TEKNIK DASAR LISTRIK

PENGETAHUAN DASAR TEKNIK DASAR BAGI TEKNISI LISTRIK DAN

TEKNISI LAINNYA YANG BERHUBUNGAN DENGAN

KELISTRIKAN

TEKNIK DASAR LISTRIK

1 Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

TUJUANTeknisi memiliki pengetahuan dasar

tentang teknik listrik.Teknisi memiliki kemampuan dasar teknik

listrik.Teknisi mengetahui safety dan cara bekerja

yang aman dengan listrik.Teknisi mampu menganalisa kerusakan-

yang terjadi dan berhubungan dengan listrik.


DEFINISIAPA ITU LISTRIK ??Menurut tata bahasa :listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu,seperti elektron dan proton, yang menyebabkan

penarikanDan penolakan gaya di antara keduanya

Secara teoritikal teknik :Listrik merupakan salah satu bentukenergi yang tersimpan dalam bentuk magnet, muatanelektron, kimia dll. Untuk mengetahui suatu benda

bersifatlistrik maka kita hanya bisa mengenalnya dengan

gejala yangditimbulkan dari benda tersebut


Penggambaran listrikArus listrik dapat digambarkan seperti arus air,

dengan perbedaan utamanya adalah pada arus air, alirannya merupakan molekul-molekul air bergerak kearah tertentu, sedangkan pada pada arus listrik yang bergerak adalah elektron-elektron bebas.

Arus air mengalir dari permukaan tinggi menuju ke permukaan rendah. Arus listrik mengalir dari tegangan (potensial) tinggi menuju ke potensial rendah. Potensial disini adalah konsentrasi muatan elektron pada suatu titik


Komponen ListrikListrik terdiri atas 2 komponen Utama :

A. Komponen Aktif : Sumber Energi (Accu, Genset, Pembangkit listrik dll)

B. Komponen Pasif : Pengguna Energi / Beban : Resistansi, Induktansi, Kapasitansi


Arus Listrik Arus listrik merupakan gerakan elektron-elektron yang

mengalir ke suatu arah dari gerakan elektron tersebut.

Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A),

satuan ini diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775-1836)

Yang menyuarakan bahwa :

6,24 x 1018 elektron adalah “Satuan ampere adalah jumlah muatan

listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu

selama satu detik”.

Sedangkan 6,24 x 1018 elektron sama dengan 1 coulomb.

Sehingga dapat dirumuskan :

I = Q/t , dimana I adalah arus listrik (A),

Q adalah muatan listrik (Coloumb),

dan t adalah lamanya waktu (detik).6 Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

Jenis Arus ListrikAda 2 Jenis arus listrik, yaitu arus searah (dc: direct current) dan arus bolakbalik (ac : alternating

current). Dikatakan arus searah (DC) apabila elektro berpindah

dalam arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda : = , sedangkan apabila pada saat elektron berpindah terjadi perubahan yang bolak-balik saat tertentu keatas/kekiri, kemudian kebawah/kekanan kembali keatas/kekiri lagi

dan seterusnya dinamakan arus bolak-balik (AC)


Muatan listrikMuatan listrik dengan notasi Q dalam

satuan Coulomb, yang diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa :

“Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik atau penampang sebesar satu ampere selama satu detik”,

dirumuskan : Q = I .t


Tegangan listrikTegangan listrik diberi notasi V atau E yang diambil dari

nama Alexandre Volta (1748 – 1827) merupakan perbedaan potensial antara dua titik yang mempunyai

perbedaan jumlah muatan listrik, juga menyatakan bahwa : “Satu volt adalah perubahan energi sebesar satu

joule yang dialami muatan listrik sebesar satu coulomb” ,yang dirumuskan : V = W/Qdimana V adalah tegangan listrik dalam satuan volt, W

adalah energilistrik dalam satuan joule dan Q adalah muatan listrik dalamsatuan Coulomb


Tahanan ListrikHubungan antara arus listrik, tegangan

listrik dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm (seperti dijelaskan pada gambar 3.1).

Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787 – 1854) yang membuat teori ini


Korelasi arus, tegangan & Hambatan Listrik

Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah11

Hukum OHMKetika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia

menemukan antara lain :a. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap

rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil.

b. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar.


