PK.TPL.J.01.M
PK.TPL.J.01.M
PENERAPAN DASAR-DASAR LISTRIK
PENERAPAN DASAR-DASAR LISTRIK
DAN KOMP
DAN KOMP ONE
ONEN SIST
N SISTIM
IM KELIST
KELISTRI
RI KAN
KAN
Penyusun : Penyusun : DEPART
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NEMEN PENDIDIKAN N ASIONALASIONAL DIREKTORAT
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MDASAR DAN M ENENGAHENENGAH DIREKTORAT
DIREKTORAT PENDIDIKPENDIDIK AN MENENGAH KEJURUANAN MENENGAH KEJURUAN 2004
PK.TPL.J.01.M
PK.TPL.J.01.M
PENERAPAN DASAR-DASAR LISTRIK
PENERAPAN DASAR-DASAR LISTRIK
DAN KOMP
DAN KOMP ONE
ONEN SISTIM K
N SISTIM K EL
ELIST
ISTRI
RI KAN
KAN
Penyusun : HARIYADI Penyusun : HARIYADI Editor
Editor : : 1. 1. Dr. Dr. A.B. A.B. SusanSusan to, to, M.ScM.Sc 2. Ir. Khoironi, M
2. Ir. Khoironi, M .Si.Si
3. Karyawan Perangin angin 3. Karyawan Perangin angin 4. Ade Saepudin, S.Ip
4. Ade Saepudin, S.Ip 5. Niken M
5. Niken M aharani, S.aharani, S.PiPi 6. Dina Arian
6. Dina Arian a, a, S.PiS.Pi
DEPARTE
DEPARTEMEN PENDIDIMEN PENDIDI KAN NASIONALKAN NASIONAL DIREKTORAT
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAHDASAR DAN MENENGAH DIREKTORAT
DIREKTORAT PENDIDIKPENDIDIK AN MENENGAH KEJURUANAN MENENGAH KEJURUAN 2004
DAFT
DAFTAR
AR ISI
ISI
Halaman Halaman Kata
Kata Pengantar Pengantar ……….. ……….. ii Daftar
Daftar Isi Isi ………ii………ii Peta
Peta Kedudukan Kedudukan Modul Modul ……….iii………….iii Daftar
Daftar Gambar Gambar ……….. ……….. iviv
Glosarium ………v
Glosarium ………v
BAB
BAB I I : : PENDAHULUANPENDAHULUAN A.
A. Deskripsi Deskripsi ……… ……… 11 B.
B. Prasyarat Prasyarat ………... ………... 11 C.
C. Cek Cek Kemampuan Kemampuan ………... ………... 22 D.
D. Petunjuk Petunjuk Umum Umum ……… 2……… 2 E.
E. Tujuan Tujuan Akhir Akhir Pembelajaran Pembelajaran ………..………. ……..………. 33 F.
F. Kompetensi Kompetensi ……….. 3……….. 3 BAB II : PEMBELAJARAN
BAB II : PEMBELAJARAN A.
A. Rencana Rencana Belajar Belajar Siswa Siswa ……… ……… 44 B.
B. Kegiatan Kegiatan Belajar Belajar Siswa Siswa ……… ……… 55 a.
a. Arus Arus dan dan Tegangan Tegangan Listrik Listrik ………. …………. 66 b.
b. Tahanan Tahanan (hambatan) (hambatan) Listrik Listrik ……… … 88 c.
c. Rangkaian Rangkaian Listrik Listrik ……… ……… 1111 d.
d. Usaha Usaha dan dan Daya Daya Listrik Listrik ……….. ………….. 1818 e.
e. Komponen Komponen Sistim Sistim Kelistrikan Kelistrikan ……… ……… 2323 C.
C. Rangkuman Rangkuman ………. ………. 2424 Tugas
Tugas ……….. ……….. 2525 Soal
Soal Latihan Latihan ……… ……… 2626
BAB
B.
B. Kunci Kunci Jawaban Jawaban ……… ……… 2727 BAB
BAB IV IV : PENUT: PENUTUPUP DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA
Glosarium Glosarium
Oh
Oh mm : : Satuan Satuan tahanan tahanan listrik listrik Ampere
Ampere : : Satuan Satuan kuat kuat arusarus Volt
Volt : : Satuan Satuan tegangan tegangan listrik listrik Accu
Accu : : AkumulatoAkumulator yaitu r yaitu alat yanalat yang berfungsi g berfungsi sebagai penysebagai penyimpanimpan arus listrik
DAFT
DAFTAR GAM
AR GAM BAR
BAR
Halaman Halaman Gambar
Gambar 1 1 Arah Arah Aliran Aliran Air………Air………... ………... 55 Gambar
Gambar 2 2 Air Air tetap tetap mengalir mengalir dengan dengan bantuan bantuan pompa...pompa... ... 66 Gambar
Gambar 3 3 Arus Arus listrik listrik tetap tetap mengalir mengalir dengan dengan bantuan bantuan dynamo...… dynamo...… 66 Gambar
Gambar 4 4 Rangkaian Rangkaian tertutup tertutup dan dan terbuka.…………terbuka.………. ………. 1212 Gambar
Gambar 5 5 Rangkaian Rangkaian R R ParalelParalel………..………... . 1313 Gambar
Gambar 6 6 Rangkaian Rangkaian R R Seri....………Seri....………. . . . 1414 Gambar
Gambar 7 7 Rangkaian Rangkaian seri seri tertutup...………tertutup...………. …. 1515 Gambar
Gambar 8 8 Rangkaian Rangkaian Paralel………Paralel………. . 1616 Gambar
Gambar 9 9 Rangkaian Rangkaian Paralel Paralel tertutup.…………tertutup.………. ………. 1717 Gambar
Gambar 10 10 Grafik Grafik Arus Arus Bolak-baliBolak-balik………. k………. 2121 Gambar
PETA KED
PETA KEDUDUKAN
UDUKAN MODUL
MODUL
NO
NO KODE KODE MODUL MODUL JUDUL JUDUL MODULMODUL 1
1 PK. PK. TPL. TPL. J. J. 01. 01. M M Penerapan Penerapan teori teori dasar dasar listrik listrik dandan
komponen dasar kelistrikan
komponen dasar kelistrikan
2
2 PK. PK. TPL. TPL. J. J. 02. 02. M M Pengoperasian Pengoperasian instalasi instalasi listrik listrik pada pada kapalkapal 3
3 PK. PK. TPL. TPL. J. J. 03. 03. M M Perawatan Perawatan instalasi instalasi kelistrikankelistrikan 4
4 PK. PK. TPL. TPL. J. J. 04. 04. M M Penggunaan Penggunaan kelengkapkelengkapan an keselamatankeselamatan kerja kerja H H 160 160 K K 200 200 U U 60 60 g g 320 320 S S 80 80 j j 202 202 ll 180 180 ii 136 136 0 0 56 56 PRO PRO LA LA M M 60 60 Q Q 60 60 D D 40 40 E E 40 40 F F 40 40 T T 60 60 B B 40 40 C C 40 40 A A 40 40 R R 80 80 N N 60 60 P P 60 60 PSB PSB ATKA ATKA PIN PIN KELOMPOK KOMPETENSI KELOMPOK KOMPETENSI MESIN MESIN KELOMPOK BST KELOMPOK BST KELOMPOK PERIKANAN KELOMPOK PERIKANAN
Modul yang sedang dipelajari Modul yang sedang dipelajari
BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
A
A.. DeskripsiDeskripsi
Kemajuan teknologi sekarang ini terasa pula dampaknya sampai Kemajuan teknologi sekarang ini terasa pula dampaknya sampai dengan pola kehidupan industri perikanan khususnya perikanan tangkap. dengan pola kehidupan industri perikanan khususnya perikanan tangkap. Kapal penangk
Kapal penangkap ikan ap ikan tradisional satradisional sampai mpai kapal penangkapal penangkap ikan kap ikan modernmodern memerlukan kebutuhan akan daya listrik, baik untuk penerangan maupun memerlukan kebutuhan akan daya listrik, baik untuk penerangan maupun kebutuhan
kebutuhan lainnya guna menunjalainnya guna menunjang proses kng proses kegiatan penangegiatan penangkapan ikan kapan ikan didi laut dan kegiatan setelah ikan di darat.
laut dan kegiatan setelah ikan di darat.
