MODUL 1
KOMPONEN PASIF ELEKTRONIKA
Ridwan, S.Kom., M.T.Wahyudi, S.Pd., M.Pd.
Komponen pasif elektronika adalah jenis komponen elektronika yang tidak memerlukan sumber arus listrik eksternal untuk pengoperasiannya. Komponen – komponen elektronika yang digolongkan sebagai komponen pasif diantaranya seperti resistor, kapasitor, dan induktor.
Mahasiswa mampu memahami dan menerapkan penggunaan komponen pasif elektronika.
A. Resistor
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat (mengatur) arus listrik yang melewatinya. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari karbon. Satuan harga resistor adalah Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (berasal dari huruf Yunani Omega). Nama Ohm diberikan atas penghargaan kepada yang menemukannya yaitu seorang berkebangsaan Jerman yang bernama George Simon Ohm (1787 – 1854). Nilai satuan terbesar yang dipergunakan untuk menentukan besar kecilnya nilai resistor adalah:
a) 1 Kilo Ohm (KΩ) = 1.000 Ω
b) 1 Mega Ohm (MΩ) = 1.000.000 Ω = 1.000 Ω Karakteristik utama dalam penggunaan resistor yaitu: a) harga resistansinya
b) rating dayanya
SUB CAPAIAN PEMBELAJARAN MODUL 1 Komponen Pasif
Elektronika
URAIAN MATERI PENGANTAR
Rating daya menunjukkan daya maksimum yang bisa didisipasikan tanpa
menimbulkan panas yang berlebihan sehingga rusak terbakar. Disipasi menunjukkan daya sebesar I2.R akan dibuang/digunakan oleh resistor. Disipasi ini menjadi panas seiring dengan waktu yang berjalan.
Resistor terbagi menjadi 2 macam, yaitu: 1. Resistor Tetap
Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Umumnya bentuk fisik dari resistor jenis ini berbentuk bulat panjang dan ada juga yang berbentuk empat persegi panjang. Resistor memiliki nilai tahanan yang dicantumkan langsung pada badannya, karena bentuk fisiknya kecil maka dituliskan dalam bentuk kode warna yang melingkar pada badan resistor.
Gambar 1.1 Bentuk Fisik Resistor
Gambar 1.2 Simbol Resistor
Seperti terlihat pada Gambar 1.1, tanda yang dicantumkan pada badan resistor menyerupai gelang dan terdiri dari empat buah warna yang pembacaannya dimulai dari bagian kiri dengan urutan sebagai berikut: a. Gelang ke 1 menunjukkan angka pertama
b. Gelang ke 2 menunjukkan angka kedua
c. Gelang ke 3 menunjukkan faktor perkalian yang dinyatakan dengan angka nol (0) setelah angka kedua
d. Gelang ke 4 menunjukkan toleransi / batas yang diperbolehkan, dinyatakan dengan bilangan (%)
1) Menentukan kode warna pada resistor
Kode warna pada resistor menyatakan nilai resistansi dan toleransinya. Semakin kecil nilai toleransi dari suatu resistor adalah semakin baik, karena nilai sebenarnya adalah nilai yang tertera ± harga toleransinya.
Tabel 1.1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang Warna
Warna Gelang 1 (Angka pertama) Gelang 2 (Angka kedua) Gelang 3 (Faktor Pengali) Gelang 4 (Toleransi) Hitam 0 0 1 - Coklat 1 1 101 ± 1 % Merah 2 2 102 ± 2 % Orange 3 3 103 - Kuning 4 4 104 - Hijau 5 5 105 - Biru 6 6 106 - Ungu 7 7 107 - Abu – abu 8 8 108 - Putih 9 9 109 - Emas - - 10-1 ± 5 % Perak - - 10-2 ± 10 % Tanpa warna - - - ± 20 % Contoh:
Sebuah resistor dengan 4 gelang warna. Gelang pertama berwarna coklat, gelang kedua berwarna hitam, gelang ketiga berwarna orange dan gelang keempat berwarna emas.
Nilai resistor tersebut adalah sebagai berikut:
Gelang 1 (coklat) = 1; gelang 2 (hitam) = 0; gelang 3 (orange) = 103; gelang 4 (emas) = 5 %. Sehingga nilai tahanan resistor adalah 10 x 103 Ω ± 5 % atau 10 KΩ dengan toleransi sebesar 5 %.
Resistor pada umumnya dibuat dari bermacam – macam bahan, misalnya kawat, keramik, dan karbon sehingga di dalam bidang elektronika kita mengenal beberapa nama resistor yang penamaannya disesuaikan dengan nama bahan pembuatnya, yaitu: resistor kawat; resistor keramik; resistor karbon; resistor fil dll.
