau
muatan yang keluar dari percabangan Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff
Selama tidak ada penambahan muatan atau arus dari luar maka besarnya muatan
total dan arus total adalah tetap disebut hukum kekekalan muatan listrik Satu hal
yang penting adalah bahwa pada rangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabang
besarnya sama
31
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
D Rangkaian Hambatan Rangkaian hambatan Kalian sudah mengetahui bahwa ada dua rangkaian
dasar pada suatu hambatan yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel
1 Rangkaian Seri
Misal tiga buah hambatan yang masing-masing R1 R2 dan R3 dirangkai seri
lihat Gambar 99
32
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan dan disebut hambatan
pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut seri maka hambatan pengganti ini
sering disebut hambatan seri RS Besar RS merupakan jumlah dari masingmasing
hambatan
Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatan pengganti untuk susunan
seri merupakan jumlah dari masing-masing hambatan Sedang besarnya nilai beda
potensial antara ujung-ujung hambatan tidak sama karena untuk seri yang
mempunyai nilai konstan adalah arus dan muatan listrik yang melalui hambatan
Sehingga jika besar dari masing-masing hambatan berbeda maka nilai beda
potensialnya dari masing-masing hambatan juga berbeda
2 Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)
Misal tiga buah hambatan yang masingmasingnya R1 R2 dan R3 dirangkai
paralel lihat Gambar 910
Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengan satu hambatan yang disebut
hambatan pengganti Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka hambatan
penggantinya disebut hambatan paralel (RP) Besar hambatan paralel (RP) dapat
ditentukan menggunakan persamaan
Pada rangkaian paralel beda potensial masingmasing cabang besarnya sama
Contoh soal 94
33
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Perhatikan gambar di bawah ini
E Penerapan Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik
Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan
arus listrik disebut GGL E Sumbersumber tegangan pada umumnya memiliki
hambatan yang disebut hambatan dalam r Secara umum sebuah rangkaian listrik
selalu berlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff Misal sebuah rangkaian listrik
sederhana yang terdiri atas sebuah hambatan luar R sumber tegangan E dan
hambatan dalam r lihat pada Gambar 911
Apabila hambatannya lebih dari satu maka R ini merupakan hambatan
pengganti dari beberapa hambatan tersebut Kuat arus yang mengalir dalam
rangkaian adalah sebagai berikut
Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapa baterai baik tersusun secara
seri maupun paralel maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali untuk seri
34
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Dengan Es = nE rs = nR dan n adalah banyaknya baterai yang digunakan untuk
rangkaian seri sedang untuk rangkaian paralel
Karena EP= E dan rp=(rn) maka persamaan di atas dapat ditulis kembali
35
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
36
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
37
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
38
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Kegiatan Belajar 1
1 Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan
berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya
39
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Semakin besar nilai resistansi sebuah Resistor yang dipasang
semakin kecil arus yang mengalir
Satuan nilai resistansi suatu Resistor adalah Ohm () diberi
lambang huruf R
Ada dua macam Resistor yang dipakai pada teknik listrik dan
elektronika yaitu Resistor tetap dan Resistor variable
Resistor tetap adalah Resistor yang mempunyai nilai hambatan
yang tetap Biasanya terbuat dari karbon kawat atau paduan
logam Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik
dengan karbonnya diuapkan Biasanya pada kedua ujungnya
dipasang tutup dimana kawat-kawat penghubungnya
dipasang Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan
panjangnya lintasan karbon Panjang lintasan karbon
tegantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral Bentuk
Resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat
pada gambar 1-1 dibawah ini
Gambar 1-1 Hambatan karbon yang diuapkan aksial dan
radial
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol Resistor tetap
