of 197/197
i HALAMAN FRANCIS Editor Materi : Koko Editor Bahasa : Willem Ilustrasi Sampul : Desain & Ilustrasi Buku : PPPPTK BOE MALANG Hak Cipta © 2013, Kementerian Pendidikan & Kebudayaan MILIK NEGARA TIDAK DIPERDAGANGKAN Semua hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain, seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit. Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh Kementerian Pendidikan & Kebudayaan. Untuk permohonan izin dapat ditujukan kepada Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, melalui alamat berikut ini: Pusat Pengembangan & Pemberdayaan Pendidik & Tenaga Kependidikan Bidang Otomotif & Elektronika: Jl. Teluk Mandar, Arjosari Tromol Pos 5, Malang 65102, Telp. (0341) 491239, (0341) 495849, Fax. (0341) 491342, Surel: [email protected], Laman: www.vedcmalang.com

Teknik dasar-listrik-otomotif

  • View
    6.717

  • Download
    20

Embed Size (px)

Text of Teknik dasar-listrik-otomotif

  • i

    HALAMAN FRANCIS

    Editor Materi : Koko

    Editor Bahasa : Willem

    Ilustrasi Sampul :

    Desain & Ilustrasi Buku : PPPPTK BOE MALANG

    Hak Cipta 2013, Kementerian Pendidikan & Kebudayaan

    MILIK NEGARA

    TIDAK DIPERDAGANGKAN

    Semua hak cipta dilindungi undang-undang.

    Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan

    sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara

    apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik

    atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain,

    seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan

    penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak

    cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit.

    Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh

    Kementerian Pendidikan & Kebudayaan.

    Untuk permohonan izin dapat ditujukan kepada Direktorat Pembinaan Sekolah

    Menengah Kejuruan, melalui alamat berikut ini:

    Pusat Pengembangan & Pemberdayaan Pendidik & Tenaga Kependidikan

    Bidang Otomotif & Elektronika:

    Jl. Teluk Mandar, Arjosari Tromol Pos 5, Malang 65102, Telp. (0341) 491239,

    (0341) 495849, Fax. (0341) 491342, Surel: [email protected],

    Laman: www.vedcmalang.com

    mailto:[email protected]://www.vedcmalang.com/

  • ii

    DISKLAIMER (DISCLAIMER)

    Penerbit tidak menjamin kebenaran dan keakuratan isi/informasi yang tertulis di

    dalam buku tek ini. Kebenaran dan keakuratan isi/informasi merupakan tanggung

    jawab dan wewenang dari penulis.

    Penerbit tidak bertanggung jawab dan tidak melayani terhadap semua komentar

    apapun yang ada didalam buku teks ini. Setiap komentar yang tercantum untuk

    tujuan perbaikan isi adalah tanggung jawab dari masing-masing penulis.

    Setiap kutipan yang ada di dalam buku teks akan dicantumkan sumbernya dan

    penerbit tidak bertanggung jawab terhadap isi dari kutipan tersebut. Kebenaran

    keakuratan isi kutipan tetap menjadi tanggung jawab dan hak diberikan pada

    penulis dan pemilik asli. Penulis bertanggung jawab penuh terhadap setiap

    perawatan (perbaikan) dalam menyusun informasi dan bahan dalam buku teks

    ini.

    Penerbit tidak bertanggung jawab atas kerugian, kerusakan atau

    ketidaknyamanan yang disebabkan sebagai akibat dari ketidakjelasan,

    ketidaktepatan atau kesalahan didalam menyusunmakna kalimat didalam buku

    teks ini.

    Kewenangan Penerbit hanya sebatas memindahkan atau menerbitkan

    mempublikasi, mencetak, memegang dan memproses data sesuai dengan

    undang-undang yang berkaitan dengan perlindungan data.

    Katalog Dalam Terbitan (KDT)

    Teknik Sepeda Motor, Edisi Pertama 2013

    Kementerian Pendidikan & Kebudayaan

    Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik & Tenaga Kependidikan, th.

    2013: Jakarta

  • iii

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas

    tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teks

    untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Teknik Dasar

    Lisrtrik Otomotif.

    Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum

    abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching)

    menjadi BELAJAR (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru

    (teachers-centered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik

    (student-centered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar

    peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.

    Buku teks Teknik Dasar Listrik Otomotif ini disusun berdasarkan

    tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013diselaraskan

    berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan

    belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis

    peningkatan keterampilan proses sains.

    Penyajian buku teks untuk Mata Pelajaran Teknik Dasar Listrik Otomotif

    ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses

    pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai

    aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam

    melakukan eksperimen ilmiah (penerapan scientifik), dengan demikian peserta

    didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep,

    dan nilai-nilai baru secara mandiri.

    Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat PembinaanSekolah

    Menengah Kejuruan, dan Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan

    Tenaga Kependidikan menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi

    kesempurnaan buku teks ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah

    berperan serta dalam membantu terselesaikannya buku teks siswa untuk Mata

    Pelajaran Teknik Otomotif Sepeda Motor kelas XI/Semester 2 Sekolah Menengah

    Kejuruan (SMK).

    Jakarta, 12 Desember 2013

    Menteri Pendidikan dan Kebudayaan

    Prof. Dr. Mohammad Nuh, DEA

  • iv

    PETA KEDUDUDKAN MODUL

    BIDANG KEAHLIAN : TEKNOLOGI DAN REKAYASA

    PROGRAM KEAHLIAN : OTOMOTIF

    PAKET KEAHLIAN : PEKERJAAN DASAR TEKNIK OTOMOTIF

    KLAS SEMESTER BAHAN AJAR (BUKU)

    XII

    2

    Pemeliharaan

    Mesin

    Kendaraan

    Ringan 4

    Pemeliharaan

    Sasis dan

    Pemindah

    Tenaga 4

    Pemeliharaan

    Kelistrikan

    Kendaraan

    Ringan 4

    1

    Pemeliharaan

    Mesin

    Kendaraan

    Ringan 3

    Pemeliharaan

    Sasis dan

    Pemindah

    Tenaga 3

    Pemeliharaan

    Kelistrikan

    Kendaraan

    Ringan 3

    XI

    2

    Pemeliharaan

    Mesin

    Kendaraan

    Ringan 2

    Pemeliharaan

    Sasis dan

    Pemindah

    Tenaga 2

    Pemeliharaan

    Kelistrikan

    Kendaraan

    Ringan 2

    1

    Pemeliharaan

    Mesin

    Kendaraan

    Ringan 1

    Pemeliharaan

    Sasis dan

    Pemindah

    Tenaga 1

    Pemeliharaan

    Kelistrikan

    Kendaraan

    Ringan 1

    X

    2 Teknologi

    Dasar

    Otomotif 2

    Pekerjaan

    Dasar Teknik

    Otomotif 2

    Teknik Listrik

    Dasar

    Otomotif 2

    1

    Teknologi

    Dasar

    Otomotif 1

    Pekerjaan

    Dasar Teknik

    Otomotif 1

    Teknik Listrik

    Dasar

    Otomotif 1

  • v

    DAFTAR ISI

    HALAMAN FRANCIS ............................................................................................. i

    DISKLAIMER (DISCLAIMER) ................................................................................ ii

    KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii

    PETA KEDUDUDKAN MODUL ............................................................................. iv

    DAFTAR ISI ........................................................................................................... v

    DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix

    I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

    A. Prasyarat ..................................................................................................... 1

    B. Petunjuk Penggunaan ................................................................................. 1

    C. Tujuan Akhir ................................................................................................ 1

    D. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ...................................................... 2

    E. Cek Kemampuan Awal ................................................................................ 2

    II. PEMELAJARAN ............................................................................................. 3

    BAB I BESARAN LISTRIK..................................................................................... 3

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR ............................ 3

    A. PETA KONSEP ........................................................................................... 4

    B. PETA KONSEP BESARAN LISTRIK ........................................................... 5

    C. MATERI PEMBELAJARAN ......................................................................... 6

    1. ARUS LISTRIK...................................................................................... 10

    1.1. KUAT ARUS LISTRIK. ................................................................... 13

    1.2. RAPAT ARUS ................................................................................. 15

    2. TEGANGAN (VOLTAGE) ....................................................................... 20

    2.1. Beda Potensial Tegangan .............................................................. 24

    2.2. Jenis Tegangan Beda Potensial Tegangan ....................................... 26

    3. HAMBATAN/TAHANAN ........................................................................... 30

    3.1. Hambatan Kawat Penghantar ........................................................ 33

    3.2. Tahanan Dalam Penghantar .......................................................... 35

    3.3. Konduktor, Isolator Dan Resistor ...................................................... 39

    Latihan Evaluasi : ............................................................................................. 41

    Rangkuman ...................................................................................................... 42

    Evaluasi ........................................................................................................... 43

    Tugas Mandiri .............................................................................................. 43

    file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375316984file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375316985file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375316986file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317014

  • vi

    BAB II HUKUM-HUKUM PADA DASAR LISTRIK ............................................... 44

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR .......................... 44

    B. PETA KONSEP ......................................................................................... 45

    C. MATERI PEMBELAJARAN ....................................................................... 47

    1. HUKUM OHM........................................................................................ 47

    1.1. HUBUNGAN DAYA DAN HUKUM OHM ........................................ 52

    1.2. HUBUNGAN KALOR DENGAN HUKUM OHM ............................. 53

    1.3. HUBUNGAN DAYA LISTRIK DENGAN HUKUM OHM .................. 54

    2. HUKUM KIRCHOFF .............................................................................. 57

    2.1. Hukum Kirchoff I ............................................................................ 58

    2.2. HUKUM II KIRCHOFF (CLOSE LOOP) ......................................... 61

    LATIHAN EVALUASI : ...................................................................................... 62

    RANGKUMAN .................................................................................................. 63

    TUGAS MANDIRI ............................................................................................ 63

    BAB III KAIDAH FLAMING .................................................................................. 64

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR .......................... 64