2) Kode huruf resistor
Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin. Seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 1.3 Resistor dengan Kode Angka dan Huruf
Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode 5 W 22 RJ adalah sebagai berikut:
5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 22 R berarti besarnya resistansi 22 Ω
Dengan besarnya toleransi 5 % 2. Resistor Tidak Tetap (Variabel)
Dalam bidang elektronika selain resistor tetap kita mengenal pula resistor tidak tetap atau resistor variable yaitu resistor yang nilai tahananya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Pengaturannya dapat dilakukan dengan cara menggeser atau memutar alat pengaturnya.
Fungsi dan kegunaan dari resistor tidak tetap dalam suatu rangkaian elektronika adalah:
a. Untuk mengatur besar kecilnya arus dan tegangan yang mengalir dalam suatu rangkaian.
b. Sebagai pembagi arus dan tegangan listrik. c. Sebagai penghambat tegangan dan arus.
a. Potensiometer
Potensiometer adalah tahanan tidak tetap / variabel yang nilai tahananya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Bentuk fisik dari potensiometer adalah sebagai berikut:
Gambar 1.4 Potensiometer
Potensiometer yang terbuat dari bahan kawat adalah jenis potensiometer lama yang diciptakan pada generasi pertama pada waktu rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa / vacuum tube. Potensiometer jenis ini pada umumnya memiliki kehandalan yang tinggi karena memiliki bentuk fisik yang besar, maka untuk mempergunakan potensiometer ini dibutuhkan tempat yang cukup besar pula.
Di pasaran sering menjumpai jenis potensiometer, baik yang dilengkapi dengan sakelar maupun yang tidak menggunakan sakelar. Untuk jenis yang menggunakan sakelar pada umumnya dipergunakan sebagai pengatur volume pada pesawat pemancar radio yang fungsinya selain sebagai pengatur volume juga berfungsi sebagai sakelar untuk menghidupkan atau mematikan arus listrik yang dipakai dalam pesawat radio tersebut.
Dalam prakteknya potensiometer dipergunakan: 1) Sebagai pembagi arus dan tegangan listrik
2) Pengatur volume dalam peralatan sound system
3) Sebagai pengatur Tone Control yaitu mengatur tinggi rendahnya bass dan treble
b. Trimpot
Trimpot adalah singkatan dari Tri Potensiometer berkaki tiga. Potensiometer jenis ini bentuk fisiknya kecil dan pipih.
Gambar 1.5 Trimpot
Seperti terlihat pada gambar, untuk mengatur besar kecilnya nilai tahanan, dapat dilakukan dengan cara memutar lubang dengan menggunakan obeng min (-) kecil yang disebut trimer.
c. Potensiometer geser
Potensiometer geser juga termasuk pengatur arus dan tegangan listrik, bentuknya adalah seperti gambar di bawah ini:
Gambar 1.6 Potensiometer Geser d. NTC dan PTC
NTC adalah singkatan dari Negative Temperature Coefisient. Sedangkan PTC singkatan dari Positive Temperature Coefisient. NTC adalah sejenis resistor yang nilai tahanannya akan menurun apabila kondisi temperatur di sekelilingnya naik dan begitu juga sebaliknya. PTC nilai tahanannya akan berubah naik apabila kondisi temperatur di sekelilingnya juga naik.
Gambar 1.7 NTC dan PTC e. LDR (Light Dependent Resistant)
LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resistant yaitu sejenis resistor yang nilai tahanannya akan berubah tergantung cahaya disekelilingnya. Prinsip kerja dari LDR ini yaitu nilai tahanannya akan berubah apabila terkena cahaya. Pada cahaya yang gelap nilai tahanan akan berubah menjadi kecil dan sebaliknya apabila terkena cahaya terang nilai tahanannya berubah menjadi besar. Kondisi seperti ini dapat disimpulkan bahwa besar kecilnya tahanan dari LDR sangat tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang mengenai permukaan LDR tersebut.
Gambar 1.8 LDR (Light Dependent Resistant) f. VDR (Voltage Dependent Resistant)
VDR adalah singkatan dari Voltage Dependent Resistant yaitu jenis resistor yang nilai tahanannya akan berubah tergantung dari tegangan yang diterimanya. Sifat dari VDR ini adalah semakin besar tegangan yang diterima maka tahanan listriknya akan mengecil sehingga arus yang melalui VDR akan semakin membesar. Adanya sifat tersebut membuat VDR seringkali digunakan sebagai alat stabilizer bagi komponen transistor.
