TEORI DASAR
KELISTRIKAN
Disusun Oleh :
1. Khaerul Amri
2. M. Lingga Haji S.
3. Fajar Sidik
4. Meiky Aris Munandar
5. Riki Mustofa
6. Sugirwo
KELAS : XI TKR
SMK MUHAMMADIYAH MARGASARI
Tahun Ajaran 2013-2014
KATA PENGANTAR
Bismillahirohmanirahim
Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT karena dengan karunia-Nyalah saya dapat menyelesaikan tugas EAD yang berjudul teori dasar kelistrikan.Shalawat dan shalam semoga dilimpahkan oleh-Nya kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, yang membawa umatnya dari yang gelap gulita ke arah alam yang sangat terang benderang, juga kepada keluarga, sahabat, serta semua pengikutnya yang setia disepanjang zaman.
Dalam kesempatan yang berbahagia ini penyusun merasa sangat bersyukur kepada Allah atas kenikmatan yang telah diberikan-Nya, sehingga pada kesempatan ini penyusun dapat menyelesaikan makalah ini. Walaupun banyak sekali kekurangan yang berada dalam makalah ini namun penulis berusaha dengan segenap kemampuan untuk memberikan kesan yang sangat berguna sehingga makalah yang kami susun ini dapat berguna bagi siapa saja yang membacanya. Kami sadari bahwa dalam pembuatan makalah ini banyak sekali kekurangan sehingga perlu adanya penjelasan lebih lanjut guna memberikan penjelasan yang lebih kompleks dengan apa yang memang perlu dijelaskan. Hal ini memang perlu dilakukan demi memberikan pemahaman yang lebih komfrehensif. Penyusun mohon maaf apabila dalam pembuatan makalah ini banyak sekali kekurangan. Untuk itu kritik dan saran sangat kami harapkan guna perbaikan pembuatan makalah dimasa yang akan datang.
Wallahul Muwafiq Illa Aqwamith Thareqh
DAFTAR ISI
Judul ... kata Pengantar ... Daftar Isi...
Bab I... Latar Belakang...
Bab II... Teori Dasar Kelistrikan...
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Listrik merupakan suatu kebutuhan penting bagi manusia dalam menjalankan aktivitas seharihari,dimanapadayangzaman modern ini sudah banyak alat pendukung kehidupan manusia yang membutuhkan tenaga listrik untuk mengoperasikannya, seperti lampu, mesin cuci, mesin pompa air, televisi, radio, komputer dan perangkat elektronik lainnya.Listrik telah menjadi kebutuhan yang mendasar untuk berbagai aktifitasmanusia, yang kemudian digunakan untuk beragam fungsi kedepannya.
Listrik
BAB II
TEORI DASAR KELISTRIKAN
Suatu benda jika kita bagi menjadi bagian terkecil tanpa meninggalkan sifat aslinnya, kita akan mendapatkan partikel yang disebut molekul, kemudian jika molekul ini kita bagi lagi, maka kita mendapatkan apa yang disebut dengan atom.
Semua atom terdiri dari inti yang dikelilingi partikel-partikel yang sangat tipis, yang disebut dengan electron electron yang mengelilingi inti pada orbit yang berbeda. Inti sendiri twerdiri dari proton dan neutron dalam jumlah yang sam (kecuali atom hydrogen yang kekurangan jumlah neutron).
Proton dan electron mempunyai suatu hal yang sama yaitu muatan listrik(electrical charge). Muatan listrik pada proton diberi muatan positif (+) sedangkan listrik pada electron diberi tanda negative (-), sedangkan neutron sendiri tidak bermuatan (netral). Dikarenakan jumlah muatan listrik positif pada proton pada suatu atom adalah sama dengan jumlah muatan listrik negative pada electron, maka atom akan bermuatan netral.
ELEKTRON BEBAS
Elektron-elektron yang orbitnya paling jauh dari inti disebut valance electron. Karena electron ini memiliki orbit paling jauh dari inti, maka gaya tariknya juga lemah, maka electron bebas ini memiliki kecenderungan untuk berpindah ke inti yang lain.
Berbagai karaktristik dan macam akasi kelistrikan seperti loncatan bunga api, pembangkitan panas, reaksi kimia, atau akasi magnet, dapat terjadi karena adannya aliran listrik, hal ini disebabkan karena adannya electron bebas.
Ada dua type listrik, yaitu listrik static dan listrik dinamis. Listrik dinamis dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu listrik AC dan listrik DC
LISTRIK STATIS
Bila benda konduktor seperti sebatang kaca, (glass rod) digosok dengan kain sutra, kedua permukaan, batang kaca jadi bermuatan listrik, satu bermuatan positif dan yang lainnya bermuatan negative.