    B. PETA KONSEP ......................................................................................... 65

    C. MATERI BELAJAR ................................................................................... 67

    1. KUTUB MAGNET .................................................................................. 67

    1.1. SIFAT MAGNET ............................................................................. 69

    1.2. JENIS JENIS BAHAN PEMBUAT MAGNET ............................... 70

    2. INDUKSI ELEKTROMAGNET .............................................................. 71

    2.1. JENIS-JENIS MAGNET ................................................................. 72

    2.2. Cara membuat medan magnit ....................................................... 74

    3. KAIDAH FLAMING ................................................................................ 76

    3.1. Prinsip Flaming .............................................................................. 76

    3.2. PENGGUNAAN HUKUM FLAMING .............................................. 78

    LATIHAN EVALUASI ; ...................................................................................... 87

    RANGKUMAN .................................................................................................. 88

    EVALUASI ........................................................................................................ 88

    TUGAS MANDIRI ............................................................................................ 89

    BAB IV PENGUKURAN ARUS, TEGANGAN DAN TAHANAN ........................... 90

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR .......................... 90

    file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317020file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317021file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317041file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317042file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317064

  • vii

    B. PETA KONSEP ......................................................................................... 91

    1. AMPER ................................................................................................. 93

    2. VOLTMETER ........................................................................................ 97

    3. OHMMETER ......................................................................................... 99

    4. AVO METER ANALOG ....................................................................... 101

    LATIHAN EVALUASI ...................................................................................... 107

    RANGKUMAN ................................................................................................ 108

    EVALUASI ...................................................................................................... 109

    TUGAS MANDIRI .......................................................................................... 112

    BAB V RANGKAIAN SERI, PARALEL DAN GABUNGAN ................................ 114

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR ........................ 114

    B. PETA KONSEP ....................................................................................... 115

    C. MATERI PEMBELAJARAN .................................................................... 118

    1. RANGKAIAN LISTRIK SERI ............................................................... 119

    1.1. Rangkaian Seri Pada Rangkaian Arus Langsung ........................ 119

    1.2. Rangkaian seri pada Hambatan .................................................. 121

    2. Rangkaian Listrik Paralel .................................................................... 126

    2.1. Rangkaian Paralel pada Sumber Tegangan ................................ 126

    2.2. Rangkaian Paralel pada Hambatan ............................................. 127

    3. RANGKAIAN LISTRIK CAMPURAN ................................................... 131

    4. Rangkaian Listrik Majemuk ................................................................. 135

    PERMASALAHAN ......................................................................................... 137

    RANGKUMAN ................................................................................................ 139

    TUGAS MANDIRI .......................................................................................... 141

    BAB VI INDUKSI SENDIRI DAN MUTUAL PADA KEMAGNITAN ..................... 143

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR ........................ 143

    B. PETA KONSEP ....................................................................................... 144

    C. MATERI BELAJAR .................................................................................. 146

    1. PENGERTIAN INDUKSI ..................................................................... 146

    1.1. Induksi magnetis .......................................................................... 147

    2. INDUKSI SENDIRI (SELF-INDUCTION EFFECT) ............................. 152

    2.1. Jenis Jenis induksi Diri (self indusinpada lilitan) : ...................... 154

    2.2. INDUKTANSI BERSAMA ............................................................. 158

    file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317070file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317081file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317082file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317101file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317102

  • viii

    PERMASALAHAN ......................................................................................... 159

    RANGKUMAN ................................................................................................ 161

    KERJA MANDIRI ........................................................................................... 162

    BAB VII MACAM-MACAM JENIS, UKURAN KABEL, TERMINAL DAN

    PENGGUNAANNYA .......................................................................................... 163

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR ........................ 163

    B. PETA KONSEP ....................................................................................... 164

    C. MATERI BELAJAR .................................................................................. 166

    1. KABEL ................................................................................................ 167

    1.1. FUNGSI KABEL ........................................................................... 167

    1.2. KOMPONEN KABEL ................................................................... 169

    1.3. UKURAN KABEL ......................................................................... 172

    2. KOMPONEN-KOMPONEN PENGHUBUNG ...................................... 177

    2.1. Junction Block dan Relay Block ................................................... 177

    2.2. Terminal Kabel (sepatu kabel) ..................................................... 177

    2.3. Konektor ...................................................................................... 179

    2.4. Baut Massa .................................................................................. 180

    3. KOMPONEN-KOMPONEN PELINDUNGI SIRKUIT ........................... 181

    3.1. Sekring (FUSE) ............................................................................ 181

    3.2. Fusible Link .................................................................................. 183

    3.3. Circuit Breaker ............................................................................. 183

    LATIHAN EVALUASI ...................................................................................... 184

    RANGKUMAN ................................................................................................ 185

    EVALUASI ...................................................................................................... 185

    TUGAS MANDIRI .......................................................................................... 186

    DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 187

    file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317118file:///D:/KOKO/KOKO/Teknik%20Dasar%20Listrik%20Otomotif/TEKNIK%20DASAR%20LISTRIK%20OTOMOTIF.docx%23_Toc375317119

  • ix

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 1. Pengamatan rangkaian ................................................................ 7

    Gambar 2. Pengamatan rangkaian ............................................................. 8

    Gambar 3. Gerakan Elektron ......................................................................... 11

    Gambar 4. Perumpaman Aliran arus .............................................................. 12

    Gambar 5. Gambar Aliran Elektron Dan Arus listrik ....................................... 12

    Gambar 6.Kerapatan arus listrik ..................................................................... 15

    Gambar7. aliran arus ...................................................................................... 17

    Gambar 8. Reaksi Kimia Baterai .................................................................... 17

    Gambar 9. Grafik Arus Listrik Searah ( DC) ................................................... 27

    Gambar 10. Grafik tegangan listrik Bolak-Balik .............................................. 28

    Gambar 11. Penampang Kabel ...................................................................... 34

    Gambar 12. Gerakan elektron di dalam penghantar logam ........................... 37

    Gambar 13. Pergerakan tegangan dan arus terhadap tahanan ..................... 38

    Gambar 14. Arus keluar Kirchoff .................................................................... 59

    Gambar 15. Loop arus Kirchoff ................................................................... 59

    Gambar 16. Pengaruh pada jarum kompas oleh penghantar yang dialiri arus

    listrik ............................................................................................................... 71

    Gambar 17. Arah Gaya Elektromagnet .......................................................... 83

    Gambar 18. Arah medan magnet ................................................................... 85

    Gambar 19. Model sederhana motor stater .................................................... 85

    Gambar 20. Arah medan magnet ................................................................... 147

    Gambar 21. Trafo step down .......................................................................... 148

  • x

    Gambar 22. Induksi Diri ................................................................................. 151

    Gambar 23. Solenoida. .................................................................................. 153

    Gambar 24. Perubahan arus di salah satu kumparan akan menginduksi arus

    pada kumparan yang lain ............................................................................... 156

    Gambar 25. bagian-bagian kabel ................................................................... 167

    Gambar 26. Bagian Kabel tegangan rendah .................................................. 168

    Gambar 27. bagian kabel bertegangan tinggi ................................................ 169

    Gambar 28. Kabel Yang Diisolasi ................................................................... 169

    Gambar 29. Jenis kabel ................................................................................. 171

    Gambar 30. Penampang Kabel. ..................................................................... 172

    Gambar 31. Isolasi ......................................................................................... 173

    Gambar 32. Selang bakar ............................................................................. 174

    Gambar 33. Selang kabel ............................................................................... 174

    Gambar 34. Kotak Sekering .......................................................................... 175

    Gambar 35. terminal kabel ............................................................................ 175

    Gambar 36. terminal penghubung Kabel ....................................................... 176

    Gambar 37. Konektor dari kabel ke komponen .............................................. 176

    Gambar 38. Konektor ..................................................................................... 177

    Gambar 39. Pin Kabel Konektor ..................................................................... 177

    Gambar 40. Jumlah Pin konektor ................................................................... 177

    Gambar 41. Baut Washer ............................................................................... 178

    Gambar 42. sekring jenis blade (a) dan sekring jenis cartridge (b) ................ 179

    Gambar 43. Circuit Breaker ............................................................................ 181

  • 1

    I. PENDAHULUAN

    A. Prasyarat

    Materi konsep dasar-dasar listrik otomotif memberikan bekal awal dalam

    memahami kompetensi teknik dasar listrik otomotif. materi ini disampaikan pada

    kelas X smester 1.

    B. Petunjuk Penggunaan

    Buku ini dibuat dengan memberikan penjelasan tentang pengetahuan konsep

    dasar-dasar listrik otomotif. Untuk memungkinkan siswa belajar sendiri secara

    tuntas , maka perlu diketahui bahwa isi buku ini pada setiap kegiatan belajar

    umumnya terdiri atas. Uraian materi, rangkuman, Lembar kerja, dan Pengayaan,

    sehingga diharapkan siswa dapat belajar mandiri (individual learning) dan

    mastery learning (belajar tuntas) dapat tercapai.

    C. Tujuan Akhir

    Tujuan akhir yang hendak dicapai adalah agar siswa mampu:

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang dasar-dasar listrik otomotif

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Arus Listrik, Tegangan, Hambatan/Tahanan.

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Kutub Magnet, Induksi Elektromagnet dan

    Kaidah Flaming

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang ampere, Voltmeter, Ohmmeter dan Avometer

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Rangkaian Listrik Seri,Rangkaian Listrik Paralel,

    Rangkaian Listrik Campuran dan Rangkaian Listrik Majemuk

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Pengertian Induksi dan Induksi Sendiri (Self-

    Induction)

  • 2

    Memahami dan menyajikan data hasil analisis berdasarkan

    pengamatan tentang Kabel, Komponen Penghubung, Komponen

    Pelindung Sirkuit, Komponen Pelindung Kabel dan Ukuran Kabel

    D. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar

    Memahami jenis-jenis Besaran Listrik

    Memahami Rumus Dasar Besaran Listrik

    Memahami Hukum Ohm dan Kirchoff

    Memahami Medan Magnet dan Arah Medan Magnet

    Memahami Rangkaian Dasar Listrik Seri dan Paralel

    Memahami Pengaruh Induksi terhadap timbulnya listrik

    Memahami jenis kabel, ukuran kabel, dan konektor

    E. Cek Kemampuan Awal

    o Sebutkan satuan-satuan besaran listrik!

    o Sebutkan cara pembentukan medan magnet!

    o Apa yang dimaksud dengan GGL(Garis Gaya Listrik)?

    o Apa yang dimaksud dengan HukumOhm dan Hukum Kirchoff!

    o Sebutkan jenis-jenis rangkaian listrik!

    o Sebutkan alat-alat yang digunakan untuk mengukur rangkaian listrik!

    o Jelaskan Hukum Flamming!

    o Sebutkan fungsi kabel!

  • 3

    II. PEMELAJARAN

    BAB I BESARAN LISTRIK

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR

    KOMPETENSI DASAR PENGALAMAN BELAJAR

    Setelah mengikuti pembelajaran

    dengan kompetensi dasar-

    dasar Listrik siswa dapat :

    1. Menghayati dan

    Mengamalkan perilaku

    jujur, disiplin, tanggung

    jawab, peduli (gotong

    royong, kerjasama, toleran,

    damai), santun, responsif

    dan proaktif dan

    menunjukan sikap sebagai

    bagian dari solusi atas

    berbagai permasalahan

    dalam berinteraksi secara

    efektif dengan lingkungan

    sosial dan alam serta

    dalam menempatkan diri

    sebagai cerminan bangsa

    dalam pergaulan dunia.

    2. Memahami besaran listrik,

    hukum Ohm dan Kirchof

    padar listrik otomotip

    3. Menerapkan Dasar Listrik

    pada rangkaian seri, paralel

    dan gabungan

    Dari pembelajaran kompetensi dasar-

    dasar Listrik siswa mendapatkan

    pengalaman belajar :

    1. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan Mengeksplorasi

    dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait

    materi besaran listrik,

    2. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan Mengeksplorasi

    dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait

    Hukum Ohm dan Kirchof ,

    3. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan Mengeksplorasi

    dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait

    Kaidah Flaming

    4. Mengkomunikasikan dalam pengukuran

    tegangan, tahanan dan arus

    5. Mengamati simulsi terkait materi dan

    Mengeksplorasii rangkaian seri, paralel

    dan gabungan.

    6. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan

    Mengeksplorasiinduksi sendiri, mutual

    pada kemagnitan

    7. Mengkomunikasikan macam-macam

    8. Jenis, ukuran kabel, terminal dan

    penggunaannya

  • 4

    DASAR LISTRIK

    1. BESARAN LISTRIK

    2. HK. OHM & KIRCHOF

    3. KAIDAH FLAMING

    4. PENGUKURAN

    TEGANGAN, TAHANAN &

    ARUS

    5. RANGKAIAN SERI PARALEL & GABUNGAN

    6. INDUKSI DIRI, MUTUAL

    PADA KEMAGNITAN

    7. JENIS, UKURAN KABEL,

    TERMINAL DAN

    PENGGUNAAN

    A. PETA KONSEP

  • 5

    BESARAN LISTRIK

    1. AMPER

    2. VOLT

    3. HAMBATAN

    B. PETA KONSEP BESARAN LISTRIK

    KUAT ARUS

    RAPAT ARUS

    HAMBATAN DALAM

    PENGHANTAR

    KONDUKTOR,

    ISOLATOR

  • 6

    Selamat! Sekarang kalian telah menjadi peserta didik SMK. Saatnya telah tiba

    untuk mempelajari lebih dalam lagi tentang listrik melaluimata pelajaran. Dasar

    Listrik Otomotif. Dasar Listrik Otomotip adalah ilmu yang mempelajari tentang

    listrik sesuatu yang ada di kendaraan baik itu kendaraan ringan, dan

    kendararaan berat secara sistematis.

    melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hati-hati. Dengan

    cara itu, mereka dapat menjelaskan apa dan mengapa sesuatu dapat terjadi

    serta memperkirakan sesuatu yang terjadi saat ini maupun yang akan datang

    terhadap alam sekitar. Hasil-hasil temuan mereka dapat dimanfaatkan untuk

    kesejahteraan hidup manusia, seperti sepeda motor , mobil, excavator, dosher,

    komputer, televisi, dan sebagainya.

    Pada bab ini, kalian akan mempelajari apa yang diselidiki dalam Besaran Listrik

    Otomotip, bagaimanamelakukan pengamatan, perhitungan serta pengukuran

    sebagai bagian dari pengamatan tersebut. Langkah awal untuk mempelajari

    benda-benda di sekitar adalah dengan melakukan pengamatan (observasi).

    Sebagai permulaan, lakukankegiatan berikut untuk melatih pengamatan untuk

    eksplorasi terhadap listrik disekitarmu.

    C. MATERI PEMBELAJARAN

  • 7

    PENGAMATAN

    Gambar 1. Pengamatan rangkaian

    Pada kegiatan ini, kalian telah menyimpulkan bahwa dalam kegiatanpengukuran

    perlu menggunakan satuan baku, satuan yang disepakati bersama. Besaran

    yang satuan nya didefinisikan ini disebut besaran pokok.

    MENAKSIR / MENDISKRIPSIKAN RANGKIAN LISTRIK

    1. Lihatlah gambar dibawah 1.1 , Rangkaian listrik , dan amati!

    2. Buatlah taksiran arus listrik, tegangan dan hambatan pada rangkian

    tersebut.

    Catatlah taksiranmu dan taksiran teman-temanmu!

    Membandingkan dan Berlatih

    Bandingkan taksiranmu dan teman-temanmu dengan hasil perhitunganmu!

  • 8

    Diskusikan, apakah dekatnya hasil taksiran dengan hasil pengukuran

    sebenarnya dapat ditingkatkan dengan latihan? Untuk mengujinya, berlatihlah

    menaksir dan menghitung kemudian uji dengan hasil pengukuran!

    Gambar 2. Pengamatan rangkaian

    Diskusikan:

    Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil

    pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ? Mengapa

    Pengamatan

    1. Rangkailah komponen-komponen listrik seperti gambar 1.1 , baterai, kawat

    penghubung, lampu dan saklar !

    2. Gerakan saklar ke bawah (tutup saklar) dimana pada posisi On.

    3. Amati dari manakah lampu itu bisa hidup / menyala !

    4. Hidup / nyalakan lampu beberapa menit (kurang lebih 3 menit), kemudian matikan.

    4. Ulangi langkah tersebut sampai 3 (tiga) kali, sampai bisa menemukan komponen

    yang bisa membuat lampu hidup / menyala!

    Bagaimanakah hasil pengamatanmu? Temuan apakah yang dapat kamu ambil

    sebuah kesimpulan untuk menjelaskan kenapa lampu bisa nyala ?!

    Dari hasil temuan dilapangan silahkan sesuaikan dengan gambar 1.1 Rangkaian

    listrik

  • 9

    hasilnya demikian? Apakah yang memengaruhi hasil pengamatan tegangan

    pada rangkaian listrik bisa menyalakan lampu ?

    Pada kegiatan sebelumnya, kalian telah menyimpulkan bahwa dalam

    kegiatan pengamatan pada rangkian listrik dimana lampu bisa menyala karena

    adanya arus listrik, beda tegangan dan hambatan yang terdapat pada rangkian.

    Arus listrik, beda tegangan dan hambatandapat di ukur dan perlu menggunakan

    satuan baku, satuan yangdisepakati bersama.Besaran yang satuannya

    didefinisikan ini disebut besaran pokok.

    Besaran panjang, massa dan waktu disebut besaran pokok, karena dari

    besaran ini dapat diturunkan besaran-besaran yang lain seperti gaya dan energi.

    Besaran pokok didefinisikan sebagai besaran yang satuannya telah ditetapkan

    terlebih dahulu.Satuan dari besaran pokok disebut satuan pokok.Satuan Pokok

    SI seluruhnya ada tujuh, yaitu seperti yang terlihat pada Tabel 1.

    Tabel 1 Satuan pokok SI

    Besaran Satuan Simbol

    Panjang

    Massa

    Waktu

    Kuat arus listrik

    Suhu

    Jumlah zat

    Intensitas cahaya

    meter

    kilogram

    sekon

    ampere

    kelvin

    mol

    Candela

    m

    kg

    s

    A

    K

    mol

    Cd

    Tabel 1 Satuan pokok SI

    Penggunaan berbagai macam satuan untuk besaran menimbulkan suatu

    kesukaran, alat ukur suatu satuan tertentu menjadi macam-macam, yang lebih

    menyulitkan lagi bahwa orang harus menyesuaikan diri terhadap berbagai

    macam satuan.Dengan demikian diperlukan menetapkan satuan standar besaran

  • 10

    pokok.Syarat untuk membuat satuan standar yang berguna adalah praktis

    digunakan, mudah didapat, mudah dibuat ulang, dan tetap setiap saat.Maka

    seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan sejumlah penemuan oleh

    para ilmuwan, standar satuan terus berubah.Sebagai contoh, standar meter

    mengalami perubahan beberapa kali dimana yang digunakan sekarang

    ditetapkan pada tahun 1983 dan dianggap yang paling tepat sampai saat ini.

    Berikut iniakan dijelaskan satuan standar besaran pokok untuk listrik, besaran

    yang digunakan pada listrik terbagi menjadi dua, meliputi Besaran pokok dan

    besaran turunan.

    1. ARUS LISTRIK

    Amper adalah satuan SI untuk besaran pokok listrik, dilambangkan dengan

    huruf A. Satu amper adalah suatu arus listrik yang mengalir, sedemikian

    sehingga di antara dua penghantar lurus dengan panjang tak terhingga, dengan

    penampang yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah dengan jarak satu

    meter dalam vakum, menghasilkan gaya sebesar 710 2 x newton per meter.

    Satuan ini diambil dari nama Andr-Marie Ampre, salah satu penemu

    elektromagnetik.

    Adalah Elektron-elektron yang mengalir melalui suatu penghantar tiap

    detik.atau dengan kata lain adalah mengalirnya elektron secara terus menerus

    dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada

    beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.

    Besarnya arus listrik yang mengalir melalui konduktor adalah sama

    dengan jumlah elektron bebas yang melewati penampang konduktor setiap

    detik. Arus listrik dinyatakan dengan I (Intensity) sedangkan besar arus listrik

    dinyatakan dengan satuan ampere, disingkat A.Satu amperA sama dengan

    DEFINISI ARUS LISTRIK

  • 11

    pergerakan 6.25 x 1018 elektron bebas yang melewati konduktor setiap detik.

    Atau dengan pengertian lain 1 ampere arus adalah mengalirnya elektron

    sebanyak 624x1016 (6,24151 1018) atau sama dengan 1 Coulumb per detik

    melewati suatu penampang konduktor

    Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-),

    sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang

    bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap

    berlawanan dengan arah gerakan elektron.

    Gambar 3. Gerakan Elektron

    Elektron bebas yang bermuatan negative selamanya akan selalu tolak

    menolak satu dengan lainnya. Bila ada kelebihan electron disatu tempat, maka

    akan ada kekurangan electron ditempat lainnya, electron akan selalu bergerak

    ketempat yang kosong, dan kemudian mencoba untuk saling menjauh satu

    sama lainnya. Saat pergerakan ini terjadi, aliran atau arus elektron terbentuk,

    Arus akan terus berlanjut sampai electron genap terpisah dari intinya.

    Arus dapat digambarkan seperti laju aliran elektron, besarnya aliran

    electron bias diumpamakan seperti pada pipa air. Pada pipa yang diameternya

    lebih besar mempunyai kapasitas aliran yang lebih besar pula. Artinya adalah

    aliran arus akan besar bila jumlah electron yang bergerak juga banyak,

    sehingga semburan air bisa jauh seperti gambar dibawah ini.

    Pada pipa yang diameter kecil mempunyai kapasitas aliran yang lebih kecil,

  • 12

    artinya aliran arus akan kecil karena jumlah elektron yang mengalir kecil.

    Berakibat semburan air melalui pipa menjadi kecil.

    Gambar 4. Perumpaman Aliran arus

    Jadi kesimpulannya adalah mengalirnya suatu electron sama dengan

    mengalirnya suatu arus. Arus adalah mengalirnya electron secara kontinyu

    pada konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada beberapa lokasi yang

    jumlah elektronnya tidak sama.

    Gambar 5. Gambar Aliran Elektron Dan Arus listrik

    Formula arus listrik adalah:

    Dimana:

    I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere

    Q = Besarnya muatan listrik, coulomb

  • 13

    t = waktu, detik

    1.1. KUAT ARUS LISTRIK.

    Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang

    pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu, dengan kata

    lain Amper adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron

    bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

    Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118

    milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik. listrik yang dapat

    memisahkan,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu

    detik.Rumus rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus

    dan waktu.

    Formula arus listrik adalah

    1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018

    electron

    Dimana :

    Q = Banyaknya muatan listrik dalam

    satuan coulomb

    I = Kuat Arus dalam satuan Amper.

    t = waktu dalam satuan detik.

    Definisi Kuat Arus Listrik

  • 14

    PERMASALAHAN KUAT ARUS LISTRIK

    Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu

    selama 2 menit.

    Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

    Diketahui: I = 0,5 amp

    t = 2 menit.

    Ditanyakan: Q (muatan listrik).

    Penyelesaian:

    t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

    Q = I x t

    = 0,5 x 120 = 60 coulomb.

    PEMECAHAN MASALAH

  • 15

    1.2. RAPAT ARUS

    Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm, maka

    kerapatan arusnya 3A/mm (12A/4 mm2), ketika penampang penghantar

    mengecil 1,5mm, maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm2 (12A/1,5 mm).

    Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar

    dipertahankan sekitar 300C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah

    ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).

    Adalah besarnya arus listrik tiap-tiap luas penampang kawat (mm2)

    Gambar 6.Kerapatan arus listrik.

    Definisi

    Rapat Arus

  • 16

    Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm, 2

    inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm.Kerapatan arus

    berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar

    penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil.Rumus-rumus dibawah ini

    untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

    Formula arus listrik adalah : Dijabarkan sebagai berikut :

    Dimana : S = Rapat arus [ A/mm]

    I = Kuat arus [ Amp]

    Q = luas penampang kawat [ mm]

    Kejadian-Kejadian Yang Disebabkan Oleh Arus Listrik

    Bila arus mengalir pada konduktor atau elektrolit akan menyebabkan

    (menimbulkan) tiga kejadian :

    a. Pembangkit panas

  • 17

    Bila arus melewati konduktor, akan menghasilkan panas saat sistem

    bekerja. Contohnya meliputi :Lampu kepala (Head Light), Korek api

    dimobil (Cigarette Lighter), sekring (Fuse) dll.

    Gambar7. aliran arus

    b. Aksi kimia

    Bila aksi kimia terjadi pada elektrolit (cairan yang dapat dilalui /dialiri arus

    listrik) akan menyebabkan arus listrik mengalir. Baterai jenis basah

    bekerja berdasarkan prinsip kimia.

    Saat kondisi baterai kosong (teganan dan arus) yang tersimpan dibaterai

    berkurang, reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut :

    Pb02 + Pb + 2H2S04 -----> 2PbS04 + 2H20

    Di atas ditunjukkan terbentuknya timbal sulfat selama penggunaan

    (discharging). Keadaan ini akan mengurangi reaktivitas dari cairan

    elektrolit karena asamnya menjadi lemah (encer), sehingga tahanan

    antara kutub sangat lemah untuk pemakaian. baterai perlu diisi tegangan

    dan arus (charging) mengakibatkan pada reaksi kimia akan berubah.

    Perubahannya sebagai berikut :2PbS04 + 2H20 ----> PbO2 + Pb + 2H2S02

    Gambar 8. Reaksi Kimia Baterai

  • 18

    c. Aksi magnet

    Bila arus listrik mengalir pada kabel atau kumparan akan menghasilkan

    medan magnet disekitarnya. Prinsip ini digunakan pada koil pengapian

    (ignition coil), alternator, motor starter dan macam-macam solenoid.

    RANGKUMAN ARUS LISTRIK:

    Arus listrik terjadi karena mengalirnya elektron.

    Bila aliran elektronnya banyak, maka arus yang mengalir juga lebih

    banyak.

    Melalui perbedaan potensial, arus bisa mengalir dari potensial yang tinggi

    ke potensial yang lebih rendah.

    Bila aliran elektron bebasnya banyak, maka akan menghasilkan panas,

    karena itu kawat listrik menjadi panas dikarenakan banyaknya arus yang

    lewat.

    Jumlah arus dapat diterangkan dengan mengambil perumpamaan pada

    jumlah air yang mengalir pada sebuah pipa.

  • 19

    Besarnya arus yang melewati kebeberapa aktuator (beban) berarti tenaga

    listriknya juga kuat.

    Diketahui : I = 0,5 amp

    t = 2 menit.

    Ditanyakan : Q (muatan listrik).

    Penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik

    Q = I x t

    = 0,5 x 120 = 60 coulomb.

    Diketahui : Q = 4500 C

    I = 1500 mA = 1.5 A

    Ditanyakan : t = ?

    Jawab :

    t = Q / I

    = 4500 C / 1.5 A

    = 3000 s = 3000 dt

    = 50 menit = 5/6 jam

    PERMASALAHAN RAPAT ARUS

    1. Sebuah batere memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit.

    Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?

    2. Muatan listrik 4500 C, arus listrik 1500 mA. Hitunglah waktunya

    PEMECAHAN MASALAH 2

  • 20

    2. TEGANGAN (VOLTAGE)

    Besaran turunan yang digunakan pada listrik adalah tegangan.

    BANDINGKAN DAN SIMPULKAN

    Bandingkan hasil pengamatanmu dan hasil pengamatan temanmu! Catat

    persamaandan perbedaannya! Jika hasil pembelajaran tegangan

    dikomunikasikan kepada orang lain,apakah orang tersebut memperoleh

    pemahaman yang sama? Berdasarkan hasil perbandingan tersebut, hal penting

    apakah yang arus dirumuskan bersama? Diskusikan dalam kelompokmu

    Diskusikan:

    Pengamatan tegangan

    1. Siapkan baterai bertengan 12 V, yang satu ber

    tegangan rendah (kurang dari 12 V) dan satunya

    bertegangan 12 V.

    2. Siapkan bola lampu bertengan 12 V dan

    penghantar (kabel)

    3. Rangkailah, seperti gambar sebelah ini

    4. Amati nyala lampu bila menggunakan tegangan

    dibawah 12 V dan tegangan diatas 12 V

  • 21

    Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil

    pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ?

    Mengapa hasilnya demikian? Apakah yang memengaruhi hasil pengamatan

    tegangan pada rangkaian listrik bisa menyalakan lampu ?

    Tegangan listrik merupakan perbedaan potensial listrik antara dua titik pada

    suatu penghantar atau rangkaian listrik.Beda potensial adalah perbedaan

    jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik.

    Bila suatu battery dihubungkan ke lampu dan lampu tersebut menyala, hal ini

    terjadi dengan adanya aliran listrik. Arus bias mengalir karena ada perbedaan

    potensial antara kutub positip dan kutub negatip. Arus mengali rmelalui lampu,

    artinya bahwa electron bergerak dari "-" ke "+" sehingga lampu dapat

    menyala.Selanjutnya bagaimana dan mengapa arus mengalir? Kita lihat contoh

    pada kincir air ,kincir tidak akan berputar bila tidak ada air yang mengalir, hal

    yang sama jika tidak ada arus yang mengalir, maka lampu tidak akan menyala.

    Bagaimana air akan mengalir pada contoh dibawah ini? Bila tangki air A dan B

    tingginya sama, air tidak akan mengalir dan kincir air juga tidak bias berputar.

    Jika ada perbedaan tingg ipermukaan air diantara kedua tangki tersebut, maka

    air bias mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih rendah

    dengan sendirinya.

    Adalah mengalirnya elektron-elektron disebabkan adanya perbedaan

    potensial listrik antara dua titik pada suatu penghantar atau rangkaian listrik.

    Di satu sisi sumber arus listrik terdapat elektron yang bertumpuk

    sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit. Hal ini terjadi

    karena adanya gaya magnet yang mempengaruhi materi tersebut. Dengan kata

    lain, sumber tersebut menjadi bertegangan listrik. Tegangan listrik (disebut juga

    voltase) identik dengan beda potensial.

    DEFINISI TEGANGAN

  • 22

    Pada dasarnya, beda potensial (tegangan) inilah yang menyebabkan aliran

    elekron dari potensial rendah (negatif) ke potensial tinggi (positif). Artinya

    adanya arus listrik disebabkan karena adanya tegangan listrik pada dua titik

    (kutub positif dan kutub negatif). Pada rangkain listik, bisa jadi setiap komponen

    listrik mempunyai beda potensial yang berbeda tergantung hambatan

    komponen tersebut

    Sebagai contoh,kincir air akan berputar. Hal yang sama juga berlaku pada

    listrik, bila tidak ada perbedaan potensial, arus tidak mengalir, dan jika ada

    perbedaan potensial, maka arus bisa mengalir dari potensial yang lebih tinggi ke

    yang lebih rendah,hasilnya adalah arus atau tenaga listrik. Bila pergerakan

    elektron bebas jumlahnya banyak,artinya adalah tenaga listriknya menjadi

    besar.

    Jika suatu kabel dihubungkan antara muatan positif dan muatan negatif,

    maka elektron akan bergerak netral. Pada saat tersebut, panas terbentuk oleh

  • 23

    pergerakan elektron. Reaksi pembangkitan panas ini merupakan salah satu

    dari tiga kejadian yang disebabkan oleh adanya arus listrik, misalnya cigaret

    lighter, electricstove ,dll. Kedua adalah kejadian Magnetic, yaitu bila arus

    melewati suatu kabel atau kumparan maka akan menghasilkan medan

    magnet, contohnya solenoid dan yang ketiga adalah arus dapat menyebabkan

    kejadian reaksi kimia seperti misalnya yang terjadi pada battery. Mari kita lihat

    aliran arus pada battery kendaraan. Sumber energi battery terdiri dari dua

    terminal yaitu positif dan negatif.

    Dari penjelasan mengenai muatan positif dan negatif, dapat dikatakan

    bahwa atom terminal positif protonnya lebih banyak dari pada elekronnya,

    sehingga terminalnya berisi muatan positif. Dan satunya lagi, atom yang

    terdapat pada terminal negatif mempunyai electron yang lebih banyak

    disbanding dengan proton, sehingga terminalnya bermuatan negatif. Terminal

    negative mempunyai suplai electron bebas yang sangat banyak sekali,ke

    semua electron ini ,terkumpul disuatu area yang kecil dan saling tolakmenolak

    satu sama lainnya.

    Jika perbedaan listrik secara alami terhubung dengan kedua kawat yang

    bermuatan berbeda ,maka arus bias mengalir dikarenakan adanya perbedaan

    potensial listrik antara kedua muatan sehingga arus dapat mengalir. Perbedaan

    potensial listrik biasa disebut dengan tegangan (voltage). Karena ada

    perbedaaan potensial listrik,maka terjadi electromotive force(emf).

    Tegangan (V) adalah unit listrik untuk menerangkan jumlah tekanan listrik

  • 24

    yang ada atau sejumlah tekanan listrik yang dibangkitkan oleh aksi kimia di

    dalam battery. Simbol tegangan =E dan satuan teganan =V, dimana

    Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu

    joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb. Dari pernyataan diatas

    dapat diformulasikan sebagai berikut :

    Dimana ;

    E = W (joule) / Q (coulombs)Volt

    W = tenaga listrik

    1Q =jumlah muatanlistrik

    Persetaraan satuan :

    1volt :0.001 KV

    volt :1,000mV

    1kV:1,000v

    2.1. Beda Potensial Tegangan

    Tegangan dapat disebut sebagai potensial dan perbedaan potensial. Pada

    gambar 2-3 (tangki air) menerangkan bagaimana mereka berhubungan satu

    sama lainnya, saat kedua tangki air dihubungkan dengan sebuah pipa, maka

    air akan mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih rendah.

    Tinggi air diukur dari permukaan tanah. Untuk kelistrikan, potensial diukur

    berdasarkan standar tingkatan kepastian yang disebut dengan alam (eart)

    atau bumi (ground), potensial dari bumi (ground) diambil dalam angka 0

    volt(V). Biasanya alam secara phisik mewakili ground, namun pada bidang

    otomotif ground adalah terminal battery negative (-).

  • 25

    Tinggi air pada tangki yang lebih rendah diibaratkan sebagai tinggi air dalam

    nol volt (V). Pada battery, 12 volts artinya adalah perbedaan potensial antara

    kedua terminal battery kutup positip dan kutup negatip.

    Bila ketinggian tempat pada gambar diatas karenakan posisi air berbeda, air

    akan mengalir dari tangki A ke tangki B, namun apabila bila posisinya tidak

    berbeda (tekanansama), air tidak akan mengalir. Karena itulah, jika

    tekanannya tidak berbeda atau sama ,arus akan diam. Karena tidak ada aliran

    arus, maka Sistem tidak bekerja sehingga tidak terjadi panas. Jika ada

    perbedaan tekanan antara tangki A dan B maka arus bias mendesak masuk

    sehingga terjadi panas. Artinya adalah muatan positif pada battery adalah 12

    volt dan negatifnya adalah 0 volt. Pada switch buka tutup yang ada pada

    gambar 2-4 dibawah, karena arus mengalir ,lampu bias menyala berdasarkan

    posisi switch-nya. Agar terjadi aliran muatan (arus listrik) dalam suatu

    rangkaian tertutup, maka haruslah ada beda potensial atau beda tegangan di

    kedua ujung rangkaian (kutub baterai sebagai sumber tegangan).

    Adalah perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu arus listrik

    Jika energi tiap muatan habis akibat penggunaan, maka di kedua ujung

    rangkaian tidak akan ada beda potensial (beda potensial bernilai nol volt).

    Akibatnya komponen-komponen elektronika seperti lampu, trafo, dan lain

  • 26

    sebagainya tidak akan dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Perhatikanlah

    gambar berikut. Adanya beda potensial pada ujung ujung sumber tegangan,

    menyebabkan lampu dalam rangkaian tertutup tersebut dapat menyala. Pada

    lampu terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor dan cahaya.

    2.2. Jenis Tegangan Beda Potensial Tegangan

    1. Sumber tegangan listrik searah ( DC = Direct Current )

    Tegangan yang bekerja pada rangkaian arus listrik tertutup selalu dengan

    arah yang sama, maka arus listrik yang mengalir arahnya juga sama.

    Biasa disebut dengan arus searah (simbol normalisasi : ). Tegangan

    listrik searah adalah arus listrik yang mengalir dengan arah dan besar

    yang tetap/konstan.Yaitu sumber arus listrik yang tidak berubah fasenya.

    Pada gambar grafik yang memperlihatkan hubungan antara tegangan (V)

    dan waktu (t) pada tegangan Listrik searah (DC). Berarti bahwa pembawa

    muatan listrik bergerak dengan arah arus listrik tertentu.

    Besarnya tegangan listrik pada saat yang berbeda diperlihatkan pada

    suatu grafik (grafik tegangan fungsi waktu). Untuk maksud ini sumbu

    horisontal sebagai waktu (misal 1s, 2s, 3s dst.) dan sumbu vertikal

    sebagai arusnya (misal 1A, 2A, 3A dst.).

    Besarnya arus listrik yang

    sekarang ditetapkan pada 1, 2

    http://hamadun.blogspot.com/search/label/Arus%20Listrikhttp://hamadun.blogspot.com/search/label/Arus%20Listrikhttp://hamadun.blogspot.com/2010/05/jenis-arus.htmlhttp://hamadun.blogspot.com/2010/05/jenis-arus.htmlhttp://hamadun.blogspot.com/search/label/Arus%20Listrik

  • 27

    atau 3 sekon, untuk masing -

    masing waktu yang berlaku

    ditarik garis lurus ke atas atau

    ke bawah (lihat gambar 1.14).

    Kita hubungkan titik yang

    sesuai dengan suatu garis,

    Gambar 9. Grafik Arus Listrik Searah ( DC)

    dengan demikian maka didapatkan suatu grafik arus fungsi waktu (grafik

    garis). Gambar grafik seperti ini dapat dibuat secara jelas dengan suatu

    oscilloscope.

    Contoh Sumber arus listrik searah ( DC )

    1. Batere/Baterai ( elemen kering )

    2. Accumulator ( aki = accu ) (elemen basah )

    3. Elemen Volta ( elemen basah )

    4. Solar sel

    5. Dinamo DC atau Generator DC

    6. Adaptor AC ke DC : a. Adaptor Sistem Perata Tunggal, b. Adaptor

    Sistem Cabang Tengah, c. Adaptor Sistem jembatan, d. Adaptor

    Sistem Dwi Kutub

    2. Tegangan bolak-balik

    Tegangan pada suatu rangkaian arus, arahnya berubah - ubah dengan

    suatu irama / ritme tertentu, dengan demikian maka arah dan besarnya

    arus selalu berubah - ubah pula. Biasa disebut arus listrik bolak-balik

    (simbol normalisasi : ~ ). Berarti bahwa elektron bebasnya bergerak maju

    dan mundur

    http://hamadun.blogspot.com/2010/05/jenis-arus.htmlhttp://hamadun.blogspot.com/2010/05/jenis-arus.html

  • 28

    Gambar 10. Grafik tegangan listrik Bolak-Balik

    Disini pada tegangan bolak-balik, sebagaimana digunakan didalam

    praktik, arahnya selalu berubah - ubah (misalnya 50 kali tiap sekon),

    electron - elektron di dalam penghantar kawat hanya sedikit berayun /

    bergerak maju dan mundur.

    Suatu tegangan listrik bergelombang yang besarnya selalu berubah,

    tetapi arah tegangan listrik tersebut tetap konstan, maka dalam hal ini

    berhubungan dengan suatu arus listrik yang terdiri atas sebagian

    tegangan listrik searah dan sebagian yang lain berupa tegangan bolak-

    balik. Biasa disebut sebagai tegangan bergelombang (alternating current).

    Tegangan bergelombang adalah suatu arus yang terdiri atas sebagian

    arus searah dan sebagian arus bolak-balik.Salah satu bentuk lain dari

    arus bergelombang yang sering ditemukan dalam praktik yaitu berupa

    pulsa arus searah (lihat gambar 4) tegangan hanya dapat diketahui dan

    ditetapkan melalui reaksi atau efek yang ditimbulkannya.

    Sebagai contoh akibat dari reaksi atau efek yang ditimbulkannya adalah

    sebagai berikut :

    1. Reaksi panas

    Arus listrik selalu memanasi penghantarnya.Didalam kawat logam

    misalnya, elektron-elektron saling bertumbukan dengan ion-ion atom,

    bersamaan dengan itu elektron tersebut memberikan sebagian energi

    geraknya kepada ion-ion atom dan memperkuat asutan panas ion-ion

    atom, yang berhubungan dengan kenaikan temperatur.Penggunaan

    reaksi panas arus listrik ini misalnya pada open pemanas, solder, kompor,

    seterika dan sekering lebur.

  • 29

    2. Reaksi cahaya

    Pada lampu pijar reaksi panas arus listrik mengakibatkan kawat membara

    dan dengan demikian menjadi bersinar, artinya sebagai efek samping dari

    cahaya. Reaksi cahaya secara langsung ini ditemukan pada penggunaan

    tabung cahaya, lampu mercury, lampu neon dan lampu indikator

    (negative glow lamp).

    3. Reaksi kemagnitan

    Gas seperti neon, argon atau uap mercury dipicu/diprakarsai oleh arus

    listrik sehingga menjadi bersinar.

    Contoh sumber arus listrik bolak balik ( AC )

    1. Generator AC

    2. Jala-jala PLN yang dihasilkan oleh : PLTA, PLTU, PLTP, PLTN, dll.

    3. Inverter DC ke AC

    PERMASALAHAN :

    Energy 12.500 J, muatan 250 C. Hitunglah besar tegangan listriknya

    PEMECAHAN MASALAH :

    Diketahui : W = 12.500 J

    Q = 250 C

    Ditanyakan : V = ?

    Jawab :

    V = W / Q

    = 12.500 J / 250 C

    = 50 Volt

  • 30

    3. HAMBATAN/TAHANAN

    Panjang : 1 m dan 3 m

    Luas penampang : Tetap

    Bahan : Berubah-ubah

    PERCOBAAN 1:

    1. Sediakan 3 (tiga) jenis bahan kawat penghantar dari tembaga,

    kuningan dan dari kawat nikelin.

    2. Panjang kawat penghantar masing-masing 1 dan 3 meter.

    3. sediakan bola lampu bertegangan 12 V sebanyak 3 buah.

    4. Sediakan sumber tegangan 12 V

    5. Hubungkan ke 3 (tiga) komponen kawat tembaga, kuningan

    dan kawat nikelin dengan bola lampu serta sumber tegangan.

    6. Rangkai seperti gambar disamping !

    7. Amati nyala bola Lampu ! Mana yang lebih terang

  • 31

    Diskusikan:

    Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil

    pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ?

    Mengapa hasilnya demikian? Apakahyang memengaruhi hasil percobaan

    tersebut?

    Bandingkan dan Simpulkan

    Jika prediksimu berbeda dengan kenyataannya, apa yang akan terjadi sesuai

    hasilpengamatanmu?

    Jenis Kawat

    Panjang

    Penghantar

    1 meter

    Panjang

    Penghantar 3

    meter

    Kondisi

    Menyala

    (Terang /

    Redup)

    Kawat Tembaga

    Kawat Nikelin

    Kawat Kuningan

  • 32

    Gambar Penampang kabel

    dipanaskan

    Diskusikan:

    Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil

    pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain ?

    Mengapa hasilnya demikian? Apakah yang memengaruhi hasil percobaan

    tersebut?

    Jenis Kawat

    Bola lampu

    (Tegangan lampu 12 V)

    Tidak dipanaskan

    Kondisi Menyala

    (Terang / Redup)

    kondisi dipanaskan

    Kawat Tembaga

    Kawat Nikelin

    Kawat Kuningan

    PERCOBAAN 2:

    1. Seperti pada percobaan 1 (satu)

    panaskan kawat penghantar

    dengan menggunakan lilin dengan

    jenis kawat penghantar berbeda-

    beda!

    2. Amati apa yang terjadi pada nyala

    bola lampu?

    Panjang : Tetap Luas penampang : Tetap Bahan : dipanaskan

  • 33

    Jika suatu elektron bebas bisa bergerak didalam benda, dan dikarenakan

    elektron mempunyai listrik alami, maka akan terjadi suatu aliran arus listrik.

    Arus 1 ampere adalah elektron sebanyak 6.25x1018 electron bergerak dalam

    satu detik. Perlu juga kita ketahui, bahwa semua jenis benda tersusun dari

    atom-atom sehingga ada beberapa kemungkinan rintangan bagi elektron bebas

    untuk bergerak, tertahannya pergerakan elektron bebas biasa disebut dengan

    tahanan listrik.

    Adalah hambatan-hambatan yang dialami oleh elektron-elektron pada

    saat perpindahannya.Diukur dengan Ohm meter, satuan (ohm).

    Semua benda terdiri dari struktur atom yang berbeda, Karena itulah ruang

    lingkup elektron bebas untuk bergerak menjadi beragam tergantung dari jenis

    bendanya. Walaupun elektron dengan jumlah yang sama persatuan, jumlah

    elektron yang dapat mengalir melalui ruang sempit persatuan waktu dapat

    berubah, semakin besar ketebalan suatu benda, maka pintu gerbang dimana

    elektron dapat bergerak juga menjadi semakin lebar. Jika jarak mengalir

    elektron jauh, maka waktu perjalanan juga akan semakinl ama, sehingga

    jumlah elektron yang bergerak dalam unit waktu dapat berkurang. Artinya

    adalah banyak tahanan listriknya.

    3.1. Hambatan Kawat Penghantar

    Besar hambatan suatu kawat penghantar (L). Sebanding dengan panjang

    kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar

    MATERI PEMBELAJARAN

    Difinisi

    Tahanan

  • 34

    hambatannya, 2. Bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan

    hambatan jenis kawat), dan 3. berbanding terbalik dengan luas penampang

    kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya. Jika

    panjang kawat dilambangkan , hambatan jenis , dan luas penampang kawat

    A. Secara matematis, besar hambatan kawat dapat ditulis:

    Rumus untuk menjelaskan tahanan listrik adalah :

    R = Tahanan suatubenda

    = Variable dari suatu benda ( m)

    L = Panjang kabel(m)

    A = Lebar area(m2)

    Gambar 11. Penampang Kabel

    Besaran dikenal sebagai hambatan jenis atau resistivitas yang nilainya

    bergantung pada jenis bahan penghantar. Dalam suatu batas perubahan suhu

    tertentu, perubahan hambatan jenis sebanding dengan besar perubahan suhu

    (t), Karena hambatan R berbanding lurus dengan hambatan jenis , maka

    perubahan nilai hambatan akan mengikuti hubungan.Sehingga rumus

    hambatan sebagai berikut :

    Dimana:

    Rt = hambatan pada suhu t0C,

    R0 = hambatan mula-mula,

  • 35

    = Koefisien suhu hambatan

    jenis (per 0C)

    t = perubahan suhu (0C)

    Koefisien suhu hambatan jenis () tergantung pada jenis bahan. Meskipun

    hambatan jenis sebagian besar logam bertambah akibat kenaikan suhu, namun

    bahan tertentu hambatan jenis justru akan semakin kecil akibat kenaikan suhu.

    Hal ini terjadi pada bahan semikonduktor yaitu, karbon, grafit, germanium, dan

    silikon.

    Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda

    potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui

    penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan

    berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk

    mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu

    dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula

    penurunan tegangan listrik.

    3.2. Tahanan Dalam Penghantar

    Dalam suatu rangkaian listrik tentu terdapat hambatan. Hambatan / resistansi

    merupakan karakteristik umum dari suatu rangkaian. Berikut akan dijelaskan

    secara lebih detail karakteristik hambatan komponen-komponen dalam rangkaian

    listrik. Besarnya hambatan kawat penghantar dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu

    Hambatan jenis penghantar,panjang penghantar, dan luas penampang

    penghantar

  • 36

    Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan

    aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan

    atom, setiap atom terdiri proton dan elektron.Aliran arus listrik merupakan aliran

    elektron.Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati

    atom sebelahnya.Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini

    menyebabkan penghantar panas.Tahanan penghantar memiliki sifat

    menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

    1 (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063

    mm dengan penampang 1 mm pada temperatur 0 C

  • 37

    Adalah Kemampuan penghantar dalam menghantarkan daya hantar arus listrik

    (arus).

    Sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai

    tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya

    hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik.

    Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

    Dimana :

    R = Tahanan/resistansi [ ?/ohm]

    G = Daya hantar arus/konduktivitas [Y/mho]

    Gambar 12. Gerakan elektron di dalam penghantar logam

    Difinisi

    Daya hantar

  • 38

    Jadi tahanan listrik pada suatu benda berbeda tergantung faktor sebagai

    berikut:

    a. Jenis benda

    b. Bagian kabel

    c. Panjang kabel

    d. Temperatur

    Juga jika suatu benda temperaturnya naik, gerakan atom akan menjadi lebih

    lambat, karena atom atom elektron bebas tersebut bergeraknya tidak bebas.

    Jadi tahanan listrik akan naik apabila temperatur bendanya bertambah tinggi.

    Huruf yang mewakili tahanan adalah : R Satuan tahanan adalah : (ohm)

    Simbol tahanan : --/\/\/\--

    Gambar 13. Pergerakan tegangan dan arus terhadap tahanan

    1 ohm : adalah suatu tahanan

    listrik (konduktor) yang mampu

    menahan aliran arus listrik

    sebesar 1 ampere dengan

    tegangan 1 volt

  • 39

    3.3. Konduktor, Isolator Dan Resistor

    Bila arus listrik mengalir melalui suatu benda dengan mudah, maka benda

    tersebut disebut sebagai Konduktor (penghantar listrik). Logam seperti

    tembaga, perak, emas, aluminum, dan baja dipakai sebagai penghantar

    karena mereka adalah conductor yang baik. Tembaga banyak dipakai dalam

    bentuk kabel karena ketahanannya dan biaya yang tidak begitu mahal.Lawan

    dari conductor adalah insulator. Insulator adalah benda yang tidak bisa

    mengalirkan arus listrik,

    Contohnya adalah gelas, plastik, karet, dan keramik. Lapisan plastik pada

    bagian luar kabel adalah salah satu contoh sebuah insulator. Saat elektron

    bebas bergerak di dalam conductor, beberapa elektron bersinggungan dengan

    atom-atom dan sebagian energi kinetik yang memancarkan cahaya atau panas.

    Karena itulah, aksi pembangkitan panas disebut dengan Daya listrik (Joule

    heat). Pembangkitan panas besarnya adalah sebanding dengan arus listrik dan

    besar tahanan. Diformulasikan sebagai berikut :

    Dimana ;

    P : Daya (Jouleheat )

    I : Aruslistrik

    R : Tahanan

    PERSETARAAN SATUAN

    1k =1,000

    1=0.001k

    1M=1,000,000

  • 40

    Alat yang menggunakan aksi pembangkitan panas adalah

    - Electric Stove Electriciron

    - Lamps

    - Etc

    Konductor Insulator

    Tembaga

    Besi

    Baja

    Alumunium

    Perak

    Kaleng

    Ground (Bumi)

    Gelas

    Udara

    Kayu kering

    Pasir

    Air yang disuling

    Plastik

    Kertas

  • 41

    Latihan Evaluasi :

    Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 m dan luas penampangnya 0,000 000 25 m digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang harus memiliki hambatan listrik 57,6 ohm. Berapa panjang kawat yang diperlukan?

    PEMECAHAN MASALAH :

    Diketahui

    = 0,000 001 m R = 57,6

    A = 0,000 000 25 m

    Ditanya : L ?

    Jawab

    R = (L/A) =

    57,6 = 0.000 001 . (L/o.oooooo25)

    L = 57,6 . 0,25

    L = 14,4 m

  • 42

    Rangkuman

    Arus

    1. Arus yang mengalir adalah sebesar jumlah elektron bebas.

    2. Arus listrik menjalankan electric actuator

    3. Bila tegangannya tinggi, arus yang mengalir juga banyak. Namun akan

    mengakibatkan overheat bila aliran arusnya berlebihan.

    4. Tahanan menahan aliran arus , jika tahanannya besar, aliran arus akan

    berkurang.

    5. Bila arus yang lewat berlebihan, akan terjadi panas.

    6. Aksi megnet terjadi pada gulungan kawat yang dialiri listrik.

    Tegangan

    1. Bila ada potensial listrik, maka elektron mulai bergerak

    2. Selanjutnya, aliran listrik dimulai

    3. Bila tegangannya tinggi, elektron bisa bergerak lebih banyak lagi

    4. Dan aliran listriknya juga menjadi lebih banyak

    Resistance

    1. Tahanan menghalangi gerak elektron bebas, juga menggangu aliran listrik

    2. Jika tahanannya besar, aktuator kelistrikan 100% tidak bisa berjakan

    karena tidak 100% arusyang lewat.

    3. Tahanan dimulai dengan degradasi atau penuaian pada suatu wiring

    harness.

    4. Pada mobil problem kelistrikan dimulai dari tahanannya, kontak tahanan

    pada connector,terlepasnya connector dan ground yang lemah.

  • 43

    Evaluasi

    1. Kawat yang hambat jenisnya 0,000 001 m dan luas penampangnya 0,000

    000 25 m digunakan untuk membuat elemen pembakar listrik 1kW yang

    harus memiliki hambatan listrik 57, 6 ohm. Berapa panjang kawat yang

    diperlukan ?

    2. Seutas kawat yang panjangnya 50 cm, luas penampangnya 2 mm2 ,

    ternyata hambatannya 100 Ohm. Dengan demikian, hambatan jenis kawat

    tersebut adalah?

    3. Sebuah Kawat penghantar setelah diberi beda potensial listrik pada kedua

    ujung 2 detik kemudian besar arus yang mengalir secara konstan pada

    kawat tersebut terukur 4 A.

    Hitunglah :

    a. Jumlah muatan yang mengalir dalam tiap satuan menit,

    b. Jumlah elektron yang mengalir dalam per menit.

    4. Sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2

    menit. Berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan ?.

    5. Pada sebuah penghantar kabel yang berupa kawat tembaga yang memiliki

    luas penampang sebesar 1 mm2 terdapat 2 x 1021 elektron bebas per

    meter persegi. Berapa rapat arus yang dapat dihitung apabila kawat

    tersebut dialiri listrik selama 1 menit jika diketahui muatan 1 elektron = 1,6 x

    10-19C ? Diketahui : A = 1 mm2 = 1 x 10-6 m2 dan n = 2 x 1021 elektron

    per meter persegi dapat kita hitung rapat arus dari persamaan berikut.

    Tugas Mandiri

    Pilihlah suatu Lampu Penerangan di tempat workshop dimana

    lampu tersebut b isa menyala terang dan redup sebagai

    objek pengamatan.Kemudian,amati benda tersebut dengan

    indramu. Lakukan penafsiran sebanyak banyaknya terhadap benda

    tersebut agar dapat kalian deskripsikan secara rinci. Buat laporan

    tertulis tentang deskripsi objek itu. Lakukan analisis, adakah besaran

    pada benda itu yang belum dapa diamati atau diukur. Kemukakan

    idemu, bagaimana cara mengamati atau mengukurnya.

  • 44

    BAB II HUKUM-HUKUM PADA DASAR LISTRIK

    A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR

    KOMPETENSI DASAR

    PENGALAMAN BELAJAR

    Setelah mengikuti pembelajaran

    dengan kompetensi dasar-dasar

    Listrik siswa dapat :

    1. Menghayati dan Mengamalkan

    perilaku jujur, disiplin, tanggung

    jawab, peduli (gotong royong,

    kerjasama, toleran, damai), santun,

    responsif dan proaktif dan

    menunjukan sikap sebagai bagian

    dari solusi atas berbagai

    permasalahan dalam berinteraksi

    secara efektif dengan lingkungan

    sosial dan alam serta dalam

    menempatkan diri sebagai cerminan

    bangsa dalam pergaulan dunia.

    2. Memahami besaran listrik, hukum

    Ohm dan Kirchof padar listrik

    otomotip

    3. Menerapkan Dasar Listrik pada

    rangkaian seri, paralel dan

    gabungan

    Dari pembelajaran kompetensi dasar-dasar

    Listrik siswa mendapatkan pengalaman

    belajar :

    1. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan Mengeksplorasi

    dalam Menyelesaikan Hukum Ohm dan

    Kirchof ,

    2. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    besaran listrik dan Mengeksplorasi

    dalam Menyelesaikan sosl-soal terkait

    Hukum Ohm dan Kirchof ,

    3. Mengamati simulsi terkait materi pokok

    Hukum Ohm dan Kirchof ,dan

    Mengeksplorasi dalam Menyelesaikan

    sosl-soal terkait Hukum Ohm dan

    Kirchof ,

    4. Mengkomunikasikan dalam Hukum

    Ohm dan Kirchof ,

    5. Mengamati simulsi terkait materi dan

    Mengeksplorasi Hukum Ohm dan

    Kirchof ,6.

  • 45

    DASAR LISTRIK

    HUKUM OHM

    HUBUNGAN DAYA

    HUBUNGAN KALOR

    KIRCHOF

    KIRCOF 1 KIRCOF 2

    B. PETA KONSEP

  • 46

    HUKUM-HUKUM PADA DASAR LISTRIK

    Rudi seorang pelajar kelas 1 SMK yang baru masuk dari proses

    penerimaan siswa baru. Pada suatu hari Andi bersama teman sekelasnya

    dibimbing oleh guru pengajar dasar listrik otomotip melakukan praktikum di

    workshop yang berkaitan dengan hambatan pada sumber tegangan.Andi

    duduk berempat dalam satu kelompok sambil mendengarkan penjelasan guru.

    Setelah pengarahan dari guru, Rudi dan ketiga temannya mulai melakukan

    kegiatan untuk mengamati peralatan yang tersedia di meja praktikum yaitu dua

    buah lampu yang berbeda hambatanya,penghantar, lampu dan sumber

    tegangan yang telah dirangkaikan sesuai petunjuk buku dan pengarahan guru

    mereka, mendapati lampu yang terpasang yang menyala terang dan satunya

    menyalaredup. Rudii bertanya dalam hati, apa yang terjadi pada rangkaian

    tersebut kaitannya dengan nyala lampu yang menyebabkan lampu dapat

    menyala terang dan redup.

    PENGAMATAN

    1. Lakukan pengamatan terhadap dua buah lampu yang menyala terang dan

    redup pada gambar diatas

    2. Buatlah penafsiran lampu bisa menyala terang dan redup,

    BANDINGKAN DAN SIMPULKAN

    Bandingkan hasil pengamatanmu dan pengamatan temanmu! Catat persamaan

    dan perbedaannya! Jika hasil pengamatan dikomunikasikan kepada orang lain,

    apakah orang tersebut memperoleh pemahaman yang sama? Berdasarkan

    hasil perbandingan tersebut, hal penting apakah yang harus dirumuskan

    bersama?

  • 47

    Diskusikan:

    Buat kelompok diskusi, bandingkan hasil pengamatanmu dengan hasil

    pengamatan kelompok lain. Adakah yang berbeda dari kelompok lain?

    Mengapa hasilnya demikian ? Apakah yang memengaruhi hasil pengamatan

    tegangan pada rangkaian listrik bisa menyalakan lampu

    1. HUKUM OHM

    Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar

    mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran yang terus-menerus

    ini yang disebut dengan arus, dan sering juga disebut dengan aliran, sama

    halnya dengan air yang mengalir pada sebuah pipa.

    Tenaga (the force) yang mendorong electron agar bisa mengalir dalam

    sebauh rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan adalah sebenarnya nilai dari

    potensial energi antara dua titik. Ketika kita berbicara mengenai jumlah

    tegangan pada sebuah rangkaian, maka kita akan ditujukan pada berapa besar

    energi potensial yang ada untuk menggerakkan electron pada titik satu dengan

    titik yang lainnya. Tanpa kedua titik tersebut istilah dari tegangan tersebut tidak

    ada artinya.

    Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan beberapa

    derajat pergesekan, atau bergerak berlawanan. Gerak berlawanan ini yang

    biasanya disebut dengan hambatan. Besarnya arus didalam rangkaian adalah

    jumlah dari energi yang ada untuk mendorong electron, dan juga jumlah dari

    hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat lajunya arus. Sama

    C. MATERI PEMBELAJARAN

  • 48

    halnya dengan tegangan hambatan ada jumlah relative antara dua titik. Dalam

    hal ini, banyaknya tegangan dan hambatan sering digunakan untuk

    menyatakan antara atau melewati titik pada suatu titik.

    Untuk menemukan arti dari ketetapan dari persamaan dalam rangkaian ini,

    kita perlu menentukan sebuah nilai layaknya kita menentukan nilai masa, isi,

    panjang dan bentuk lain dari persamaan fisika. Standard yang digunakan pada

    persamaan tersebut adalah arus listrik, tegangan,danhambatan.Symbol yang

    digunakan adalah standar alphabet yang digunakan pada persamaan aljabar.

    Standar ini digunakan pada disiplin ilmu fisika dan teknik, dan dikenali secara

    internasional. Setiap unit ukuran ini dinamakan berdasarkan nama penemu

    listrik. Ampere dari orang perancis Andre M. Ampere, volt dari seorang Italia

    Alessandro Volta, dan ohm dari orang German Georg Simon Ohm.

    Simbul matematika dari setiap satuan sebagai berikut R untuk resistance

    (Hambatan), V untuk voltage (tegangan), dan I untuk intensity (arus), standard

    symbol yang lain dari tegangan adalah E atau Electromotive force. Simbol V

    dan E dapat dipertukarkan untuk beberapa hal, walaupun beberapa tulisan

    menggunakan E untuk menandakan sebuah tegangan yang mengalir pada

    sebuah sumber ( seperti baterai dan generator) dan V bersifat lebih umum.

    Pada materi besaran listrik telah dijelaskan dalam perhitungan elektro,

    yang sering dibahas mengenai satuan couloumb, dimana ini adalah besarnya

    energi yang setara dengan electron pada keadaan tidak stabil. Satu couloumb

    setara dengan 6.250.000.000.000.000.000. electron (6,25.1018) Symbolnya

    ditandai dengan Q dengan satuan couloumb. Ini yang menyebabkan elektron

    mengalir, satu ampere sama dengan 1 couloumb dari electron melewati satu

    titik pada satu detik. Pada kasus ini, besarnya energi listrik yang bergerak

    melewati conductor (penghantar).

    Pada materi besaran listriktelah didefinisikan apa itu volt, kita harus

    mengetahui bagaimana mengukur sebuah satuan yang kita ketahui sebagai

    energi potensial. Satuan energi secara umum adalah joule dimana sama

    dengan besarnya work (usaha) yang ditimbulkan dari gaya sebesar 1 newton

    yang digunakan untuk bergerak sejauh 1 meter (dalam satu arah). Dalam british

    unit, ini sama halnya dengan kurang dari pound dari gaya yang dikeluarkan

  • 49

    Definisi HUKUM OHM

    sejauh 1 foot. Masukkan ini dalam suatu persamaan, sama halnya dengan I

    joule energi yang digunakan untuk mengangkat berat pound setinggi 1 kaki

    dari tanah, atau menjatuhkan sesuatu dengan jarak 1 kaki menggunakan

    parallel pulling dengan pound. Maka kesimplannya, 1 volt sama dengan 1

    joule energi potensial per 1 couloumb. Maka 9 volt baterai akan melepaskan

    energi sebesar 9 joule dalam setiap couloum dari electron yang bergerak pada

    sebuah rangkian.

    Satuan dan symbol dari satuan elektro ini menjadi sangat penting diketahui

    ketika kita mengeksplorasi hubungan antara mereka dalam sebuah rangkaian.

    Yang pertama dan mungkin yang sangat penting hubungan antara tegangan,

    arus dan hambatan ini disebut hokum ohm. Ditemukan oleh Georg Simon Ohm

    dan dipublikasikannya pada sebuah paper pada tahun 1827, The Galvanic

    Circuit Investigated Mathematically. Prinsip ohm ini adalah besarnya arus listrik

    yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian, ohm

    menemukan sebuah persamaan yang simple, menjelaskan bagaimana

    hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan.

    Menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar

    selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya.

    Rumus hukum Ohm dapat digambarkan seperti segitiga sehingga dengan

    mudah menghitung salah satu besaran listrik, jika kedua besaran yang lain

    sudah diketahui :

    Dimana :

    E atau V atau U :Tegangan dinyatakan dengan

    nilai volts.

    I : Arus dinyatakan dengan amps

    R : Hambatan dinyatakan dengan ohms

    http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tegangan_listrik

  • 50

    Untuk mempermudah proses menghitung tegangan, hambatan dan arus dengan

    cara menutup pakai tangan sesuai kondisi perhitungan yang dibutuhkan. Cara

    untuk mengetahui atau menghitung tegangan dengan menutup bagian puncak

    dari segitiga seperti terlihat pada gambar dibawah.

    Menghitung tegangan

    Gambar untuk menghitung tegangan

    Menghitung arus

    Gambar untuk menghitung arus

    Menghitung Hambatan

    Gambar menghitung arus

  • 51

    Pembuktian hukum Ohm dengan menggunakan perhitungan sederhana secara

    sederhana sebagai berikut :

    Hitunglah besar tegangan U = I x R = 1 x 20 = 20 V

    Hasil kontrol dengan voltmeter :

    Hasil pengukuran = Hasil perhitungan

    Hitunglah kuat arus

    I =

    Hasil kontrol dengan Ampermeter : I Pengukuran = 0,2A (Sama dengan

    hasil perhitungan)

    Hitunglah besar tahanan

    R =

    Lepaskan tahanan dari sumber tegangan pada saat pengukuran tahanan Hasil kontrol dengan Ohmmeter :

    R pengukuran = 30 ( sama dengan hasil perhitungan ).

  • 52

    1.1. HUBUNGAN DAYA DAN HUKUM OHM

    Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus.

    Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:

    Energi listrik menjadi energi kalor / panas, contoh: seterika, solder, dan

    kompor listrik.

    Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.

    Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.

    Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu,

    peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

    Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka

    sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung

    pada:

    Beda potensial pada ujung-ujung penghantar (V).

    Kuat arus yang mengalir pada penghantar (i).

    Waktu atau lamanya arus mengalir (t).

    Berdasarkan pernyataan di atas, dan karena harga V = R.I, maka persamaan

    energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk :

    dan karena I = V/R, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan

    dengan:

    W = V.I.T = (R.I).I.T

    W = I2.R.T (dalam satuan watt-detik)

    W = I2.R.T

    W = (V/R2.R.T)

    W = V2.T/R (dalam satuan watt-detik)

  • 53

    Keuntungan menggunakan energi listrik:

    a. Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.

    b. Mudah ditransmisikan.

    c. Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

    1.2. HUBUNGAN KALOR DENGAN HUKUM OHM

    Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan berubah

    menjadi panas (kalor) pada penghantar. Besar energi listrik yang berubah

    menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:

    Jika V, I, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik, maka

    panas (kalor) dinyatakan dalam kalori.

    Konstanta 0,24 didapat dari percobaan joule, Di dalam percobaannya Joule

    menggunakan rangkaian alat yang terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta

    penghantar yang berarus listrik. Jika dalam percobaan arus listrik dialirkan pada

    penghantar dalam waktu t detik, ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik

    berbanding lurus dengan:

    a. Beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar (V)

    b. Kuat arus yang melalui kawat penghantar (i)

    Q = 0,24 V I T kalori

    Q = 0,24 I2 R T kalori

    Q = 0,24 V2.T/R kalori

  • 54

    c. Waktu selama arus mengalir (t).

    Hubungan ketiganya ini dikenal sebagai "hukum Joule"

    Karena energi listrik 1 joule berubah menjadi panas (kalor) sebesar 0,24 kalori.

    Jadi kalor yang terjadi pada penghantar karena arus listrik adalah:

    1.3. HUBUNGAN DAYA LISTRIK DENGAN HUKUM OHM

    Adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan sedang

    berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini, maka

    daya listrik (P) dapat dirumuskan dan daya sama dengan energi/waktu ( Daya

    = energi/waktu).

    Q = 0,24 V.I.T kalori

    DEFINISI DAYA

    P =W/T

    P = V.I.T/T

    = V.I

    P = I2 R

    P = V2/R (dalam satuan volt-ampere,( VA)

  • 55

    Satuan daya listrik :

    a. watt (W) = joule/detik

    b. kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W.

    Dari satuan daya maka muncullah satuan energi lain yaitu:

    Jika daya dinyatakan dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan

    energi adalah kilowatt jam atau kilowatt-hour (kWh).

    1 kWh = 36 x 105 joule

    Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara Joule

    per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau kilowatt

    (kW). Konversi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula sebagai

    berikut:

    1 HP = 746 W = 0,746 kW

    1kW = 1,34 HP

    Sedangkan menurut standar Amerika (US standard), daya dinyatakan dalam

    satuan Hourse Power (HP) atau (ft)(lb)/(sec).

  • 56

    LATIHAN EVALUASI :

    Pada sebuah rangkaian mengalis arus listrik sebesar 1500

    miliAmpere dan hambatan listriknya 40 ohm. Tentukan besar

    tegangan yang dipasang pada rangkaian tersebut ?

    PEM