Pengetahuan dan kemahiran seorang teknisi mesin dalam Pengetahuan dan kemahiran seorang teknisi mesin dalam menangani instalasi listrik. Dan bidang teknik listrik merupakan salah satu menangani instalasi listrik. Dan bidang teknik listrik merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang memegang peranan penting di kapal cabang ilmu pengetahuan yang memegang peranan penting di kapal penangkap ikan.
penangkap ikan.
Pengetahuan seseorang tentang teknik listrik dan instalasinya Pengetahuan seseorang tentang teknik listrik dan instalasinya sangat diperlukan untuk bergerak dan berkembang di bidang teknologi, sangat diperlukan untuk bergerak dan berkembang di bidang teknologi, khususnya teknologi kelistrikan. Dengan adanya bahan ajar ini, maka khususnya teknologi kelistrikan. Dengan adanya bahan ajar ini, maka sangatlah membantu untuk memehami teknik listrik baik di kapal sangatlah membantu untuk memehami teknik listrik baik di kapal penangkap ikan maupun di darat.
penangkap ikan maupun di darat.
B
B.. PrasyaratPrasyarat
Diharapkan dalam mempelajari bahan ajar ini siswa mengetahui Diharapkan dalam mempelajari bahan ajar ini siswa mengetahui dasar matematika dan berisi satu modul yang berisi satu modul yang dasar matematika dan berisi satu modul yang berisi satu modul yang berisi satu kompetensi yang mendasar, sehingga dalam penerapannya berisi satu kompetensi yang mendasar, sehingga dalam penerapannya dilaksanakan pada awal
C
C.. Cek KemampuanCek Kemampuan
No
No Pertanyaan Pertanyaan Ya Ya TidTidak ak 1
1 Apakah Apakah anda anda mengetahui mengetahui apa apa yang yang disebutdisebut dengan listrik
dengan listrik 2
2 Apakah Apakah arus arus searah searah ituitu 3
3 Apakah Apakah arus arus bolak-balik bolak-balik ituitu 4
4 Apakah Apakah anda anda mengerti mengerti satuan-satuan satuan-satuan yangyang dipakai dalam kelistrikan
dipakai dalam kelistrikan 5
5 Apakah Apakah anda anda mengerti mengerti jenis-jenis jenis-jenis hambatanhambatan listrik
listrik 6
6 Apakah Apakah anda anda mengerti mengerti hukum hukum yang yang dipakaidipakai dalam perhitungan kelistrikan
dalam perhitungan kelistrikan 7
7 Apakah Apakah anda anda dapat dapat membuat membuat suatusuatu rangkaian kelistrikan
rangkaian kelistrikan 8
8 Apakah Apakah anda anda dapat dapat menghitung menghitung daya daya listrik listrik 9
9 Apakah Apakah anda anda dapat dapat menyebutkan menyebutkan komponen- komponen-komponen yang dipakai dalam kelistrikan
komponen yang dipakai dalam kelistrikan
D.
D. Petunjuk PPetunjuk P enggunaan Modulenggunaan Modul
Modul ini merupakan salah satu bahan untuk mempelajari teknik Modul ini merupakan salah satu bahan untuk mempelajari teknik listrik yang berisikan tentang Dasar-dasar Teknik Listrik. Bahan ajar ini listrik yang berisikan tentang Dasar-dasar Teknik Listrik. Bahan ajar ini terdiri atas beberapa topik atau kegiatan belajar yang disusun sesuai terdiri atas beberapa topik atau kegiatan belajar yang disusun sesuai dengan urutan yang diawali dengan tingkat pemahaman yang paling dengan urutan yang diawali dengan tingkat pemahaman yang paling mendasar.
mendasar.
Untuk mempermudah dalam mempelajari bahan ajar ini ikuti Untuk mempermudah dalam mempelajari bahan ajar ini ikuti beberapa petunjuk penggunaan berikut ini :
beberapa petunjuk penggunaan berikut ini : 1.
2.
2. Kerjakan semua latihan yang ada Kerjakan semua latihan yang ada pada tiap-tiap kegiatan belajarpada tiap-tiap kegiatan belajar 3.
3. Pelajarilah kegiatan belajar secara berurutan sampai Pelajarilah kegiatan belajar secara berurutan sampai modul selesaimodul selesai 4.
4. Tanyalah pada guru yang bersangkutan apabila ada bagian yangTanyalah pada guru yang bersangkutan apabila ada bagian yang kurang dimengerti
kurang dimengerti 5.
5. Sebelum memulai pratikum hendaknya mempersiapkan alat danSebelum memulai pratikum hendaknya mempersiapkan alat dan bahan ajar yang akan dilatihkan saat itu.
bahan ajar yang akan dilatihkan saat itu. 6.
6. Selamat belajarSelamat belajar
E.
E. Tujuan Akhir PembelajaranTujuan Akhir Pembelajaran
Diharapkan setelah mempelajari bahan ajar ini : Diharapkan setelah mempelajari bahan ajar ini :
-- siswa dapat mengenal komponen-komponen kelistrikansiswa dapat mengenal komponen-komponen kelistrikan -
- menyusun menyusun rangkaian rangkaian instalasi instalasi listrik listrik dalam dalam skala skala kecil kecil yangyang sederhana
sederhana F. Kompetensi F. Kompetensi Kompetensi
Kompetensi : Mengoperasikan : Mengoperasikan dan merawat dan merawat instalasi listrik instalasi listrik kapal ikankapal ikan Sub Ko
Sub Kompetensi mpetensi : Penerapan t: Penerapan teori dasar lieori dasar listrik dan strik dan komponen sykomponen systemstem kelistrikan
BAB II
BAB II
PEMBELAJARAN
PEMBELAJARAN
a
a.. Rencana Belajar SiswaRencana Belajar Siswa No
No Kegiatan Kegiatan Bln/mgg Bln/mgg Jam Jam Tempat Tempat Ket.Ket. 1
1 Arus Arus dan dan tegangan tegangan listrik listrik 1,5 1,5 bulan bulan 24 24 Kelas Kelas dandan workshop workshop 2
2 Tahanan Tahanan (hambatan) (hambatan) listrik listrik 2 2 minggu minggu 88 3
3 Rangkaian Rangkaian listrik listrik 1 1 bulan bulan 16 16 Kelas Kelas dandan Workshop Workshop 4
4 Usaha Usaha dan dan daya daya listrik listrik 2 2 minggu minggu 8 8 KelasKelas 5
5 Komponen Komponen sistim sistim kelistrikan kelistrikan 1minggu 1minggu 4 4 KelasKelas
b
b.. Kegiatan Belajar SisKegiatan Belajar Sisww aa
Kegiatan Belajar I Kegiatan Belajar I
ARUS DAN
ARUS DAN TETEGANGAN GANGAN LISTRIK LISTRIK
1.
1. PenyPeny ebab Aliran Listrik ebab Aliran Listrik
Suatu benda dapat bermuatan negatip [-], positip [+] atau tidak Suatu benda dapat bermuatan negatip [-], positip [+] atau tidak bermuatan / n
bermuatan / netral [o]. etral [o]. Bila masing-mBila masing-masing muatan asing muatan kita pertemkita pertemukanukan maka :
maka : [-]
[-] [ [ - - ] ] akan akan tolak tolak menolak menolak [o] [o] [+] [+] tidak tidak adaada gerakan
gerakan [+]
[+] [+] [+] akan akan tolak tolak menolak menolak [-] [-] [ [ o o ] ] tidak tidak adaada gerakan
[-]
[-] [+] [+] akan akan tarik tarik menarik menarik [o] [o] [ [ o o ] ] tidak tidak adaada gerakan
gerakan
Sedangkan sifat utama arus listrik adalah mengalir dari
Sedangkan sifat utama arus listrik adalah mengalir dari positip (+) kepositip (+) ke negatip
negatip (-) di(-) dimana damana dapat tepat terjadi akrjadi akibat aibat adanya danya tegangan tegangan (beda(beda potensial) antara dua titik itu. Mengalirnya arus listrik dapat potensial) antara dua titik itu. Mengalirnya arus listrik dapat diibaratkan dengan mengalirnya air diantara dua tangki seperti diibaratkan dengan mengalirnya air diantara dua tangki seperti diperlihatkan pada gambar 1.1. Air akan mengalir dari tangki A ke diperlihatkan pada gambar 1.1. Air akan mengalir dari tangki A ke tangki B selama permukaan air di A lebih tinggi daripada di B ( tangki B selama permukaan air di A lebih tinggi daripada di B ( selama potensial A lebih dari potensial B ). Kalau tinggi permukaan selama potensial A lebih dari potensial B ). Kalau tinggi permukaan air di A dan
air di A dan di B sudah sama tinggi maka aliran di B sudah sama tinggi maka aliran berhenti.berhenti.
A A B
B
Gambar 1.1.Arah Aliran Air Gambar 1.1.Arah Aliran Air
Air mengalir dari A ke B selama permukaan A lebih tinggi dari Air mengalir dari A ke B selama permukaan A lebih tinggi dari
pada
pada di B di B ( selama ( selama potensial potensial A > A > potensial potensial B ).B ).
Supaya air tetap menglir dari A ke B, maka air yang sudah sampai Supaya air tetap menglir dari A ke B, maka air yang sudah sampai di B dipindahkan kembali ke A
di B dipindahkan kembali ke A dengan sebuah pompa (lihat gambardengan sebuah pompa (lihat gambar 1.2), maka muatan positif yang sudah sampai di B dipindahkan 1.2), maka muatan positif yang sudah sampai di B dipindahkan
kembali ke A, sehingga potensial A selalu lebih tinggi dari potensial kembali ke A, sehingga potensial A selalu lebih tinggi dari potensial B. Alat yang digunakan untuk memindahkan muatan-muatan listrik B. Alat yang digunakan untuk memindahkan muatan-muatan listrik dari A ke B
dari A ke B misalnya adalah sebuah batere atau dinamo. Kedua alatmisalnya adalah sebuah batere atau dinamo. Kedua alat ini sering disebut
ini sering disebut sumber arus listrik.sumber arus listrik.
pompa pompa
A
A BB
Gambar 1.2. Air tetap mengalir dengan bantuan pompa Gambar 1.2. Air tetap mengalir dengan bantuan pompa
Dinamo Dinamo
(a)
(a) (b)(b)
Gambar 1.3. Arus listrik tetap mengalir dengan bantuan batere atau Gambar 1.3. Arus listrik tetap mengalir dengan bantuan batere atau dynamo dynamo Batere Batere D D
2. Jenis Arus Listrik 2. Jenis Arus Listrik
Arus listrik digolongkan menjadi dua macam yaitu arus searah ( Arus listrik digolongkan menjadi dua macam yaitu arus searah ( Direct Current = DC ) dan arus bolak-balik ( Alternating Current = Direct Current = DC ) dan arus bolak-balik ( Alternating Current = AC ).
AC ). a.
a. Arus Searah Arus Searah
Arus searah adalah arus listrik yang searah, besar arus, dan Arus searah adalah arus listrik yang searah, besar arus, dan tegangannya tetap. Sebagai sumber arus searah ini misalnya tegangannya tetap. Sebagai sumber arus searah ini misalnya adalah batere primer (batere kering) dan batere sekunder ( adalah batere primer (batere kering) dan batere sekunder ( akumulator = accu ).
akumulator = accu ). b.
b. Arus Bolak-balik Arus Bolak-balik
Arus bolak-balik adalah arus listrik yang arah arus, besar arus dan Arus bolak-balik adalah arus listrik yang arah arus, besar arus dan
tegangannya
tegangannya selalu selalu berubah berubah secara secara periodik periodik (teratur). (teratur). SebagaiSebagai sumber arus bolak-balik ini adalah
sumber arus bolak-balik ini adalah Generator atau dinamo.Generator atau dinamo.
3. Satuan Arus dan Tegangan Listrik 3. Satuan Arus dan Tegangan Listrik
a.
a. Satuan arusSatuan arus
Untuk menyatakan besarnya arus listrik yang mengalir pada suatu Untuk menyatakan besarnya arus listrik yang mengalir pada suatu kawat penghantar digunakan satuan ampere (A). Satu ampere kawat penghantar digunakan satuan ampere (A). Satu ampere adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui tahanan 1 ohm adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui tahanan 1 ohm ((?? ) bila diberi tegangan 1 volt. Dalam praktenya sering digunakan) bila diberi tegangan 1 volt. Dalam praktenya sering digunakan
satuan mili ampere atau mikro ampere. satuan mili ampere atau mikro ampere. 1
1 ampere ampere (A) (A) = = 1000 1000 mili mili ampere ampere (mA)(mA) 1
1 mili mili ampere ampere = = 1000 1000 mikro mikro ampere ampere (uA)(uA) b.
b. Satuan teganganSatuan tegangan
Satuan yang digunakan untuk menyatakan besarnya tegangan Satuan yang digunakan untuk menyatakan besarnya tegangan listrik (beda potensial) adalah volt (V). Satu volt adalah besarnya listrik (beda potensial) adalah volt (V). Satu volt adalah besarnya tegangan yang dapat mengalirkan arus 1 ampere pada tahanan 1 tegangan yang dapat mengalirkan arus 1 ampere pada tahanan 1 ohm (
Dalam praktek, sering digunakan satuan tegangan yang lebih kecil Dalam praktek, sering digunakan satuan tegangan yang lebih kecil mili volt (mV).
mili volt (mV). 1
1 kilo kilo volt volt (kV) (kV) = = 1000 1000 voltvolt 1
1 volt volt = = 1000 1000 mili mili volt volt (mV)(mV)
Praktek
Praktek 1 1 : Mengukur : Mengukur Arus Arus Listrik Listrik Lokasi
Lokasi : : Workshop Workshop Listrik Listrik
Alat dan bahan : - Alat ukur (AVO meter) Alat dan bahan : - Alat ukur (AVO meter)
-- Sumber tegangan ( batu batere, adaptor,Sumber tegangan ( batu batere, adaptor, dynamo, lampu, kabel)
dynamo, lampu, kabel) Kegiatan
Kegiatan : : - Mengukur - Mengukur arus ac, arus ac, arus dcarus dc
-- Mengukur tahanan yang melalui rangkaianMengukur tahanan yang melalui rangkaian
-- Menguji rangkaiai tertutup dan terbukaMenguji rangkaiai tertutup dan terbuka
Kegiatan Belajar II Kegiatan Belajar II
TAHANAN ( HAMBATAN ) LISTRIK TAHANAN ( HAMBATAN ) LISTRIK
1.
1. Konduktor, Konduktor, Isolator daIsolator dan Semi konduktorn Semi konduktor
Benda-benda di alam ini ada yang mudah dialiri arus listrik dan ada Benda-benda di alam ini ada yang mudah dialiri arus listrik dan ada yang sukar dialiri arus listrik. Benda-benda yang mengalirkan arus yang sukar dialiri arus listrik. Benda-benda yang mengalirkan arus listrik disebut konduktor dan yang sukar mengalirkan arus listrik listrik disebut konduktor dan yang sukar mengalirkan arus listrik disebut isolator.
disebut isolator.
Contoh bahan konduktor : Contoh bahan konduktor :
Perak, alumunium, tembaga, besi, karbon, seng dan
Perak, alumunium, tembaga, besi, karbon, seng dan sebagainya.sebagainya. Contoh bahan isolator :
Contoh bahan isolator :
Mika, fiber, kaca, kayu, plastik porselin
Selain kedua macam benda tersebut masih ada pula benda-benda Selain kedua macam benda tersebut masih ada pula benda-benda yang tidak dapat digolongkan konduktor maupun isolator. Benda yang tidak dapat digolongkan konduktor maupun isolator. Benda iniini tergantung pada suhu sekitarnya, ia dapat jadi konduktor dan tergantung pada suhu sekitarnya, ia dapat jadi konduktor dan dapat pula menjadi isolator. Benda ini
dapat pula menjadi isolator. Benda ini disebut semikonduktodisebut semikonduktor.r. Contoh bahan semikonduktor :
Contoh bahan semikonduktor :
Silikon, germanium, selenium danoksida tembaga. Silikon, germanium, selenium danoksida tembaga.
2.
2. Tahanan dan Tahanan dan Daya Hantar Listrik Daya Hantar Listrik
Sekalipun benda-benda logam merupakan bahan konduktor, tetapi Sekalipun benda-benda logam merupakan bahan konduktor, tetapi antara logam satu dengan yang lainnya tidak sama mudahnya dialiri antara logam satu dengan yang lainnya tidak sama mudahnya dialiri arus listrik. Dengan kata lain, benda-benda yang berlainan zatnya arus listrik. Dengan kata lain, benda-benda yang berlainan zatnya mempunyai daya hantar yang berbeda dalam mengalirkan arus mempunyai daya hantar yang berbeda dalam mengalirkan arus listrik, atau benda-benda yang berlainan mempunyai tahanan listrik, atau benda-benda yang berlainan mempunyai tahanan (hambatan) listrik yang berbeda. Jika tahanan listrik yang dimiliki (hambatan) listrik yang berbeda. Jika tahanan listrik yang dimiliki suatu bahan penghantar besar, maka daya hantarnya kecil. suatu bahan penghantar besar, maka daya hantarnya kecil. Sebaliknya bila tahanan listrik kecil maka
Sebaliknya bila tahanan listrik kecil maka daya hantarnya besar.daya hantarnya besar.
a
a. . Tahanan Tahanan listrik listrik
Besarnya tahanan listrik yang dimiliki suatu bahan penghantar Besarnya tahanan listrik yang dimiliki suatu bahan penghantar bergantung kepada :
bergantung kepada : (1). Jenis bahan (
(1). Jenis bahan ( tahanan jenis yang dimiliki bahan penghantar )tahanan jenis yang dimiliki bahan penghantar ) (2). Panjang bahan penghantar
(2). Panjang bahan penghantar
(3). Luas penampang bahan penghantar (3). Luas penampang bahan penghantar (4). Suhu
(4). Suhu
Ketentuan ini dirumuskan : Ketentuan ini dirumuskan :
? ? ll R R = --- = --- . . . .(1-1).(1-1) A A Dengan : Dengan :
R
R = = tahanan tahanan (hambatan) (hambatan) listrik, listrik, dalam dalam satuan satuan ohm ohm ((?? )) ?
? = = tahanan tahanan jenis, jenis, dalam dalam satuan satuan ohm.m/mmohm.m/mm ²²
l
l = = panjang panjang penghantar, penghantar, dalam dalam satuan satuan mm A =
A = luas penampluas penampang penghantang penghantar, dalam ar, dalam satuan mm²satuan mm²
Pada persamaan (1-1) diatas huruf
Pada persamaan (1-1) diatas huruf ?? dibaca “ rho “ (huruf dibaca “ rho “ (huruf
Yunani). Selanjutnya simbol yang digunakan untuk tahanan listrik Yunani). Selanjutnya simbol yang digunakan untuk tahanan listrik dan elektronika adalah R singkatan dari Resistor (hambatan atau dan elektronika adalah R singkatan dari Resistor (hambatan atau tahanan).
tahanan).
b.
b. Daya Daya hantar hantar listrik listrik
Diatas telah dijelaskan bahwa tahanan listrik yang dimiliki suatu Diatas telah dijelaskan bahwa tahanan listrik yang dimiliki suatu bahan penghantar merupakan kebalikan dari daya hantarnya. bahan penghantar merupakan kebalikan dari daya hantarnya. Dengan demikian, nilai hantar (diberi simbol g) berbanding Dengan demikian, nilai hantar (diberi simbol g) berbanding terbalik dengan nilai tahanan.
terbalik dengan nilai tahanan. Dinyatakan dengan rumus: Dinyatakan dengan rumus:
1 1 . . g g = = --- --- ……….………..(1-2).(1-2) R R
Satuan g adalah mho, merupakan kebalikan dari ohm. Satuan g adalah mho, merupakan kebalikan dari ohm.
Daya hantar jenis juga berbanding terbalikdengan hambatan Daya hantar jenis juga berbanding terbalikdengan hambatan jenis, sehingga nilai daya hantar jenis
jenis, sehingga nilai daya hantar jenis ( diberi simbol( diberi simbol ?? =gamma )=gamma )
dapat dinyatakan dengan rumus : dapat dinyatakan dengan rumus :
1 1
.. ?? = = --- --- ……….(1-3)……….(1-3) ?
?
Satuan daya hantar jenis adalah mho.m/ mm² atau sering disebut Satuan daya hantar jenis adalah mho.m/ mm² atau sering disebut siemen.
siemen.
Bila persamaan (1-1) dan (1-3) dimasukkan ke persamaan (1-2) Bila persamaan (1-1) dan (1-3) dimasukkan ke persamaan (1-2)
? ? A A . . g g = = --- --- ……….………..(1-4).(1-4) ll dengan : dengan : g
g = = daya daya hantar hantar listrik listrik (mho)(mho)
?
? = = daya hantadaya hantar jenis r jenis (mho.m/ mm(mho.m/ mm² atau ² atau siemen)siemen)
A
A = = luas luas penampang penampang penghantar penghantar (mm²)(mm²) L
L = = panjang panjang penghantar penghantar (m)(m)
Tes Format
Tes Formatif if : (Jenis soal : (Jenis soal seperti ini seperti ini dapat divariadapat divariasi)si)
1. Kawat tembaga yang panjangnya 2 km mempunyai luas 1. Kawat tembaga yang panjangnya 2 km mempunyai luas
penampang
penampang 4 mm4 mm² dan ² dan tahanan tahanan jenisnya jenisnya 0,00150 0,00150 ohm.m/ohm.m/ mm².
mm².
Hitunglah : Hitunglah : a.
a. tahanan tahanan kawat kawat tersebuttersebut b.
b. daya daya hantarnyahantarnya
Penyelesaian : Penyelesaian : .l .l = = 2 2 km km = = 2000 2000 metermeter A A = = 4 4 mm²mm² ? ? = = 0,0050 0,0050 ohm.m/ ohm.m/ mm²mm² a. a. ?? l l b. b. 11 R R = = --- --- g g = = --- --- A A R R . . 0.0050 x 0.0050 x 2000 2000 11 = = --- --- = = --- ---4 2,5 4 2,5 = = 2,5 2,5 ohm ohm = = 0,40,4
Kegiatan Belajar III Kegiatan Belajar III
RANGKAIAN LISTRIK RANGKAIAN LISTRIK
1.
1. Rangkaian TertRangkaian Tertutup dan utup dan TerbTerbukauka
Arus listrik mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, yaitu Arus listrik mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, yaitu rangkaian yang tidak berpangkal dan tidak berujung. Gambar 1.4a rangkaian yang tidak berpangkal dan tidak berujung. Gambar 1.4a memperlihatkan suatu rangkaian tertutup. Pada rangkaian ini arus memperlihatkan suatu rangkaian tertutup. Pada rangkaian ini arus mengalir dan dapat menyalakan lampu. Tetapi ketika kawat mengalir dan dapat menyalakan lampu. Tetapi ketika kawat penghubung dari titik B dilepaskan ( gambar 1.4b) maka rangkaian penghubung dari titik B dilepaskan ( gambar 1.4b) maka rangkaian menjadi terbuka (terputus) sehingga tidak ada lagi arus mengalir menjadi terbuka (terputus) sehingga tidak ada lagi arus mengalir dan lampu tidak menyala. Jadi arus listrik hanya dapat mengalir dan lampu tidak menyala. Jadi arus listrik hanya dapat mengalir apabila rangkaiannya dalam keadaan
apabila rangkaiannya dalam keadaan tertutup.tertutup.
Lampu
Lampu menyala menyala Lampu Lampu padampadam
a.
a. Rangkaian Rangkaian tertutup tertutup b. b. Rangkaian Rangkaian terbukaterbuka Gambar 1-4 Rangkaian tertutup dan
Gambar 1-4 Rangkaian tertutup dan terbukaterbuka
2.
2. Hukum Hukum OhmOhm
Hukum ohm menjelaskan hubungan arus, tegangan dan tahanan Hukum ohm menjelaskan hubungan arus, tegangan dan tahanan listrik. Bahwa besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar listrik. Bahwa besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar berbanding lurus dengan tegangan listrik yang diberikan pada berbanding lurus dengan tegangan listrik yang diberikan pada kawat penghantar itudan berbanding terbalik dengan tahanan kawat penghantar itudan berbanding terbalik dengan tahanan kawat penghantar.
kawat penghantar.
Dinyatakan dengan rumus : Dinyatakan dengan rumus :
Batere
V V I I = = --- --- ……….……….(1-5)(1-5) R R Dengan : Dengan : I
I = = kuat kuat arus arus ( ( ampere ampere atau atau A A )) V
V = = tegangan tegangan ( ( volt volt atau atau V V )) R =
R = tahanan tahanan ( ( ohm ohm atauatau ?? ))
Apabila rumus hukum ohm ini
Apabila rumus hukum ohm ini diterapkan pada gambar 1.4a makaditerapkan pada gambar 1.4a maka rumus hukum ohm dapat ditulis dalam bentuk :
rumus hukum ohm dapat ditulis dalam bentuk : E E I I = = --- --- ……….(1-6).(1-6) R + r R + r Dengan : Dengan : I
I = = kuat kuat arus arus (A)(A) R
R = = tahanan tahanan luar luar ((?? ))
.r
.r = = tahanan tahanan dalam dalam sumber sumber arus arus ((?? ))
E
E = = tegangan tegangan sumber sumber arus arus (V)(V)
3.
3. Hukum Hukum Kirchhoff Kirchhoff
Hukum kirchhoff menyatakan bahwa kuat arus dalam suatu Hukum kirchhoff menyatakan bahwa kuat arus dalam suatu rangkaian yang tidak bercabang dimana-mana besarnya sama. rangkaian yang tidak bercabang dimana-mana besarnya sama. Tetapi ap
Tetapi apabila rangabila rangkaiannya kaiannya dibuat bdibuat bercabang ercabang maka jumaka jumlah kuamlah kuatt arus yang masuk pada titik percabangan sama dengan arus yang arus yang masuk pada titik percabangan sama dengan arus yang keluar dari titik percabangan itu. Perhatikan gambar
II11 I I II22 II
II
33 + + --IIGambar 1.5 Rangkaian Paralel Gambar 1.5 Rangkaian Paralel Dinyatakan denga rumus :
Dinyatakan denga rumus :
?
? I I masuk masuk == ?? I I keluar keluar ……….. ……….. (1-7 (1-7 ))
I
I = I= I11 + + II22 + + II33 ………... (1-8)………... (1-8)
4.
4. Rangkaian Rangkaian tahanantahanan
Dua tahanan atau lebih dapat dihubungkan atau dirangkaikan Dua tahanan atau lebih dapat dihubungkan atau dirangkaikan secara deret atau paralel atau kombinasi seri dan paralel.
secara deret atau paralel atau kombinasi seri dan paralel. a.
a. Rangkaian Rangkaian seriseri
Gambar 1.6 memperlihatkan contoh suatu rangkaian seri dari Gambar 1.6 memperlihatkan contoh suatu rangkaian seri dari tiga
tiga buah buah tahanan.tahanan. +
+
--Gambar
Gambar 1.6 1.6 Rangkaian Rangkaian tahanan tahanan seriseri
Keistimewaan dari rangkaian seri, yaitu : Keistimewaan dari rangkaian seri, yaitu :
1). Besarnya tahanan total dalam rangkaian sama dengan hasil 1). Besarnya tahanan total dalam rangkaian sama dengan hasil
penjumlahan semua tahanan penjumlahan semua tahanan
R1 R1 R2 R2 R3 R3
2).
2). Besarnya Besarnya arus arus listrik listrik yang yang mengalir mengalir pada pada masing-masingmasing-masing tahanan adalah sama
tahanan adalah sama 3).
3). Jumlah Jumlah tegangan tegangan yang myang melalui tielalui tiap tahaap tahanan adalanan adalah samah sama dengan besar tegangan
dengan besar tegangan sumbernya.sumbernya.
Menghitung arus, tegangan dan tahanan pada
Menghitung arus, tegangan dan tahanan pada rangkaian serirangkaian seri Perhatikan gambar 1.7. Keistimewaan rangkaian seri
Perhatikan gambar 1.7. Keistimewaan rangkaian seri yang disebutyang disebut diatas dinyatakan dalam bentuk rumus sebagai berikut
diatas dinyatakan dalam bentuk rumus sebagai berikut
V
V11 VV22 VV33
V V
Gambar
Gambar 1.7 1.7 Rangkaian Rangkaian seriseri
1.
1. Besarnya Besarnya tahanan tahanan total total ( ( Rt Rt ) ) seri seri :: Rt = R
Rt = R 11 + + R R 22 + + R R 33 ……….. ….. (1-9)(1-9)
2.
2. Besarnya Besarnya arus arus listrik listrik ( I ( I ) ya) yang mng mengalir engalir :: V V I = I = --- --- ………..………. ………..………. (1-10)(1-10) Rt Rt 3.
3. Besarnya Besarnya tegangan tegangan :: V
V = = VV11 + + VV22 + + VV3 3 ……… (1-11)(1-11)
R1 R2 R3
Tes Formatif : (jenis soal dapat divariasi) Tes Formatif : (jenis soal dapat divariasi) Tiga buah tahanan R
Tiga buah tahanan R 11 = 10 ohm, R = 10 ohm, R 22 = = 4 4 ohm, ohm, R R 33 = = 6 6 ohm,ohm,
dirangkai secara seri. Rangkaian ini dihubungkan dengan dirangkai secara seri. Rangkaian ini dihubungkan dengan sebuah batere 24 volt.
sebuah batere 24 volt.
Tentukan : Tentukan :
a). besarnya arus yang
a). besarnya arus yang mengalir pada rangkaianmengalir pada rangkaian b). besarnya tegangan pada masing-masing tahanan b). besarnya tegangan pada masing-masing tahanan
Penyelesaian : Penyelesaian : R
R 11 = 10 ohm, R = 10 ohm, R 22 = = 4 4 ohm, ohm, R R 33 = = 6 6 ohmohm
V
V = = 24 24 voltvolt
a). Besarnya tahanan total ( Rt) a). Besarnya tahanan total ( Rt)
Rt = R Rt = R 11 + + R R 22 + + R R 33 = 10 + 4 + 6 = 10 + 4 + 6 = = 20 20 ohmohm
Besarnya arus yang mengalir pada rangkaian : Besarnya arus yang mengalir pada rangkaian :
V 24 V 24 I I = = --- = --- --- = --- = = 1,2 1,2 ampereampere Rt 20 Rt 20 b)
b) Besarnya Besarnya tegangan tegangan pada pada masing-masing masing-masing tahanantahanan V V11 = I . R = I . R 11 = 1,2 x 10 = 12 volt= 1,2 x 10 = 12 volt V V22 = I . R = I . R 22 = = 1,2 1,2 x x 4 4 = = 4,8 4,8 voltvolt V V33 = I . R = I . R 33 = = 1,2 1,2 x x 6 6 = = 7,2 7,2 voltvolt b. R
b. Rangkaiaangkaian n paralelparalel
Cara menghubungkan beberapa hambatan yang dirangkai Cara menghubungkan beberapa hambatan yang dirangkai secara paralel ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
II11 I I II22 II
II
33 + + _ _Gambar 1.8 Rangkaian parallel Gambar 1.8 Rangkaian parallel
Rangkaian paralel mempunyai beberapa keistimewaan sebagai Rangkaian paralel mempunyai beberapa keistimewaan sebagai berikut
berikut
1. Besarnya tahanan total dalam rangkaian selalu lebih kecil dari 1. Besarnya tahanan total dalam rangkaian selalu lebih kecil dari
tahanan yang disusun tahanan yang disusun 2.
2. Jumlah arus yang mengalir pada masing-masing tahananJumlah arus yang mengalir pada masing-masing tahanan sama dengan
sama dengan besarnya arubesarnya arus sumber s sumber (Hukum Kirchho(Hukum Kirchhoff).ff). 3.
3. Besarnya tegangan pada masing-masing tahanan adalahBesarnya tegangan pada masing-masing tahanan adalah sama
sama Praktek
Praktek 2 2 : Menyusun : Menyusun rangkaian rangkaian instalasi instalasi listrik listrik Lokasi
Lokasi : : Workshop Workshop Listrik Listrik
Alat dan bahan : - Alat ukur (AVO meter) Alat dan bahan : - Alat ukur (AVO meter)
-- Sumber tegangan ( batu batere, adaptor,Sumber tegangan ( batu batere, adaptor, dynamo, lampu, kabel, saklar, penjepit kabel) dynamo, lampu, kabel, saklar, penjepit kabel) Kegiatan
Kegiatan : : - - Menyusun Menyusun rangkaian rangkaian terbuka terbuka dan dan tertutuptertutup
-- Mengukur tahanan yang melalui rangkaianMengukur tahanan yang melalui rangkaian
-- Menguji rangkaian tertutup dan terbukaMenguji rangkaian tertutup dan terbuka
-- Menghitung arus, tegangan, dan hambatan padaMenghitung arus, tegangan, dan hambatan pada rangkaian paralel rangkaian paralel R2 R2 R3 R3 R1 R1
Menurut gambar 1.9, keistimewaan rangkaian paralel yang Menurut gambar 1.9, keistimewaan rangkaian paralel yang disebut diatas, bila dinyatakan dalam bentuk rumus adalah disebut diatas, bila dinyatakan dalam bentuk rumus adalah sebagai berikut sebagai berikut II11 I I II22 II
II
33 Gambar 1.9 Rangkaian PGambar 1.9 Rangkaian Paralel Tearalel Tertutuprtutup
1.
1. Besarnya tahaBesarnya tahanan total nan total ( Rt ) ( Rt ) paralelparalel 1 1 1 1 1 1 11 --- --- = = --- --- + + --- --- + + --- --- …………(1-12)…………(1-12) Rt Rt R R 11 R R 22 R R 33 2.
2. Pada rangkaPada rangkaian berlaku ian berlaku hukun kirchhukun kirchhoff :hoff : I I = = II11 + + II22 + + II33 Dengan : Dengan : V V V V VV II11 = = --- --- , , II22 = = --- --- , , dan dan II33 = ---= ---R R 11 R R 22 R R 33 3.
3. Besarnya Besarnya tegangan tegangan :: V = V V = V11 = = VV22 = = VV33 R3 R3 R1 R1
Kegiatan Belajar IV Kegiatan Belajar IV
USAHA DAN DAYA LISTRIK USAHA DAN DAYA LISTRIK
1.
1. Usaha Usaha (energi) (energi) Listrik Listrik
Arus listrik adalah muatan yang bergerak tiap satu satuan waktu. Arus listrik adalah muatan yang bergerak tiap satu satuan waktu. Besarnya usaha yang diperlukan untuk menggerakkan Besarnya usaha yang diperlukan untuk menggerakkan muatan-muatan listrik itu dirumuskan dalam :
muatan listrik itu dirumuskan dalam : W
W = = V V . . I I . . t t ……… …… ( ( 1-13 1-13 )) Dengan :
Dengan : V
V = = tegangan tegangan ( ( volt volt )) I
I = = kuat kuat arus arus ( ( ampere ampere )) .t
.t = = waktu waktu ( ( detik detik )) W =
W = usaha atau tenagusaha atau tenaga atau energi lisa atau energi listrik ( joule )trik ( joule )
Dengan mengingat hukum Ohm ( V=I.R), besarnya tenaga Dengan mengingat hukum Ohm ( V=I.R), besarnya tenaga listrikdapat dirumusk
listrikdapat dirumuskan dalam bentuk lain an dalam bentuk lain sebagai berikut :sebagai berikut :
W
W = = I² I² . . R R . . t t ………. ………. ( ( 1-14a)1-14a)
V² V² W W = = --- --- . . t t ………..………..………. …………. (1-14b)(1-14b) R R
Dengan R tahanan kawat
Dengan R tahanan kawat penghantarpenghantar
2.
2. Daya Daya listrik listrik
Daya adalah kecepatan melakukan usaha atau usaha yang Daya adalah kecepatan melakukan usaha atau usaha yang dilakukan persatuan waktu.
dilakukan persatuan waktu. Ketentuan ini dirumuskan : Ketentuan ini dirumuskan :
W W P
P = = --- --- ………..………..………. ………. (1-15)(1-15) tt
Bila nilai energi listrik ( W ) dari persamaan (1-12) dimasukkan ke Bila nilai energi listrik ( W ) dari persamaan (1-12) dimasukkan ke dalam persamaan ( 1-15 ) maka
dalam persamaan ( 1-15 ) maka akan didapatkan rumus daya listrik akan didapatkan rumus daya listrik sebagai berikut : sebagai berikut : P P = = V V . . I ………I ……… ……… .(1-15a).(1-15a) P P = = I² I² . . R R ……… … (1-15b)(1-15b) V² V² P P = = --- --- ………..………..………. …………. (1-15c)(1-15c) R R Dengan : Dengan : P
P = = daya daya listrik listrik ( ( watt watt atau atau W W )) W = usaha listrik ( joule atau J ) W = usaha listrik ( joule atau J ) .t
.t = = waktu waktu ( ( detik detik )) I
I = = arus arus listrik listrik ( ( ampere ampere atau atau A A )) V
V = = tegangan tegangan ( ( volt volt atau atau V V )) R
R = = tahanan tahanan ( ( ohm ohm atauatau ?? ))
Dari rumus (1-15) dapat juga dirumuskan hubungan usaha dan Dari rumus (1-15) dapat juga dirumuskan hubungan usaha dan daya listrik sebagai berikut :
daya listrik sebagai berikut : W
W = = P P . . tt
Satuan usaha listrik dari rumus ini dapat dituliskan menjadi watt Satuan usaha listrik dari rumus ini dapat dituliskan menjadi watt detik atau satuan yang lebih besar kWh ( kilo watt our = kilo watt detik atau satuan yang lebih besar kWh ( kilo watt our = kilo watt jam ). Satuan ini biasa dipergunakanuntuk menghitung jam ). Satuan ini biasa dipergunakanuntuk menghitung
penggunaan energi listrik oleh pelanggan listrik sehingga dapat penggunaan energi listrik oleh pelanggan listrik sehingga dapat
ditentukan berapa harga yang harus dibayar oleh pelanggan listrik ditentukan berapa harga yang harus dibayar oleh pelanggan listrik tiap satuan waktu ( misalnya tiap bulan ).
tiap satuan waktu ( misalnya tiap bulan ).
Konvensi satuan usaha dan daya ( listrik dan
Konvensi satuan usaha dan daya ( listrik dan mekanik )mekanik ) Usaha :
Usaha : 1
1 joule joule = = 1 1 watt watt detik detik =
= 0,24 0,24 kalorikalori =
= 1 newton meter1 newton meter = = 0,102 kg. m0,102 kg. m 1 1 kWh kWh = = 3,6 3,6 x x 106 106 joulejoule Daya : Daya : 1
1 watt watt = = 1 1 joule joule / / detik detik =
= 0,24 0,24 kalori/detik kalori/detik =
= 0,00136 HP 0,00136 HP (horse power (horse power = tenaga = tenaga kuda )kuda ) 1
1 kg kg m/detik m/detik = = 9,81 9,81 wattwatt =
= 1/75 1/75 HPHP 1
1 HP HP = = 746 746 wattwatt
3. Daya Listrik Arus B
3. Daya Listrik Arus B olak-balik olak-balik
Daya listrik yang dibahas diatas hanya berlaku untuk arus searah. Daya listrik yang dibahas diatas hanya berlaku untuk arus searah. Untuk arus bolak-balik yang melewati tahanan murni R, besarnya Untuk arus bolak-balik yang melewati tahanan murni R, besarnya daya listrik yang melewati tahanan tersebut adalah :
daya listrik yang melewati tahanan tersebut adalah : P
P = V= Vef ef x x IIef ef ………..………..( 1-16 )( 1-16 )
Dengan : Dengan : V
Vef ef = = Tegangan Tegangan efektif efektif (volt)(volt)
IIef ef = = Arus Arus efektif efektif ( amp( ampere )ere )
P
a
a.. Tegangan atau arus efektif dan maksimumTegangan atau arus efektif dan maksimum
Apabila kita mengukur tegangan arus bolak-balik dengan Apabila kita mengukur tegangan arus bolak-balik dengan voltmeter AC, maka nilai tegangan yang kita baca pada alat voltmeter AC, maka nilai tegangan yang kita baca pada alat ukur tersebut adalah nilai tegangan efektif. Nilai tegangan ukur tersebut adalah nilai tegangan efektif. Nilai tegangan efektif arus AC ini dianggap setara dengan nilai tegangan arus efektif arus AC ini dianggap setara dengan nilai tegangan arus DC yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui DC yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.
suatu penghantar dalam waktu yang sama.
Pada arus bolak-balik tegangan dan arus selalu berubah nilainya Pada arus bolak-balik tegangan dan arus selalu berubah nilainya dari mulai 0 (nol) sampai dengan nilai maksimumnya, seperti dari mulai 0 (nol) sampai dengan nilai maksimumnya, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini
ditunjukkan pada gambar dibawah ini
Tegangan (v) Tegangan (v) maksimum maksimum waktu (t) waktu (t) maksimum maksimum
Gambar 1.10 Grafik Arus Bolak-balik Gambar 1.10 Grafik Arus Bolak-balik
Tegangan efektif : Tegangan efektif :
V
Vef ef = = 0,707. 0,707. VVmak mak ………..( …………..( 1-17)1-17)
Arus efektif Arus efektif
IIef ef = = 0,707. 0,707. IImak mak ……….(1-18)……….(1-18)
Dengan Dengan V
Vef ef = = tegangan tegangan efektif efektif
V
IIef ef = = arus arus efektif efektif
IImak mak = = arus arus maksimummaksimum
b. Daya sebenarnya dan daya semu
b. Daya sebenarnya dan daya semu
Jika arus bolak-balik melalui sebuah tahanan induksi ( yaitu Jika arus bolak-balik melalui sebuah tahanan induksi ( yaitu tahanan dari sebuah kumparan/gulungan kawat ) maka ketika tahanan dari sebuah kumparan/gulungan kawat ) maka ketika diukur dengan pengukur daya (watt-meter ) akan menunjukkan diukur dengan pengukur daya (watt-meter ) akan menunjukkan nilai daya yang lebih kecil daripada daya yang diperoleh dari nilai daya yang lebih kecil daripada daya yang diperoleh dari hasil
hasil perhitungan perhitungan dengan dengan rumus rumus P P = = VVef ef x x IIef ef
Pengukur daya itu menunjukkan daya sebenarnya, sedangkan Pengukur daya itu menunjukkan daya sebenarnya, sedangkan hasil perhitungan rumus daya tersebut menunjukkan daya hasil perhitungan rumus daya tersebut menunjukkan daya semu. Perbandingan kedua daya itu disebut faktor usaha, diberi semu. Perbandingan kedua daya itu disebut faktor usaha, diberi simbol cos
simbol cos ?? ( baca ; cosinus phie ).( baca ; cosinus phie ).
P
Psebenarnyasebenarnya
Faktor
Faktor usaha usaha = = --- ---P Psemusemu P Psebenarnyasebenarnya cos cos ?? = = --- --- ………. ………. (1-19)(1-19)
V
V
ef efx
x II
ef efP
Kegiatan Belajar V Kegiatan Belajar V
KOMPONEN SISTIM
KOMPONEN SISTIM KELISTKELISTRIKANRIKAN
Dalam sistim kelistrikan kita kenal beberapa komponen penting Dalam sistim kelistrikan kita kenal beberapa komponen penting yang sehari-hari kita temukan baik pada instalasi dalam rumah maupun di yang sehari-hari kita temukan baik pada instalasi dalam rumah maupun di kapal, seperti misalnya : stop kontak, saklar, lampu,sekering atau kapal, seperti misalnya : stop kontak, saklar, lampu,sekering atau pengaman dan masih banyak lagi jenisnya. Untuk mengenal lebih jauh pengaman dan masih banyak lagi jenisnya. Untuk mengenal lebih jauh kita perlu untuk dapat mengetahui jenis komponen dari alat-alat listrik di kita perlu untuk dapat mengetahui jenis komponen dari alat-alat listrik di bawah ini.
bawah ini.
Gambar 1.11 Diagram Distribusi aliran arus Listrik Gambar 1.11 Diagram Distribusi aliran arus Listrik
Keterangan gambar : Keterangan gambar :
A.
A. Generator adalah mesin pembangkit tenaga listrik yangGenerator adalah mesin pembangkit tenaga listrik yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik.
mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik.
Generator Generator A A Papan Papan Pembagi Pembagi B B PengamanPengaman C C Saklar Saklar D D Beban Beban E E
B.
B. Papan pembagi adalah papan yang berisi panel-panel distribusiPapan pembagi adalah papan yang berisi panel-panel distribusi pembagi arus listrik ke beban
pembagi arus listrik ke beban C.
C. Pengaman adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk Pengaman adalah suatu komponen listrik yang berfungsi untuk memutuskan arus secara otomatis apabila terjadi hubungan memutuskan arus secara otomatis apabila terjadi hubungan singkat atau kelebihan beban di
singkat atau kelebihan beban di dalam suatu jaringan tertentudalam suatu jaringan tertentu D.
D. Saklar adalah komponen listrik yang berfungsi sebagai pemutusSaklar adalah komponen listrik yang berfungsi sebagai pemutus dan penghubung arus listrik
dan penghubung arus listrik E.