Tanpa menyentuh kedua benda tersebut, dan menghubungkan dengan konduktor, muatan listrik akan tetap berada pada permukaan batang kaca atau kain sutera. Karena tidak terjadi gerakan, maka tipe kelistrikan ini disebut listrik statis.
LISTRIK DINAMIS
Listrik dinamis adalah suatu keadaan terjadinnya aliran electron electron bebas dimana electron – electron ini berasal dari elktron-elektron yang sudah terpisah dari atomnya masing-masing dan bergerak melalui suatu benda yang sifatnya konduktor.
Bila electron-elektron bebas bergerak dengan arah yang tetap, maka listrik dinamis ini disebut listrik arus searah. (DC). Bila arah gerakan dan jumlah arus (besar arus) bervariasi secara periodic terhadap waktu, maka listrik dinamis ini disebut dengan listrrik arus bolak-balik
1. Arus Listrik
adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.
Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.
“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:
I = Q/t (ampere)
Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik
2. Kuat Arus Listrik
Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:
Q = I x t I = Q/t t = Q/I
Dimana :
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.
“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”
3. Rapat Arus
Difinisi
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.
Gambar 2. Kerapatan arus listrik.
Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).
Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan
A = luas penampang kawat [ mm²]
4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar
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.
Tahanan didefinisikan sebagai berikut :
“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"
Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:
“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar 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:
R = 1/G G = 1/R
Dimana
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
Gambar 3. Resistansi Konduktor
Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.
“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah”
:R = ρ x l/q
Dimana
R = tahanan kawat [ Ω/ohm] l = panjang kawat [meter/m]
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada
: • panjang penghantar.
• luas penampang konduktor. • jenis konduktor
• temperatur.
"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"
5. potensial atau Tegangan
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah: V = W/Q [volt]
Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule Q = muatan listrik, dalam coulomb
SIMBOL KOMPONEN LISTRIK.
SIMBO
L NAMA KOMPONEN KETERANGAN
Simbol Sambungan
Kabel/ Wire Listrik Kabel penghubung (konduktor)
Koneksi kabel Terhubung
Kabel tidak koneksi Terputus (tidak terhubung)
Simbol Saklar (Switch) dan Simbol Relay
Toggle Switch SPST Terputus dalam kondisi open
Toggle Switch SPDT Memilih dua terminal koneksi
Saklar Push-Button (NO) Terhubung ketika ditekan
Saklar Push-Button (NC) Terputus ketika ditekan
DIP Switch Multiswitch(Saklar banyak)
Relay SPST
Koneksi (Open dan Close) digerakan oleh elektromagnetik.
Relay SPDT
Solder Bridge Koneksi dengan cara disolder
Simbol Ground
Earth Ground Referensi 0 sebuah sumber listrik
Chassis Ground Ground yang dihubungkan pada body sebuah rangkaian listrik
Common/ Digital Ground
Simbol Resistor
Resistor
Resistor berfungsi untuk menahan arus yang mengalir dalam rangkaian listrik
Resistor
Potensio Meter
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai resistansi dari 3 titik terminal dapat diatur
Potensio Meter
Variable Resistor
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai resistansi dari 2 titik terminal dapat diatur
Variable Resistor
Simbol Condensator (Kapasitor)
Condensator Bipolar
Berfungsi untuk menyimpan arus listrik sementara waktu
Condensator Nonpolar
Condensator Bipolar Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor berpolar Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor Variable Condensator yang nilai kapasitansinya dapat diatur
Simbol Kumparan (Induktor)
Induktor, lilitan, kumparan, spul, coil
Induktor dengan inti besi Kumparan dengan inti besi seperi pada trafo
Variable Induktor Lilitan yang nilai induktansinya dapat diatur
Simbol Power Supply
Sumber tegangan DC Menghasilkan tegangan searah tetap (konstan)
Sumber Arus Menghasilkan sumber arus tetap