Gambar 1.9 VDR (Voltage Dependent Resistant) 3. Rangkaian Seri Resistor
Rangkaian Seri Resistor adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Resistor yang disusun secara sejajar atau berbentuk Seri. Dengan Rangkaian Seri ini kita bisa mendapatkan nilai Resistor Pengganti yang kita inginkan.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Dimana:
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Seri:
Gambar 1.10 Rangkaian Seri Resistor Contoh:
Seorang Engineer ingin membuat sebuah peralatan Elektronik, Salah satu nilai resistor yang diperlukannya adalah 4 MΩ, tetapi Engineer tidak dapat menemukan Resistor dengan nilai 4 MΩ di pasaran sehingga dia harus menggunakan rangkaian seri Resistor untuk mendapatkan penggantinya. Penyelesaian:
Ada beberapa kombinasi Nilai Resistor yang dapat dipergunakannya, antara lain:
1 buah Resistor dengan nilai 3,9 MΩ 1 buah Resistor dengan nilai 100 KΩ Rtotal = R1 + R2
3,900,000 + 100,000 = 4,000,000 atau sama dengan 4 MΩ. Atau
4 buah Resistor dengan nilai 1 MΩ Rtotal = R1 + R2 + R3 + R4
1 MΩ + 1 MΩ + 1 MΩ + 1 MΩ = 4 MΩ 4. Rangkaian Paralel Resistor
Rangkaian Paralel Resistor adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih Resistor yang disusun secara berderet atau berbentuk Paralel. Sama seperti dengan Rangkaian Seri, Rangkaian Paralel juga dapat digunakan untuk mendapatkan nilai hambatan pengganti. Perhitungan Rangkaian Paralel sedikit lebih rumit dari Rangkaian Seri.
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Dimana:
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n
Berikut ini adalah gambar bentuk Rangkaian Paralel:
Contoh:
Terdapat 3 Resistor dengan nilai-nilai Resistornya adalah sebagai berikut: R1 = 100 Ohm
R2 = 200 Ohm
R3 = 47 Ohm
Berapakah nilai hambatan yang didapatkan jika memakai Rangkaian Paralel Resistor?
Penyelesaiannya:
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/Rtotal = 1/100 + 1/200 + 1/47
1/Rtotal = 94/9400 + 47/9400 + 200/9400
1/Rtotal = 341 x Rtotal = 1 x 9400 (→ Hasil kali silang)
Rtotal = 9400/341
Rtotal = 27,56
Jadi Nilai Hambatan Resistor pengganti untuk ketiga Resistor tersebut adalah 27,56 Ohm.
B. Kapasitor
Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas diukur dalam F (Farad), yaitu 1 F (Farad) = 106 μF (mikro Farad) = 103 ɳF (nano Farad) = 106 ρF (piko Farad). Kapasitas kapasitor diberi lambang C, sedangkan reaktansi kapasitif diberi lambing XC.
Kapasitor elektrolit mempunyai dua kutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor plastik, tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar).
Gambar 1.13 Simbol Kapasitor 1. Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatnya. Ada jenis kapasitor lain yaitu kapasitor yang memiliki 2 buah polaritas yaitu polaritas positif (+) dan polaritas negatif (-). Tanda tersebut menyatakan polaritas yang harus dihubungkan dengan sumber daya yang pemasangannya tidak boleh terbalik. Kapasitor tersebut dinyatakan sebagai kapasitor elektrolit. Untuk jenis kapasitor ini, selain memiliki nilai kapasitor juga memiliki parameter lain yaitu batas tegangan kerja atau Working Voltage yaitu batas tegangan maksimum di mana kapasitor tersebut dapat dioperasikan dalam suatu rangkaian. Batas tegangan kerja tersebut dinyatakan dengan huruf WV. Kapasitor elektrolit pada umumnya memiliki nilai kapasitas yang besar dan nilainya biasanya dicantumkan pada badan kapasitor tersebut seperti 2.200 μF I 16 WV.
Penulisan nilai kapasitor terdiri dari bermacam – macam, ada yang dapat dibaca langsung pada badannya da nada pula yang dituliskan dengan angka – angka atau berupa kode warna. Nilai kapasitor yang dapat dibaca langsung misalnya 100 ɳF, 470 μF I 16 WV. Beda halnya dengan nilai kapasitas yang dituliskan dengan kode warna, tentunya kita harus memahami terlebih dahulu arti dari kode warna tersebut. Penulisan kode warna pada kapasitor, pada dasarnya hampir sama dengan resistor, hanya pada kapasitor ditambahkan kode warna untuk menunjukkan besarnya tegangan kerja maksimum.