Gambar 1-2 Simbol Resistor tetap
Kode warna pada Resistor menyatakan harga resistansi dan
toleransinya Semakin kecil nilai toleransi suatu Resistor adalah
semakin baik karena harga sebenarnya adalah harga yang
40
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
tertera harga toleransinya Misalnya suatu Resistor harga
yang tertera= 100 Ohm mempunyai toleransi 5 maka harga
yang sebenarnya adalah 100- (5x100) sd 100 + (5x100)=
95 Ohm sd 105 Ohm
Terdapat Resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5
gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 1-3
Gambar 1-3 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna
Tabel kode warna pada Resistor 4 gelang
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Toleransi)
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 101 1
Merah 2 2 102 2
Oranye 3 3 103 3
Kuning 4 4 104 4
Hijau 5 5 105 5
Biru 6 6 106 6
Ungu 7 7 107 7
Abu-abu 8 8 108 8
Putih 9 9 109 9
Emas - - 10-1 5
Perak - - 10-2 10
Tanpa
warna
- - 10-3 20
Arti kode warna pada Resistor 5 gelang adalah
Gelang 1 = Angka pertama
Gelang 2 = Angka kedua
Gelang 3 = Angka ketiga
41
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gelang 4 = Faktor pengali
Gelang 5 = Toleransi
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya
adalah Resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan
keramikporselin seperti gambar 1-4
Gambar 1-4 Resistor dengan kode angka dan huruf
Arti kode angka dan huruf pada Resistor ini adalah sebagai
berikut
- 82 K 5 9132 W
82 K berarti besarnya resistansi 82 K (kilo ohm)
5 berarti besarnya toleransi 5
9132 W adalah nomor serinya
- 5 W 022 J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
022 berarti besarnya resistansi 022
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 22 R J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
22 R berarti besarnya resistansi 22
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W 1 K J
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
1 K berarti besarnya resistansi 1 K
J berarti besarnya toleransi 5
- 5 W R 1 K
5 W berarti kemampuan daya Resistor besarnya 5 watt
R 1 K berarti besarnya resistansi 1 K
- RSN 2 P 22 KK
42
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
RSN 2 P sebagai nomor seri resistor
22 K berarti besarnya resistansi 22 K
K berarti besarnya toleransi 5
- 1 k 5 berarti besarnya resistansi 15 K
2 Kondensator
Kondensator ialah suatu komponen listrikelektronika yang
dapat menyimpan muatan listrik Kapasitas kondensator diukur
dalam satuan Farad 1 Farad = 103 mF (mili farad) = 106 microF
(mikro farad) = 109 nF (nano farad) = 1012 pF (piko farad)
Kondensator eletrolit mempunyai dua kutub yaitu positip dan
negatip (bipolar) sedangkan kondensator kering misalnya
kondensator mika kondensator kertas tidak membedakan
kutub positip dan kutub negatip (non polar)
Kode angka dan huruf yang terdapat pada sebuah kondensator
menentukan nilai kapasitansi dan tegangan kerjanya Tabel
kode angka dan huruf pada kondensator
Kode
Angka
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Kode huruf
(Toleransi
)
0 - 0 1
F = 1
G = 2
H = 3
I = 4
J = 5
K = 10
M = 20
1 1 1 101
2 2 2 102
3 3 3 103
4 4 4 104
5 5 5 105
6 6 6 106
7 7 7 107
8 8 8 108
9 9 9 109
43
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Contohnya
- Kode kapasitor 562 J 100 V artinya besarnya kapasitansi 56
x 102 pF J besarnya toleransi 5 100 V kemampuan
tegangan kerja 100 Volt
- 100 nJ artinya besarnya kapasitansi 100 nF J besarnya
toleransi 5
- Kode kapasitor 100 uF 50 V artinya besarnya kapasitansi
100 uF besarnya tegangan kerja 50 Volt
Kondensator yang mempunyai gelang warna nilai
kapasitansinya dapat ditentukan dengan cara membaca
gelang-gelang warna tersebut dari kiri kekanan sedangkan
nilai dari gelang warna itu adalah seperti table dibawah ini
(kondensator polikarbonat Metal)
Warna
Gelang 1
(Angka
pertama)
Gelang 2
(Angka
kedua)
Gelang 3
(Faktor
pengali)
Gelang 4
(Tolerans
i)
Teganga
n Kerja
Hitam - 0 1 plusmn 20
Coklat 1 1 101
Merah 2 2 102 250 V
Oranye 3 3 103
Kuning 4 4 104 400 V
Hijau 5 5 105
Biru 6 6 106 650 V
Ungu 7 7 107
Abu-abu 8 8 108
Putih 9 9 109 plusmn 10
44
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gambar 1-5 Urutan kode warna pada kondensator
Kapasitas sebuah kondensator adalah sebanding dengan luas
pelat-pelat yang membentuk kondensator tersebut Semakin
luas pelat-pelatnya semakin besar nilai kapasitansinya Nilai