Sumber tegangan AC Sumber teganga bolak-balik seperti dari PLN (Perusahaan Listrik Negara)
Generator
Penghasil tegangan listrik bolah-balik seperti pembangkit listrik di PLN (Perusahaan Listrik Negara)
Battery Menghasilkan tegangan searah tetap
Battery lebih dari satu Cell Menghasilkan tegagan searah tetap
Sumber tegangan yang dapat diatur
Sumber tegangan yang berasal dari rangkaian listrik lain
Sumber arus yang dapat
diatur Sumber arus yang berasal dari rangkaian listrik lain
Simbol Meter (Alat Ukur)
Volt Meter Mengukur tegangan listrik dengan satuan Volt
Ampere Meter Mengukur arus listrik dengan satuan Ampere
Ohm Meter Mengukur resistansi dengan satuan Ohm
Watt Metter Mengukur daya listrik dengan satuan Watt
Simbol Lampu
Lampu Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik
Lampu
Simbol Dioda
Dioda Berfungsi sebagai penyearah yang dapat mengalirkan arus listrik satu arah (forward bias)
Dioda Zener Penyetabil Tegangan DC (Searah)
Dioda Schottky Dioda dengan drop tegangan rendah, biasanya terdapat dalam IC logika
Dioda Varactor Gabungan Dioda dan Kapasitor
Dioda Tunnel Dioda Tunnel
LED (Light Emitting Diode)
Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik DC satu arah
Photo Dioda Menhasilkan arus listrik ketika mendapat cahaya
Simbol Transistor
Transitor Bipolar NPN Arus listrik akan mengalir (EC) ketika basis (B) diberi positif
Transistor Bipolar PNP Arus listrik akan mengalir (CE) ketika basis (B) diberi negatif
Transitor Darlington Gabungan dari dua transistor Bipolar untuk meningkatkan penguatan
Transistor JFET-N Field Effect Transistor kanal N
Transistor JFET-P Field Effect Transistor kanal P
Transistor NMOS Transistor MOSFET kanal N
Transistor PMOS Transistor MOSFET kanal P
Simbol Komponen Lain
Trafo, Transformer,
Transformator Penurun dan penaik tegangan AC (Bolak Balik)
Bel Listrik Berbunyi ketika dialiri arus listrik
Buzzer Penghasil suara buzz saat dialiri arus listrik
Fuse, Sikring
Pengaman. Akan putus ketika melebihi kapasitas arus
Fuse, Sikring
Bus
Terdiri dari banyak jalur data atau jalur address Bus
Bus
Opto Coupler Sebagi isolasi antar dua rangkaian yang berbeda. Dihubungkan oleh cahaya
Speaker Mengubah signal listrik menjadi suara
Mic, Microphone Mengubah signal suara menjadi arus listrik
Op-Amp, Operational
Amplifier Penguat signal input
Schmitt Trigger Dapat mengurangi noise
ADC, Analog to Digital Mengubah signal analog menjadi data digital
DAC, Digital to Analog Mengubah data digital menjadi signal analog
Crystal, Ocsilator Penghasil pulsa
Simbol Antenna
Antenna
Dipole Antenna Gabungan dari simple Antenna
Simbol Gerbang Logika (Digital)
NOT Gate Output akan merupakan kebalikan input
AND Gate Output akan 0 jika salah satu input 0
NAND Gate Output akan 1 jika salah satu input 0
OR Gate Output akan 1 jika salah satu input 1
NOR Gate Output akan0 jika salah satu input 1
EX-OR Gate Output akan 0 jika input sama
D-Flip-Flop Dapat berfungsi sebagai penyimpad data
Multiplexer 2 to 1
Menyeleksi salah satu data input yang akan dikirim ke output
Multiplexer 4 to 1
BAB III
SISTEM KELISTRIKAN
BODY
RANGKAIAN LISTRIKPada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber egangan 2. Adanya alat penghubung 3. Adanya beban
Gambar 4. Rangkaian Listrik.
RANGKAIAN SISTEM KELISTRIKAN BODY
Rangkaian Lampu Kepala
Keterangan:
. . 1. Lampu kepala kiri . . 2. Lampu kepala kanan
. . 3. Relay lampu kepala jarak dekat . . 4. Relay lampu jarak jauh
. . 5. Saklar lampu jarak dekat dan jarak jauh . . 6. Saklar utama
. . 7. Sekring . . 8. Fuse link . . 9. Bateray
Keterangan :
. . 1. Lampu kota kanan depan . . 2. Lampu kota kiri depan . . 3. Lampu kota kiri belakang . . 4. Lampu kota kanan belakang . . 5. Relay
. . 6. Saklar . . 7. Sekring . . 8. Fuse link . . 9. Bateray
Rangkaian Lampu Tanda Belok dan Lampu Hazzard
Gambar 18. Rangkaian lampu tanda belok dan lampu hazzard
Keterangan :
. . 1. Lampu tanda belok kiri (depan dan belakang) . . 2. Lampu tanda belok kanan (depan dan belakang) . . 3. Saklar lampu Hazzard
. . 4. Saklar lampu tanda belok . . 5. Flasher (pengedip)
. . 8. Kunci kontak
. . 9. Lampu kontrol tanda belok
Rangkaian Lampu Rem
Gambar 19. Rangkaian Lampu rem
Keterangan:
. . 1. Lampu Rem kiri . . 2. lampu rem kanan . . 3. Switch
. . 4. Sekring . . 5. Baterai
. . 30. Arus dari Baterei . . 54. plus baterai . . 55. lampu rem
PENUTUP
Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini
