Memahami Arus, Tegangan Dan Hambatan [PDF]

Citation preview

Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



PERTEMUAN SATU ( 1 ) : MEMAHAMI ARUS, TEGANGAN DAN HAMBATAN



TUJUAN DAN PEMBELAJARAN Pada bab ini akan dijelaskan mengenai tentantang arus, tegangan dan hambatan. Melalui pengajaran ini mahasiswa diharapkan mampu : 1.1 Mahasiswa dapat memahami tentang definisi arus, tegangan dan hambatan. 1.2 Mahasiswa mampu membedakan arus searah dan arus bolak-balik 1.3 Mahasiswa mampu memahami dan mengetahui apa itu hambatan



2. URAIAN MATERI Beberapa besaran listrik yang harus diketahui dalam mempelajari dasa-dasar elektronika adalah arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik. Besaran-besaran listrik tersebut merupakan besaran pokok yang menjadi dasar terbentuknya besaran listrik yang lain. Besaran listrik yang dihasilkan dari besaran pokok disebut sebagai besaran turunan. Berikut adalah gambaran singkat dari besaran listrik yang perlu dipahami dalam mempelajari dasar-dasar elektronika.



Gbr. 1 ilustrasi arus listrik



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 1



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Jika elektron bergerak, lepas bebas dari pengaruh inti atom, serta terdapat suatu aliran, aliran ini dikenal sebagai arus listrik. Ini dapat dibayangkan sebagai serombongan domba yang bergerak bersama-sama ke utara namun tanpa diikuti oleh penggembalanya. Muatan listrik dapat diukur secara langsung menggunakan elektrometer. Dan Arus listrik dapat diukur secara langsung menggunakan galvanometer. Atom adalah satuan yang amat kecil dalam setiap bahan yang ada di sekitar kita. Atom terdiri atas tiga jenis partikel subatom: 2.1 Eleektron, yang memiliki muatan negatif, 2.2 Proton, yang memiliki muatan positif, 2.3 netron, yang tidak bermuatan.



Gambar 2. Model Atom



kuat arus listrik, tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satu satuan waktu. Satuan arus adalah Ampere ( A ), dan rumus dituliskan I. Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 2



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Arah arus listrik yang mengalir dalam suatu konduktor adalah dari ptensial tinggi kepotensial rendah ( berlawanan arah dengan gerak elektron ). Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.



Q=I.t I=



t=



𝑄 𝑡 𝑄 𝐼



Dimana : Q : Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb I : Kuat arus dalam satuan Ampere t : Waktu dalam satuan detik catatan : 1 ( satu ) Coulomb = 6,28 x



elektron



1 ( satu ) KA ( Kilo – Ampere ) = 1000 A =



A



1 ( satu ) mA ( mili – Ampere ) = 0,001 A = 1 ( satu ) µA ( mikro – Ampere ) = 0,000001 A =



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



A A



Page 3



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Contoh : a) sebuah baterai memberikan arus 0,5 A kepada sebuah lampu selama 2 menit. Berapakah banyaknaya muatan listrik yang dipindahkan ? Jawab : Diketahui



: I = 0,5 A t = 2 menit



ditanyakan



: Q ( muatan listrik ) ?



penyelesaian : t = 2 menit = 2 x 60 = 120 detik Q=I.t = 0,5 . 120 = 60 Coulomb.



b) Dalam sebuah alat listrik mengalir arus sebesar 20 Ma selam 7 menit. berapakah banyaknya muatan listrik yang dipindahkan selam itu ? Diketahui



: I = 20 mA t = 7 menit



ditanyakan



: Q ( muatan listrik ) ?



penyelesaian : t = 7 menit = 7 x 60 = 420 detik I = 20 mA = 20.



A



Q=I.t = 20. =



. 420 = 60 Coulomb. . 420 = 0,02 . 420



= 8,4 Coulomb.



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 4



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



TEGANGAN LISTRIK Tegangan listrik ( Voltage ) adalah perbedaan potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Tegangan dinyatakan dalam satuan Volt ( dalam rumus di-tuliskan dengan huruf V ). Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensi listrik satu tegangan listik bisa dikatakan ekstra rendah, rendah, tinggi dan ekstra tinggi. Tenaga yang mendorong elektron supaya dapat mengalir dalam suatu rangkaian disebut tegangan. Tegangan adalah nilai dari beda potensial energi antara dua titik.pada sebuah rangkaian,besar energi potensial yang ada untuk menggerakan elektron pada titik satu dengan ttitik yang lainnya merupakan umlah tegangan.



Gbr. 3 ilustrasi tegangan dengan air. Tegangan listrik dapat diibaratkan sebagai letak ketinggian pada air terjun, semakin besar tegangan listrik suatau rangkaian semakin besar juga ketinggian suatu air terjun yang kemudian akan menghasilkan energi potensial yang besar juga.



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 5



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



HAMBATAN ( RESISTANSI ) Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan dinyatakan dengan satuan ohm. Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan beberapa pergesekan,atau bergerak berlawanan. Gerak berlawanan ini biasanya disebut dengan hambatan.besarnya arus didalam rangkaian adalah jumlah dari energi yang ada untuk mendorong elektron,dan juga jumlah dari hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat laju arus.



R=



𝑉 𝐼



Dimana : R = Hambatan dengan satua ohm ( Ω ) V = Tegangan dengan satuan volt ( V ) I = Ampere dengan satuan Ampere ( A )



Satuan



Simbol



Rumus matematis



Arus ( I )



Ampera ( A )



A



I=



Tegangan ( V )



Volt ( V )



V



V=



Hambatan ( R )



Omh ( R )



Ω



R=



Tabel 1. Satuan, Simbol dan Rumus.



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 6



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Besarnya nilai resistansi dalam sebuah resistor biasanya ditunjukan oleh cincincincin warna yang terdapat pada badan resistor tersebut, pada umumnya sebuah resistor memiliki 4 cincin, meskipun kadang terdapat 5 cincin atau bahkan 6 cincin. Namun di sini kita pakai resistor 4 warna. Warna-warna tersebut adalah kode-kode yang manunjukan besaran-besaran tertentu seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut :



Tabel 2. Warna resistor 4 gelang



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 7



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Tabel 3. Warna resistor 5 gelang



Tabel 4. Warna resistor 5 gelang



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 8



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



Keterangan : Masukkan angka pada gelang pertama, kedua dan ketiga sebagai pengali atau dan warna gelang ke empat adalah sebagai toleransi.



3. SOAL LATIHAN/TUGAS 1. Melalui sebuah lampu berpindah muatan listrik sebesar 600 coulomb selama 5 menit. berapakah besarnya kuat arus yang mengalir kedalam lampu tersebut ? 2. Selama kita belajar, mulai dari jam 08.00 sampai jam 22.00. kita menggunakan lampu yang kuat arusnya sebesar 0,4 A. Diminta untuk menghitung berapa besarnya muatan listrik yang pindah melalui lampu itu selama kita belajar ! 3. Jelaskan apa yang anda ketahui tentang tegangan, arus dan hambatan. 4. Berapakah nilai resistor, yang resistor dengan warna gelang tersebut adalah Gelang 1 = coklat,



gelang 3 = hitam



Gelang 2 = hitam,



gelang 4 = perak



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 9



Modul Elektronika Dasar



Teknik Elektro



5. Berapakah nilai resistor, yang resistor dengan warna gelang tersebut adalah Gelang 1 = coklat,



gelang 3 = orange



Gelang 2 = hitam,



gelang 4 = emas



Starta 1 ( S1) Teknik Elektro Universitas Pamulang



Page 10