Daya ListrikDaya listrik adalah kemampuan atau kapasitas untuk

melakukan suatu usaha atau energi. Kalau di rumah terpasang daya sebesar 900 watt, artinya besarnya kemampuan yang dapat digunakan untuk melakukan usaha atau energi listrik adalah sebesar 900 watt

Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas. Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga listrik sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam.Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa : “Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan waktu menyala lampu”


Segitiga DayaBila meninjau jumlah tenaga yang digunakan dalam satu detik (satuan

waktu), maka akan didapat daya atau penggunaan daya listrik. Besaran

daya ditulis dengan notasi hutuf P dengan satuan watt (W). Nama

Watt diambil dari seorang ahli fisika dan mesin bangsa Inggris

bernama James Watt (1736 – 1810).

Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan

arus. Pernyataan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai

berikut : P = I.E atau P=I.V

Dimana P : daya listrik dalam satuan watt (W), I : arus listrik dalam

satuan ampere (A), dan E : adalah tegangan alistrik dalam satuan volt (V).

Berdasarkan rumus : P = I x E ; karena I = E/R, maka P = (E/R) x E = E2/R,

Atau karena E = I x R, maka P = I x (IxR) = I2x R


Daya dalam bentuk energi & CahayaSejumlah daya listrik dapat berupa tenaga atau energi.

Dengan tenaga listrik bisa mendapatkan panas, cahaya, gerakan, suara, dan lain-lain. Terjadinya tenaga listrik bila ada elektron-elektron bebas yang didorong pada suatu penghantar. Akibat adanya tekanan listrik maka terbentuklah potensial listrik.

Satuan jumlah daya listrik dinamai watt yang dapat menimbulkan tenaga atau energi listrik dalam waktu tertentu dalam satuan watt detik atau joule atau kWh.

Hubungan antara daya listrik (P) dalam satuan watt (W), tenaga atau energi listrik (W) dalam satuan joule (J), dan lamanya waktu pemakaian (t) dalam satuan detik atau jam, dapat dituliskan dengan persamaan : W = P x t


Contoh PerhitunganCatatan : 1 kWh = 1.000 Wh = 1.000 x 3.600 W det

= 3,6 x 106 JouleContoh 1Berapakah tenaga listrik yang dikeluarkan setiap

bulan (30 hari) bila mempergunakan setrika listrik 400 watt dengan

pemakaian rata-rata 3 jam setiap malam.Jawab :Diketahui : P = 400 W, t = 3 jam x 30 hari = 90 jamW = P x t = 400 x 90 = 36.000 Wh = 36 kWh.atau karena : 1 kWh = 3,6 x 106 joule, sehingga W = 36 x 3,6 x 106 =1,296 x 108 JouleTeknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah16

Bentuk Sumber Listrik1. Generator arus searah. Adalah mesin pengubah energi mekanik

menjadi energi listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dll.

Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hokum Faraday dimana konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang dipasang pada sumbu generator maka pada terminal generator akan terjadi tegangan searah.


Bentuk Sumber Listrik2. Batere atau Accumulator. Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana

didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel.

Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia.


Rangkaian Arus Searah (DC)Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai

tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita

meninjau arus tersebut pada wakttu berbeda akan

mendapatkan nilai yang Sama.


Rangkaian Arus Searah (DC)Pada suatu rangkaian akan mengalir arus, apabila

dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Adanya sumber tegangan 2. Adanya alat penghubung 3. Adanya beban Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan

mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada

suatu rangkaian harus tertutup.


Rangkaian Arus Bolak Balik (AC)Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai

yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perioda waktu : T).


Skema alur arus listrik


Gaya Elektro MotorisBila sebatang penghantar digerakan sedemikian rupa didalam medan

magnet , hingga garis-garis medan magnet terpotong bebas didalam penghantar

akan bekerja gaya, yang menggerakan elektron tersebut sejurus dengan arah penghantar. Akibatnya ialah penumpukan elektron (pembawa muatan negatip) disebelah bawah dan kekurangan elektron yang sebanding

diujung batang sebelah atas. Didalam batang penghantar terjadi tegangan,

selama berlangsungnya gerakan penghantar didalam medan magnet. Membangkitkan tegangan dengan bantuan medan magnet dinamakanmenginduksikan, dan kejadian itu sendiri dinamakan induksi tegangan


Gbr Arus Bolak Balik (AC) 1 phase


Gbr Arus Bolak Balik (AC) 3 phase


Relevansi Frekwensi, RPM & Voltage

hubungan antara frequensi, kecepatan putar dan tegangan yang

timbul pada generator arus bolak balik.

• frekwensi.

f=PN/120 Hz (Hertz)

dimana : P = jumlah kutub magnit.

N = putaran rotor permenit

F = jumlah lengkap putaran perdetik.

• E.M.F (eletro motor force).

E= 44,4 KcKd Φf [Volt]dimana : Kc = jarak antar kumparan atau pitch factor., Kd = faktor

distribusi , Φ= fluks per

kutub [weber] , f = frekwensi


FrekwensiFrekuensi arus bolak-balik dapat dinyatakan sebagai berikut : • Waktu yang diperlukan oleh arus bolak-balik untuk kembali

pada harga yang sama dan arah yang sama (1 cycle) disebut periode, dengan symbol T dan dinyatakan dalam detik/cycle.

• Amplitudo adalah harga maximum arus yang ditunjukkan garis grafik.

• Harga sesaat adalah harga yang ditunjukkan garis grafik pada suatu saat.

“Frekwensi arus bolak-balik adalah jumlah perubahan arah arus per detik”

f = 1/TFrekuensi dinyatakan dalam HERTZ, dimana 1 Hz = 1 Cycle

per detik


Gbr Perioda Frekwensi


Frekwensi SystemFrekuensi system PLN adalah 50 HZ, artinya : • Dalam waktu 1 detik menghasilkan 50

gelombang • 1 gelombang membutuhkan waktu 1/50 detik Apabila frekuensi besarnya f Hz, maka : • Dalam waktu 1 detik menghasilkan f

gelombang • 1 gelombang membutuhkan waktu 1/f detik. Untuk mencapai 1 gelombang penuh (perioda

penuh)dibutuhkan waktu T detik. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah29

Glosarium


Atom adalah Bagian dari molekul yang dikitari oleh elektron dengan kecepatan tinggi

Arus listrik adalah Proses perpindahan elektron dari titik positip ke titik negatip

AC adalah Alternating Current/Arus bolak-balikDC adalah Direct Current/Arus searahElektron adalah Partikel listrik yang mengandung

muatan negatipEnergy adalah Suatu bentuk tenaga yang dapat

diukur besarnyaFrekuensi adalah Getaran listrik yang mempunyai

amplitude dan perioda/waktu yang tetap

GlosariumGenerator listrik adalah Alat listrik yang bisa

mengeluarkan energi listrik bila diberi tenaga putar

Hambatan listrik adalah Bahan atau zat yang bisa menghambat aliran elektron

Induktor adalah Komponen listrik/elektronika yang berfungsi sebagai beban induktif

Kemagnitan listrik adalah Sifat magnit yang dibangkitkan oleh arus listrik

Kumparan adalah Gulungan kawat yang cukup banyak pada sebuah gelondong berbentuk tabung


GlosariumKondensator adalah Komponen listrik/elektronika

yang dapat menyimpan muatan listrikMolekul adalah Bagian terkecil dari zat yang

masih mempunyai sifat-sifat yang sama dari zat itu

Magnit adalah Baja yang dapat menarik benda lain seperti besi, nikel, kobalt

Motor listrik adalah Alat listrik yang menghasilkan energi gerak/putar bila dialiri arus listrik

Neutron adalah Partikel listrik yang tidak bermuatan (netral)

Proton adalah Partikel listrik yang mengandung muatan positip


GlosariumResistor adalah Komponen

listrik/elektronika yang dapat dipakai untuk menghambat arus listrik yang mengalirinya

Simbol adalah Gambar yang dapat dipakai untuk menggantikan bentuk sesungguhnya

Tegangan listrik adalah Antara dua benda yang tidak sama sifat muatannya terdapat beda tegangan listriknya

Variabel adalah Dapat berubah-ubah nilanya


Documents

TEKNIK DASAR LISTRIK