kapasitansi berbanding terbalik dengan jarak dari pelat-
pelatnya Semakin kecil jarak kedua plat itu semakin besar
nilai kapasitansinya Sebaliknya semakin jauh jarak kedua
plat itu semakin kecil nilai kapasitansinya Nilai kapasitansi
sebuah kondensator juga sebanding dengan konstanta
dielektrikum dari bahan isolator yang dipasang antara kedua
plat itu Jika nilai konstanta dielektrikumnya mempunyai nilai
yang besar maka nilai kapasitansinya besar
Sebuah kondensator pelat besarnya nilai kapasitansi
ditentukan dengan rumus C = o x r x AS
Dimana C = kapasitas dalam Farad
o = 8885 x 10-12
r = konstanta dielektrik relatif dari isolasi yang
dipakai
A = luas pelat dalam m2 tiap pelatnya
S = jarak pelat dalam m
Contoh
Sebuah kondensator pelat mempunyai data-data sebagai
berikut Luas pelat 10 cm2 Jarak kedua pelat 1 mm
45
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Dielektrikumnya adalah udara (r = 1) Hitunglah nilai
kapasitansinya
Jawab C = o x r x AS C = 8885 x 10-12 x 1 x 1010-410-3
C = 8885 pF
Muatan sebuah kondensator dapat dihitung jika nilai
kapasitansi dan perbedaan tegangan antara dua pelat itu
diketahui dengan menggunakan rumus Q = C x U
Dimana Q = muatan dalam satua qoulomb
C = kapasitas dalam satuan Farad
U = tegangan dalam satuan Volt
Contoh
Sebuah kondensator dengan nilai kapasitansi 10 uF dipasang
pada tegangan 1 volt maka besarnya muatan Q = C x U =
10uF x 1 V
Q = 10 uC (mikro coulomb) = 10-6 C
3 Induktor
Induktor adalah komponen listrikelektronika yang digunakan
sebagai beban induktif Simbol induktor dapat dilihat pada gambar
dibawah ini
Gambar 1-6 Simbol induktor
Nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan
Henry 1 Henry= 1000 mH (mili Henry) Induktor yang ideal
terdiri dari kawat yang dililit tanpa adanya nilai resistansi
Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh
46
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
panjangnya induktor diameter induktor jumlah lilitan dan
bahan yang mengelilinginya
Induktor dapat disamakan dengan kondensator karena
induktor dapat dipakai sebagai penampung energi listrik
Didalam induktor disimpan energi bila ada arus yang
mengalir melalui induktor itu Energi itu disimpan dalam
bentuk medan magnit Bila arusnya bertambah banyaknya
energi yang disimpan meningkat pula Bila arusnya
berkurang maka induktor itu mengeluarkan energi
Rumus untuk menetukan induksi sendiri dari sebuah induktor
gulungan tunggal ialah
L = 4 x x r x (2xrd + 033) 10-9 x n
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
r = jari-jari koker lilitan
d = diameter tebal kawat dalam cm
n = jumlah lilitan
Gambar 1-7 Induktor gulungan tunggal
Contoh
Berapakah besarnya induksi diri sebuah induktor tunggal
dengan jari-jari koker 05 cm sebanyak 100 lilitan dengan
diameter kawat 1 mm
Jawab L = 4 x x r x (2rd + 033) x 10-9 x n
L = 4 x 314 x 05 x (2x0501 + 033) x 10-9 x 100
L = 648 uH
47
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Induktor dengan gulungan belapis nilai induksi diri dapat
dicari dengan rumus L = n2 x d x x 10-9
Dimana L = Induksi sendiri dalam satuan Henry (H)
n = jumlah lilitan
d = diameter koker dalam cm
l = panjang gulungan dalam cm
= nilai perbandingan
h = tinggi (tebal) lapisan dalam cm
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ----------------------
1 + (2xl(d+h))
Gambar 1-8 Gulungan berlapis
Contoh
Sebuah spull trafo IF radio listrik mempunyai data-data
sebagai berikut n = 100 d = 2 cm h = 1 cm l = 2 cm
Hitunglah besarnya nilai induksi diri
Jawab
1 ndash (2xh(d+h))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2xl(d+h))
1 ndash (2x1(2+1))
Nilai perbandingan = 20 x ---------------------- 1 + (2x2(2+1))
1 ndash 066
Nilai perbandingan = 20 x ------------- = 20 x 014 =
48
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
28 1 + 133
L = 1002 x 2 x 28 x 10-9 L = 56 uH
Komponen elektronik yang termasuk induktor karena
memakai lilitan kawat antara lain
- Trafo daya yang dikenal dengan trafo stepup dan trafo
stepdown
- Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan
output
- Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull
osilator
- Trafo frekuensi menengah antara dikenal dengan trafo IF
- Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang
terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil
- Gulungan pada relay
- Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama
Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke)
- Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik
- Gulungan pada head playback head rekam dan head hapus
(erase head)
4 Transformator
Transformator (trafo) ialah alat listrikelektronika yang
berfungsi memindahkan tenaga (daya) listrik dari input ke
output atau dari sisi primer ke sisi sekunder Pemindahan daya
listrik dari primer ke sekunder disertai dengan perubahan
tegangan baik naik maupun turun
Ada dua jenis trafo yaitu trafo penaik tegangan (stepup
transformer) dan trafo penurun tegangan (stepdown
transformer) Jika tegangan primer lebih kecil dari tegangan
49
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
sekunder maka dinamakan trafo stepup Tetapi jika tegangan
primer lebih besar dari tegangan sekunder maka dinamakan
trafo stepdown
Gambar 1-9 Simbol trafo
Pada setiap trafo mempunyai input yang dinamai gulungan
primer dan output yang dinamai gulungan sekunder Trafo
mempunyai inti besi untuk frekuensi rendah dan inti ferrit
untuk frekuensi tinggi atau ada juga yang tidak mempunyai inti
(intinya udara)
Primer Sekunder
Gambar 1-10 Bagan trafo yang dilalui arus listrik
Bila pada lilitan primer diberi arus bolak-balik (AC) maka
gulungan primer akan menjadi magnit yang arah medan
magnitnya juga bolak-balik Medan magnit ini akan
menginduksi gulungan sekunder dan mengakibatkan pada
gulungan sekunder mengalir arus bolak-balik (AC) Dimisalkan
pada gulungan primer mengalir arus berfasa positip (+) maka
pada gulungan sekundernya mengalir arus berfasa negatip (-)
Karena arus yang mengalir digulungan primer bolak-balik
50
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
maka pada gulungan sekunderpun mengalir arus bolak-balik
Besarnya daya pada lilitan primer sama dengan daya yang
diberikan pada lilitan sekunder Jadi Pp = Ps atau UpIp = UsIs
Dimana
Pp = Daya primer dalam watt
Ps = Daya sekunder dalam watt
Up = Tegangan primer dalam volt
Us = Tegangan sekunder dalam volt
Ip = Arus primer dalam amper
Is = Arus sekunder dalam amper
Contoh
Sebuah trafo daya dihubungkan dengan tegangan jala-jala 220
V arus yang mengalir pada lilitan primer 02 amper Jika
tegangan sekundernya 12 V Hitunglah besarnya arus
sekunder
Penyelesaian
UpIp = UsIs 22002 = 12 Is Is = 4412 Is = 366 amper
Perbandingan transformasi
Pada umumnya jumlah lilitan primer tidak sama dengan jumlah
lilitan sekunder Untuk trafo stepup jumlah lilitan primer lebih
sedikit dari jumlah lilitan sekunder sebaliknya untuk trafo
stepdown jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan
sekunder Banyaknya lilitan primer dan banyaknya lilitan
sekunder menunjukkan besarnya tegangan primer dan
besarnya tgangan sekunder Semakin besar tegangannya
semakin banyak pula lilitannya Jadi banyaknya lilitan
berbanding lurus dengan besarnya tegangan dimasing-masing
sisi Jika lilitan sekunder= Ns dan lilitan primer= Np maka
perbandingan jumlah lilitan primer dan lilitan sekunder disebut
perbandingan transformasi dan dinyatakan dengan T= NpNs
51
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Pada transformator berlaku persamaan UpUs = NpNs atau
T= UpUs
Contoh
Sebuah trafo daya tegangan primernya 220 V tegangan
sekundernya 30 V Jumlah lilitan primernya 1100 lilit Hitunglah
banyaknya lilitan sekundernya
Penyelesaian
UpUs = NpNs 22030 = 1100Ns 733 = 1100Ns
Ns = 1100733 Ns = 15006 lilit
Pada teknik elektronika dikenal bermacam-macam trafo baik
untuk frekuensi tinggi maupun frekuensi rendah Contoh trafo
untuk frekuensi tinggi yaitu trafo osilator trafo frekuensi
menengah (IF) trafo spull antena (tuner) Sedangkan trafo
yang dipakai untuk frekuensi rendah yaitu trafo input trafo
output trafo filter (choke)
c Rangkuman
1 Fungsi Resistor ialah untuk menghambat arus listrik yang
melewatinya
2 Nilai resistansi suatu Resistor dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan resistor
3 Fungsi kondensator ialah untuk menyimpan muatan listrik
4 Nilai kapasitansi suatu kondensator dapat ditentukan dengan
membaca kode warna atau kode angka yang tertera pada
badan kondensator
52
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
5 Fungsi induktor ialah sebagai beban induktif
6 Fungsi transformator ialah memindahkan tenaga (daya) listrik
dari input ke output atau dari sisi primer ke sisi sekunder
d Tugas
1 Ukurlah nilai resistansi Resistor dengan kode warna coklat
hitam merah emas Bandingkan dengan nilai resistansi hasil
pembacaan kode warna
2 Ukurlah nilai kapasitansi kondensator milar dengan kode angka
100 nJ bandingkan dengan hasil pembacaan kode angka