Tabel 1.2 Kode Warna pada Kapasitor
Contoh:
Sebuah kapasitor dengan 5 warna. Gelang 1 berwarna coklat, gelang 2 berwarna hitam, gelang 3 berwarna jingga, gelang 4 berwarna coklat, dan gelang 5 berwarna merah.
Nilai kapasitor tersebut? Penyelesaian:
Gelang 1 (coklat) = 1; gelang 2 (hitam) = 0; gelang 3 (jingga) = 103; gelang 4 (coklat) = 1; gelang 5 (merah) = 250 V. Sehingga nilai kapasitor adalah 10 x 103 F 1% 250 V atau 10 x 1000 ρF 1 % 250 V.
Dalam bidang elektronika kita mengenal bermacam – macam jenis kapasitor tetap yang bentuknya berbeda antara satu dengan yang lain tergantung dari bahan apa kapasitor itu dibuat. Kapasitor itu antara lain: a. Kapasitor keramik terbuat dari bahan keramik
b. Kapasitor kertas terbuat dari bahan kertas c. Kapasitor elektrolit terbuat dari bahan minyak d. Kapasitor mika terbuat dari bahan mika e. Kapasitor film terbuat dari bahan film
f. Kapasitor polyester terbuat dari bahan polyester g. Kapasitor tantalum terbuat dari bahan tantalum 2. Kapasitor Tidak Tetap
Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dalam suatu rangkaian. Dalam prakteknya ada 2 macam kapasitor yaitu:
a. VARCO atau Kapasitor Variabel
Kapasitor jenis ini pada umumnya memiliki bentuk fisik yang besar dan dipergunakan sebagai pemilih gelombang pada pesawat penerima radio generasi lama yang masih menggunakan tabung.
Gambar 1.14 VARCO b. Kapasitor Trimmer
Fungsi dari kapasitor trimmer sebenarnya hampir sama dengan VARCO, perbedaanya yaitu pada VARCO memiliki bentuk yang besar dan kapasitor trimmer memiliki bentuk yang kecil dan terbuat dari bahan plastik. Kapasitor trimmer memiliki tangkai preset yaitu tangkai yang dapat dipakai untuk mengatur besar kecilnya nilai kapasitor.
Pengaturannya dapat dilakukan dengan cara memutar tangkai poros dengan menggunakan obeng minus (-) atau trimmer.
Gambar 1.15 Trimmer C. Induktor
Gambar 1.16 Bentuk Fisik dan Simbol Induktor
Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Nilai induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 1.000 mH (mili Henry). Kapasitas induktor diberi lambing L, sedangkan reaktansi induktif diberi lambang XL. Suatu coil mempunyai nilai induktansi. “Suatu arus yang
berubah-ubah dalam suatu coil akan menghasilkan medan magnet yang berberubah-ubah berubah-ubah dan akan menghasilkan tegangan dengan arah yang berlawanan pada coil yang sama”, gejala ini sesuai Hukum Lenz yang disebut induksi diri (self-induction). Besarnya induktansi bergantung pada besar fisik, banyaknya lilitan dan jenis bahan inti dari inductor yang bersangkutan.
Jenis – jenis lilitan: 1. Lilitan ferit sarang madu
Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio dalam jangka gelombang menengah dan gelombang panjang. Karena konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil.
Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet eksternal dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksternal.
1. Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat (mengatur) arus listrik yang melewatinya. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari karbon. Satuan harga resistor adalah Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω.
2. Resistor terbagi 2 yaitu, resistor tetap dan resistor tidak tetap. Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Resistor tidak tetap atau resistor variable yaitu resistor yang nilai tahananya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.
3. Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yang dapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor diberi lambang C, sedangkan reaktansi kapasitif diberi lambing XC.
4. Kapasitor terbagi 2 yaitu, kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap. Kapasitor tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya sudah ditetapkan oleh pabrik pembuatnya. Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan dalam suatu rangkaian.
5. Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Jenis - jenis lilitan, yaitu: lilitan ferit sarang madu dan lilitan inti toroid. Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet eksternal dengan kutub utara-selatan.
1. Dari gambar resistor di bawah ini hitunglah nilai gelang warna yang ada pada resistor tersebut!
2. Lengkapi keterangan dari table berikut!
Gambar Komponen Nama Komponen dan Fungsinya
…
…
…
1. Jelaskan apa yang Anda ketahui mengenai komponen: a. Resistor
b. Kapasitor c. Induktor
2. Jelaskan perbedaan resistor tetap dan resistor tidak tetap! 3. Jelaskan perbedaan kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap! 4. Tuliskan dan jelaskan jenis - jenis lilitan pada komponen induktor!
TUGAS
