ketertinggalan bukan kegagalan

Hanya Blog UMY situs lain

Bab01.arus dan tegangan listrik

Posted by candra nur wahyudiyanto 0 Comment

1.1 Pengertian Arus Listrik (Electrical Current)

Arus listrik terjadi karena adanya aliran elektron dimana setiap elektron mempunyai muatan yang besarnya sama. Muatan elektron sering dinyatakan simbul q atau e, dinyatakan dengan satuan coulomb

 Pada dasarnya dalam kawat penghantar terdapat aliran elektron dalam jumlah yang sangat besar, jika jumlah elektron yang bergerak ke kanan dan ke kiri sama besar maka seolah-olah tidak terjadi apa-apa. Namun jika ujung sebelah kanan kawat menarik elektron sedangkan ujung sebelah kiri melepaskannya maka akan terjadi aliran elektron ke kanan (tapi ingat, dalam hal ini disepakati bahwa arah arus ke kiri). Aliran elektron inilah yang selanjutnya disebut arus listrik.

 Besarnya arus listrik diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun demikian ini bukan satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang dipakai adalah ampere, dimana

i= dq/dt

1 ampere = 1coulomb/det.

Contoh di bawah ini menggambarkan besarnya arus listrik untuk beberapa peralatan:

Stasiun pembangkit ………………. 1000 A

Starter mobil ………………. 100 A

Bola larnpu ………………. 1 A

Radio kecil ………………. 10 mA

Jam tangan ………………. 1 mA

1.2 Pengertian Tegangan (Voltage)

Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensi listrik satu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

Akan mudah menganalogikan aliran listrik dengan aliran air. Misalkan ada 2 tabung yang dihubungkan dengan pipa. Kedua tabung ditaruh di atas meja maka permukaan air kedua tabung akan sama dan tidak ada aliran air. Jika salah satunya diangkat, maka air akan mengalir ke tabung  yang lebih rendah.

Kita dapat menganalogikan sebuah baterai atau accu sebagai tabung air yang diangkat. Baterai mempunyai energi kimia yang bisa diubah menjadi energi listrik. Baterai tidak akan habis jika tidak digunakan. Hampir semua baterai memberikan potensial (tepatnya electromotive force – e.m.f) yang sama walaupun arus dialirkan dari baterai tersebut.

1.3 Hukum Ohm

Pada sebagian besar konduktor logam, hubungan arus yang mengalir dengan potensial diatur oleh Hukum Ohm. Arus listrik I yang mengalir pada kawat penghantar sebanding dengan beda potensial V  yang diberikan pada ujung-ujungnya. Jika beda potensial diperbesar maka arus yang mengalir juga semakin besar. Hasil eksperimen ini dikenal dengan hukum Ohm.

V = IR

dimana R = V/I disebut hambatan dari beban. R menjadi ukuran seberapa besar konduktor tersebut menahan laju aliran elektron. Awas, berlakunya hukum ohm sangat terbatas pada kondisi-kondisi tertentu, bahkan hukum ini tidak berlaku jika suhu konduktor tersebut berubah. Untuk material material atau piranti elektronika tertentu seperti diode dan transistor, hubungan I dan V tidak linier.

1.4 Daya (Power)

Misalkan suatu potential v dikenakan ke suatu beban dan mengalirlah arus i seperti

diskemakan pada gambar 1.3. Energi yang diberikan ke masing-masing elektron yang

menghasilkan arus listrik sebanding dengan v (beda potensial). Dengan demikian total

energi yang diberikan ke sejumlah elektron yang menghasilkan total muatan sebesar dq

adalah sebanding dengan  V x dq.

Energi yang diberikan pada elektron tiap satuan waktu didefinisikan sebagai

daya (power) p sebesar

 

p= v dq/dt = vi

dengan satuan watt dimana 1 watt = 1 volt x 1 amper

 

1.5 Daya pada Hambatan (Resistor)

Jika sebuah tegangan V dikenakan pada sebuah hambatan R maka besarnya arus yang

mengalir adalah

I = V / R (hukum Ohm)

dan daya yang diberikan sebesar

P = V x I

= V2/R

= I²R

 

Jika potensial yang diberikan tidak konstan, misalnya berbentuk fungsi sinus terhadap waktu (seperti pada arus bolakbalik)

v = V sin w t    dengan demikian i = v/R

                                                      = (V/R) sin w t

p selalu berharga positif sehingga daya akan selalu hilang pada setiap saat, berubah menjadi panas pada hambatan. Daya tersebut selalu berubah setiap saat, berharga nol saat sin wt = 0, dan maksimum sebesar V²/ R saat sin w t = 1.

cos 2 wt akan berharga positif atau negatif sama seringnya, sehingga rata-ratanya adalah nol.

Ini merupakan daya yang hilang pada R jika tegangan konstan   p dikenakan padanya. Harga   = 0,707V sering digunakan sebagai ukuran jika tegangan sinus digunakan pada suatu rangkaian dan harga tegangan tersebut sering disebut sebagai harga root-mean-square (RMS).

 

klik disini untuk download

Categories: Elektronika

PROFIL AKU

candra nur wahyudiyanto


Popular Posts

Bab01.arus dan tegan

1.1 Pengertian Arus Listrik (Electrical Current) Arus listrik terjadi karena adanya ...

BAB02. Rangkaian Aru

Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu ...

Bab03.Alat-Alat Ukur

Telah dipahami bahwa elektron yang bergerak akan menghasilkan medan magnet ...

Bab04. KAPASITOR, IN

Bentuk Gelombang lsyarat (signal) Isyarat adalah merupakan informasi dalam bentuk perubahan ...

Bab05. Komponen Dan

Isyarat AC Isyarat AC merupakan bentuk gelombang yang sangat penting dalam ...