tersebut
3 Ukurlah nilai induktansi Rfc 100 mH250 mA bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil pembacaan
4 Ukurlah tegangan sekunder trafo 220 V12 V bandingkan
hasilnya dengan angka yang tertera pada labelnya
53
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Lembar Kerja 1 Menentukan Nilai Resistansi Resistor
Alat dan Bahan
5 Resistor dengan kode warna (empat gelang) = 3 buah
6 Resistor dengan kode warna (lima gelang) = 3 buah
7 Resistor dengan kode angka = 3 buah
8 Ohm meter = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Ohm meter ditepi meja agar tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode warna pada masing-masing Resistor 4 gelang
dan 5 gelang
3 Ukurlah resistansi Resistor satu persatu dengan ohm meter
4 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resist
or
Warna gelang no Nilai
Penga
matan
Nilai
Pengu
kuran1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
6
5 Ulangi langkah kerja no 2 dan no 3 untuk huruf masing-
masing Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf
54
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
6 Catatlah nilai resistansi Resistor pada tabel dibawah ini
Resistor KodeResistansi
terbaca
Resistansi
terukur
1
2
3
7 Bandingkan hasil pengamatan dengan hasil pengukuran
8 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
9 Kembalikan semua alat dan bahan
55
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Lembar Kerja 2 Menentukan Nilai Kapasitansi
Kondensator
Alat dan Bahan
1 Alat tulis kertas dan alat gambar = secukupnya
2 Kondensator dengan kode angka dan huruf = 5 buah
3 Kondensator dengan kode warna = 5 buah
4 Multimeter (Ohm meter) = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Amatilah kode angka dan huruf pada kondensator satu persatu
Konden
satorKode
Kapasitan
si
(pF)
Toleransi
()
Tegangan
kerja
1
2
3
4
5
3 Amatilah kode warna pada kondensator satu persatu
4 Catatlah dalam tabel dibawah ini
Konde Warna gelang no Kapas Tolera Tegke
56
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
nsator
i
tas
(pF)
nsi ()rja
(volt)1 2 3 4 5
1
2
3
4
5
5 Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan anda
6 Kembalikan semua alat dan bahan
57
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Kegiatan Belajar 2
1 Diode
Dioda semi konduktor yang dipakai pada teknik elektronika
pada umumnya digunakan untuk menyearahkan arus listrik AC
menjadi DC
Dioda dibentuk oleh atom P dan atom N yang digabungkan
menjadi satu sehingga akan membentuk susunan seperti
gambar dibawah ini
Gambar 2-1 Susunan dan simbol dioda semikonduktor
Dari gambar diatas atom P disebut sebagai anoda dan atom N
sebagai katoda Bila anoda diberi muatan positip dan katoda
diberi muatan negatip maka arus akan mengalir (lampu
menyala) sebaliknya jika anoda diberi muatan negatip dan
katoda diberi muatan positip maka arus tidak mengalir
Arah gerakan arus yang mengalir ini dinamai arah gerak maju
atau forward direction Arah gerakan tanpa aliran arus ini
dinamai arah gerak tentang atau revers direction
Gambar 2-2 Arus DC melalui dioda
Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi
arus DC Ada dua macam penyearah dioda yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
Gambar 2-3 memperlihatkan rangkaian penyearah setengah
58
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
gelombang
Gambar 2-3 Rangkaian penyearah setengah gelombang
Bila saklar S ditutup pada belitan sekunder akan diinduksikan
tegangan bolak-balik Pada saat t1 sampai t2 tegangan ujung A
sedang positip sehingga pada setengah perioda ini dioda akan
dilewati arus I Arus ini akan melewati tahanan RL sehingga
antara ujung-ujung C dan D terjadi tegangan sebanding
dengan besarnya arus Pada saat t2ndasht3 ujung A negatip dioda
menerima tegangan revers pada tahanan RL akan mengalir
arus revers arus ini besarnya hanya beberapa mikroamper
oleh karena itu diabaikan sehingga pada ujung-ujung RL tidak
ada tegangan
Rangkaian penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada
gambar 2-4 dibawah ini
Gambar 2-4 Rangakaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan sistim
jembatan ini paling banyak digunakan sebagai sumber tenaga
dari pesawat-pesawat elektronika Penyearah sistim jembatan
ini memerlukan empat buah dioda Transformator yang
digunakan tidak perlu mempunyai senter tap
59
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
2 Transistor
Nama Transistor diambil dari kata transfer dan resistor Bahan
semi konduktor ini berasal dari bahan atom germanium Indium
dan Arsenikum atau Silikon Atom-atom ini sendiri termasuk
bahan yang tidak mengalirkan arus listrik jadi termasuk jenis
bahan isolator atau resistor Setelah mengalami proses
peleburan maka terbentuklah hasil campuran yang dinamai P-
N junction Bahan campuran ini mempunyai sifat setengah
menghantarkan arus listrik atau semikonduktor Itulah
sebabnya hasil campuran ini sering dinamai semikonduktor
Jadi semikonduktor atau Transistor ini hasil pencampuran lagi
dari jenis P-N junction dan N-P junction
Bila dua jenis atom P dan N junction digabungkan maka
terbentuklah bahan baru yang dinamai Transistor Jadi
Transistor terbentuk dari bahan-bahan
PN + NP menjadi PNP
Np + PN menjadi NPN
PN + PN menjadi PNPN
Gambar dibawah ini memperlihatkan simbol dari Transistor PNP
dan Transistor NPN
Gambar 2-6 Simbol Transistor PNP dan Transistor NPN
Macam-macam bentuk dan tipe Transistor terlihat seperti
gambar dibawah ini
60
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gambar 2-7 Bermacam-macam bentuk Transistor dari bermacam
tipe
Dari gambar diatas terlihat bahwa Transistor ada yang
mempunyai 2 kaki dan ada yang 4 kaki Khusus untuk
Transistor daya besar biasanya mempunyai 2 kaki kaki
kolektor sama dengan badannya Untuk Transistor yang
berkaki 4 biasanya untuk frekuensi tinggi disitu terdapat kaki
yang dinamai shield (tameng) yang dihubungkan ke ground
Agar Transistor dapat mengalirkan arus maka Transistor harus
diberi sumber arus dari dua buah batery Sumber arus ini
biasanya diberi kode Vcc Untuk Transistor jenis PNP negatip
dan untuk NPN positip Transistor dipasang sedemikian
sehingga harus memenuhi beberapa syarat yaitu dalam arah
maju (forward) dan arah balik (revers)
61
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gambar 2-8 Cara pemberian tegangan bias pada
Transistor
Pemberian tegangan bias pada Transistor yang dipakai dalam
rangkaian sebenarnya ialah dengan menerapkan resistor-
resistor dengan demikian sumber tegangan baterinya cukup
satu saja
Gambar 2-9 Cara pemberian tegangan bias pada Transistor
dengan memakai satu sumber tegangan Vcc
Pada dasarnya fungsi Transistor ialah memperkuat arus Dari
gambar skema dasar rangkaian Transistor dibawah ini jika
tegangan VBE = 0 maka tidak ada arus basis IB yang mengalir
demikian juga arus kolektor IC = 0 Transistor dalam keadaan
mati (cut off)
62
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gambar 2-10 Transistor sebagai penguat arus
Kalau tegangan basis VBE ada maka mengalirlah arus basis IB
emikian juga aru kolektor IC Transistor dalam keadaan
menghantar Semakin besar tegangan VBE maka aru basis IB
semakin besar dan juga arus kolektor IC semakin besar Antara
arus kolektor IC dan arus basis IB ada perbandingan yang
konstan Penguatan arus DC pada Transistor merupakan
perbandingan antara IC dan IB yang dinyatakan sebagai hFE =
ICIB Jadi besarnya IC = hFEIB
Contoh Suatu Transistor oleh pabrik pembuatnya dinyatakan
mempunyai hFE = 100 ini berarti bahwa kalau arus basis IB
yang mengalir = 100 A maka arus kolektor IC yang mengalir =
10 mA
3 FET dan MOSFET
FET singkatan dari Field Effect Transistor (Transistor Efek
Mean) Kelebihan FET dibanding dengan Transistor ialah
1 FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
2 FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
3 FET dapat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
Susunan simbol dan bentuk dari FET adalah seperti gambar
2-10 dibawah ini
63
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Gambar 2-11 Susunan FET
MOSFET singkatan dari Metal Oxyde Semiconductor Field
Effect Transistor Antara FET dan MOSFET sebenarnya tidak
ada perbedaan hanya pada MOSFET ditambah lapisan tipis
SiO2 yang membatasi Gate dan Chennel dan arus yang
masuk kecil sekali
Gambar 2-12 Simbol MOSFET
4 SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
dan saklar Penggunaan SCR sebagai pengatur daya dan
sebagai saklar sangat menguntungkan dibandingkan dengan
saklar mekanik sebab tak ada kontak-kontak yang aus karena
64
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
terbakar tidak menjangkitkan busur api dan memerlukan
sedikit komponen-komponen tambahan SCR dapat dipakai
untuk mengatur daya yang besar-besar sepertin mesin-mesin
listrik sedangkan SCR itu sendiri memerlukan daya yang kecil
saja Gambar 2-12 memperlihatkan bentuk dan simbol ari SCR
Gambar 2-13 Bentuk dan simbol SCR
5 Zener Dioda
Zener dioda atau juga dikenal sebagai voltage regulation dioda
adalah silikon PN junction yang bekerja pada revers bias
didaerah breakdown Gambar 2-14 memperlihatkan simbol
zener dioda serta karakteristik revers bias nya
Gambar 2-14 Simbol dan karakteristik zener dioda
Tegangan zener Vz benar-benar konstan meskipun arus yang
mengalir berubah-ubah besarnya Tetapi dalam kenyataannya
tegangan zener akan berubah sedikit apabila arus dioda Iz
berubah Hambatan arus bolak-balik dalam daerah zener
disebut hambatan zener (rz) = VzIz Jadi perubahan tegangan
Vz akan dapat ditentukan dari Vz = Izrz
65
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Skema dasar rangkaian stabilisasi tegangan dengan dioda
zener adalah seperti terlihat pada gambar 2-15 dibawah ini
Gambar 2-15 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
Apabila arus beban semakin besar maka arus zener akan
berkurang Agar tegangan output (pada beban) tetap stabil
maka pengurangan arus zener Iz tiak boleh sampai pada
daerah lengkung yang kurang curam karena pada daerah itu
tegangan zener dioda sudah tidak stabil lagi Untuk supaya
arus beban mampu besar dengan arus zener Iz tetap pada
daerah lengkung yang curam sehingga tegangan output tetap
stabil maka dipasanglah Transistor seperti gambar skema
dibawah ini
Gambar 2-16 Stabilisasi tegangan dengan zener dioda
ditambah satu Transistor untuk menambah besar arus
outputnya
Dari gambar skema diatas rangkaian stabilisasi tegangan sebe
narnya berupa rangkaian commond emitor Resistor beban
66
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
merupakan hambatan emitor Tegangan basis distabilkan oleh
zener dioda dan arus beban sama dengan arus kolektor maka
berlakulah IBasis= IBebanhFE
Contoh
Jika arus beban = 1 amper dan Transistor mempunyai hFE=100
Hitunglah arus basisnya
Penyelesaian
IBasis= IBebanhFE IBasis= 1100 IBasis= 001 amper
Dari gambar 2-16 terlihat bahwa tegangan basis = tegangan
zener dioda sedangkan tegangan beban = VDZ ndash VBE Karena
tegangan VBE cukup kecil (= 06 V) maka tegangan beban =
tegangan zener dioda dan konstan
c Rangkuman
1 Fungsi dioda ialah untuk menyearahkan arus AC menjadi arus
DC dengan dua macam bentuk penyearahan yaitu penyearah
setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh
2 Ada dua jenis Transistor yaitu PNP dan NPN Agar Transistor
dapat berfungsi sebagai penguat maka harus diberi tegangan
bias dari dua buah battery Tegangan bias pada Transistor ada
dua yaitu bias forward dan bias revers
3 FET (Field Effect Transistor) mempunyai keunggulan
disbanding dengan Transistor bipolar yaitu
a FET tidak tergantung dari sedikitnya sinyal input namun
mempunyai faktor radiasi tahanan yang baik sekali
b FET tidak mengalami gangguan yang diakibatkan dari
sumber Jadi jelasnya FET low noise
c FET apat bekerja pada sumber tegangan yang sangat
rendah
4 SCR disebut juga Thyristor dan dipakai sebagai pengatur daya
67
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
dan saklar
5 Fungsi Zener dioda ialah untuk menstabilkan tegangan ouput
catu daya DC walaupun tegangan input berubah-ubah atau
arus output berubah-ubah besarnya
d Tugas
1 Tulislah cara mengetes dioda apakah masih baik atau tidak
dengan memakai Ohm meter
2 Tulislah cara mengetes Transistor PNP dan NPN apakah masih
baik atau tidak dengan memakai Ohm meter
e Tes Formatif
1 Sebutkan fungsi dioda dan gambarkan simbolnya
2 Sebutkan dua jenis Transistor dan gambakan simbolnya
masing-masing
3 Gambarkan simbol FET untuk kanal P dan kanal N
4 Gambarkan simbol MOSFET untuk kanal P dan kanal N
5 Gambarkan simbol SCR
6 Gambarkan simbol Zener dioda
68
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
f Lembar Kerja 1 Mengetes Dioda
Alat dan bahan
1 Multimeter = 1 buah
2 Dioda 1 Amper = 1 buah
Keselamatan Kerja
1 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) ditepi meja agar
tidak jatuh
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur terbesar
3 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Setellah multimeter pada posisi Ohm meter x1 kalibrasilah
3 Tempelkan penyidik hitam pada kaki anoda dioda dan penyidik
merah pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan jarum
meter menunjuk ke berapa ohm
4 Tempelkan penyidik merah pada kaki anoda dioda dan
penyidik hitam pada kaki katoda dioda Amati penunjukkan
jarum meter menunjuk ke berapa ohm
5 Buat kesimpulan dari pengamatan saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
69
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Kegiatan Belajar 3
1 Foto Transistor
Pencampuran antara atom P-Germanium dan atom N-
Germanium dapat menghasilkan suatu komponen elektronika
yang dinamai foto Transistor atau foto sel Komponen ini bila
terkena sinar akan menghasilkan arus yang sangat kecil
Gambar 3-1 memperlihatkan bentuk dan simbol dari foto
Transistor
Gambar 3-1 Bentuk dan simbol dari foto Transistor
Contoh skema rangkaian yang menggunakan foto Transistor
sebagai alat Light Control Switch seperti gambar dibawah ini
Gambar 3-2 Skema rangkaian Light Control Switch
2 Dioda Foto
70
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
Dioda Foto merupakan komponen elektronik yang termasuk
jenis optik Fungsi dioda foto digunakan pada alat remote
Control dan sebagai detektor Bentuk dan simbol dari dioda
foto seperti terlihat pada gambar 3-3 dibawah ini
Gambar 3-3 Bentuk dan simbol dari dioda foto
3 Dioda LED
Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC arah forward atau
arus AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya (misal 3 volt)
Dioda LED digunakan sebagai lampu indikator dan sebagai
display Bentuk dan simbol dari dioda LED seperti gambar 3-4
dibawah ini
Gambar 3-4 Bentuk dan simbol dari dioda LED
LED dibuat dari berbagai bahan semikonduktor campuran
seperti galium arsenida fosfida (GaAsP) galium fosfida (GaP)
dan galium aluminium arsenida (GaAlAs)
Kalau LED diberi tegangan panjar (bias) arah maju junctionnya
akan mengeluarkan cahaya Warna cahaya bergantung kepada
jenis dan kadar bahan junctionnya Kecerahan cahaya
berbanding lurus dengan arus forward (arah maju) yang
mengalirinya Arus forward berkisar antara 10 mAndash20 mA untuk
kecerahan maksimum Pada kondisi menghantar tegangan
maju pada LED merah adalah 16 Vndash22 V pada LED kuning 24
V dan pada LED hijau 27 V Tegangan revers (terbalik)
maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 V LED
71
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
kuning 5 V dan LED hijau 5 V
Keunggulan LED diantaranya adalah konsumsi arus yang
sangat kecil awet (dapat bertahan sampai 50 tahun) dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat)
Kegunaan LED adalah untuk penampil digit indikator pandang
(sebagai pengganti lampu pijar) dan sebagai acuan tegangan
(15 V tiap LED)
Keistimewaan lain dari LED ialah memancarkan cahaya ingin
umur tidak dipendekkan oleh peng-on-off-an yang terus
menerus tidak memancarkan sinar infra merah (kecuali yang
sengaja dibuat untuk itu)
Cara memasang LED pada sumber arus DC adalah seperti
gambar dibawah ini
Gambar 3-5 Cara merangkai LED
Dalam merangkai LED selalu diperlukan Resistor deretan guna
membatasi kuat arus
a Rangkuman
1 Komponen elektronik yang termasuk piranti optik adalah foto
Transistor Foto Transistor akan menghasilkan arus DC yang
kecil jika pada basisnya dikenai sinar
2 Dioda Foto akan mengalirkan arus jika permukaannya dikenai
sinar besarnya arus yang mengalir semakin besar jika sinar
yang mengenainya semakin kuat
3 Dioda LED akan menyala jika diberi arus DC forward atau arus
72
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
AC yang sesuai dengan tegangan kerjanya
b Tugas
1 Ujilah sebuah dioda LED apakah masih baik atau tidak dengan
memberikan tegangan DC atau AC yang sesuai dengan
tegangan kerjanya
e Tes Formatif
1 Gambarkan simbol foto Transistor
2 Gambarkan simbol foto dioda
3 Gambarkan simbol dioda LED
f Lembar Kerja 1 Menguji Dioda LED
Alat dan Bahan
1 Catu daya DC 0ndash12 volt = 1 buah
2 Dioda LED = 3 buah
Keselamatan Kerja
1 Bacalah dan pahami petunjuk praktikum pada setiap lembar
kegiatan belajar
2 Dalam menggunakan meter kumparan putar (volt meter
amper meter dan ohm meter) mulailah dari batas ukur yang
besar
3 Hati-hati dalam menggunakan catu daya DC tepatkan
tegangannya sesuai dengan tegangan kerja LED
73
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74
4 Jangan meletakkan Multimeter (Ohm meter) dan catu daya
ditepi meja agar tidak jatuh
Langkah kerja
1 Siapkan alat dan bahan yang diperlukan
2 Nyalakan catu daya DC tepatkan tegangannya pada 3 volt
3 Hubungkan kaki anoda LED pada kutub positip catu daya dan
hubungkan kaki katoda LED pada kutub negatip catu daya
Amatilah LED apakah menyala Jika tidak menyala berarti rusak
4 Ulangi langkah kerja no 3 untuk semua LED yang ada
5 Buat kesimpulan dari hasil praktek saudara
6 Kembalikan semua alat dan bahan
74