E. Beban adalah komponen-komponen yang digunakan denganBeban adalah komponen-komponen yang digunakan dengan bantuan tenaga listrik
bantuan tenaga listrik
Penghubung dari tiap-tiap komponen diatas adalah dengan Penghubung dari tiap-tiap komponen diatas adalah dengan menggunakan
menggunakan sebuah sebuah kabel kabel ada ada yang yang berukuran berukuran diameter diameter kecilkecil sampai
sampai diameter diameter besar sesbesar sesuai dengauai dengan ukuran n ukuran yang haryang harus us dipakaidipakai dalam instalasi tertentu berdasarkan besarnya arus dan tegangan dalam instalasi tertentu berdasarkan besarnya arus dan tegangan yang mengalir.
yang mengalir.
Rangkuman : Rangkuman :
Dalam dasar-dasar kelistrikan berisi tentang pengetahuan Dalam dasar-dasar kelistrikan berisi tentang pengetahuan mengenai teori-teori dasar yang berhubungan dengan listrik yaitu
mengenai teori-teori dasar yang berhubungan dengan listrik yaitu :: a.
a. Arus dan Tegangan Listrik Arus dan Tegangan Listrik b.
b. Tahanan ( hambatan ) listrik Tahanan ( hambatan ) listrik c.
c. Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik d.
d. Usaha dan Daya Listrik Usaha dan Daya Listrik e.
e. Komponen Dasar Listrik Komponen Dasar Listrik
Tugas 1 Tugas 1 ::
Buatlah susunan tangkaian tertutup dengan komponen sebagai berikut Buatlah susunan tangkaian tertutup dengan komponen sebagai berikut ::
a.
a. Sumber tegangan DC ( batere atau Accu Sumber tegangan DC ( batere atau Accu )) b.
c.
c. Kabel penghubungKabel penghubung d.
d. AVOmeter AVOmeter
Buatlah Rangkaian dengan susunan seperti gambar di bawah ini : Buatlah Rangkaian dengan susunan seperti gambar di bawah ini :
1
1 22
sakelar a sakelar a
Lampu
Lampu menyala menyala bb
Titik a dan b dihubungkan dengan sebuah alat ukur AVOmeter sedang Titik a dan b dihubungkan dengan sebuah alat ukur AVOmeter sedang apalila rangkaian sudah terpasang dan sakelar kita hubungkan apa apalila rangkaian sudah terpasang dan sakelar kita hubungkan apa yang terjadi pada alat ukur AVOmeter.
yang terjadi pada alat ukur AVOmeter.
Sedangkan percobaan 2 adalah kita membalikkan sumber tegangan Sedangkan percobaan 2 adalah kita membalikkan sumber tegangan tetapi alat ukur dan komponen lain tetap apa yang akan terjadi
tetapi alat ukur dan komponen lain tetap apa yang akan terjadi Jelaskan perbedaan antara kedua rangkaian percobaan diatas Jelaskan perbedaan antara kedua rangkaian percobaan diatas
Tugas 2: Tugas 2:
Buatlah gambar rangkaian instalasi pembangkit listrik di
Buatlah gambar rangkaian instalasi pembangkit listrik di Kapal Diesel Kapal Diesel
sampai dengan komponen penunjangnya sampai dengan komponen penunjangnya
BAB III
BAB III
EVALUASI
EVALUASI
A
A.. Instrumen PenilaianInstrumen Penilaian
1.
1. Berisi tentang pengetahuan dasar-dasar kelistrikanBerisi tentang pengetahuan dasar-dasar kelistrikan a.
a. Tes-tes formatif perhitungan dasar-dasar kelistrikanTes-tes formatif perhitungan dasar-dasar kelistrikan b.
b. Tes penggunaan alat ukurTes penggunaan alat ukur 2.
2. Mengetahui bentuk-bentuk rangkaian paralel dan seriMengetahui bentuk-bentuk rangkaian paralel dan seri a.
a. Tes menggambar rangkaianTes menggambar rangkaian b.
b. Tes menyusun rangkaian instalasiTes menyusun rangkaian instalasi 3.
3. Soal-soal LatihanSoal-soal Latihan
SOAL-SOAL LATIHAN SOAL-SOAL LATIHAN 1.
1. Apabila benda bermuatan positif dan benda bermuatan negatif Apabila benda bermuatan positif dan benda bermuatan negatif dihubungkan, kemana arah aliran elektron dan kemana arah aliran dihubungkan, kemana arah aliran elektron dan kemana arah aliran arus listrik?
arus listrik? 2.
2. Jelaskan pengertian arus searah dan arus bolak-balik dan sebutkanJelaskan pengertian arus searah dan arus bolak-balik dan sebutkan sumber arus untuk kedua jenis arus tersebut!
sumber arus untuk kedua jenis arus tersebut! 3.
3. Sebutkan satuan-satuan untuk,arus,tegangan,hambatan,usaha danSebutkan satuan-satuan untuk,arus,tegangan,hambatan,usaha dan daya listrik
daya listrik 4.
4. Jelaskan pengertian konduktor,isolator dan semikonduktor danJelaskan pengertian konduktor,isolator dan semikonduktor dan sebutkan masing-masing contoh bahannya!
sebutkan masing-masing contoh bahannya! 5.
5. Faktor-faktor apa saja yang menentukan besarnya tahanan suatuFaktor-faktor apa saja yang menentukan besarnya tahanan suatu penghantar?
penghantar? 6.
6. Jelaskan perbedaan daya hantar dengan tahananJelaskan perbedaan daya hantar dengan tahanan 7.
7. Jelaskan perbedaan antara rangkaian tertutup dan rangkaianJelaskan perbedaan antara rangkaian tertutup dan rangkaian terbuka
8.
8. Tiga resistor mempunyai tahanan berturut-turut 10, 4 dan 6Tiga resistor mempunyai tahanan berturut-turut 10, 4 dan 6 ??
yang disusun seri. Rangkaian ini dihubungkan dihibungkan dengan yang disusun seri. Rangkaian ini dihubungkan dihibungkan dengan sumber arus 75 volt. Tentukanlah kuat arus dan tegangan dalam sumber arus 75 volt. Tentukanlah kuat arus dan tegangan dalam tiap-tiap resistor
tiap-tiap resistor 9.
9. Sebuah motor listrik memakai arus 10 A Sebuah motor listrik memakai arus 10 A kalau dihubungkan dengankalau dihubungkan dengan jaringan 220 volt. Tentukanlah
jaringan 220 volt. Tentukanlah a.
a. Daya yang masuk Daya yang masuk b.
b. Biaya yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin selamaBiaya yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin selama 6 jam ( harga listrik misalnya : Rp 250 per kWh ).
6 jam ( harga listrik misalnya : Rp 250 per kWh ). 10.
10. Sebuah dSebuah dinamo inamo meghasilkan meghasilkan arus 5 arus 5 A pada A pada tegangan tegangan 250 vo250 volt.lt. Dinamo itu menerima daya 2 HP dari motor penggeraknya. Dinamo itu menerima daya 2 HP dari motor penggeraknya. Berapa efisiensi dinamo itu ?
Berapa efisiensi dinamo itu ?
B
B.. Kunci JawabanKunci Jawaban 1.
1. arus arus listrik listrik
elektron elektron
elektron dari ( - ) ke ( + ) sedangkan arus listrik dari ( + )
elektron dari ( - ) ke ( + ) sedangkan arus listrik dari ( + ) ke ( - )ke ( - ) 2. Arus searah adalah arus listrik yang arah, besar arus, dan 2. Arus searah adalah arus listrik yang arah, besar arus, dan
tegangannya tetap tegangannya tetap
Contoh : batere dan accu Contoh : batere dan accu
Arus bolak-balik adalah arus listrik yang arah arus, besar arus Arus bolak-balik adalah arus listrik yang arah arus, besar arus dandan
tegangannya selalu berubah secara periodik (teratur). tegangannya selalu berubah secara periodik (teratur).
Contoh : Genset PLN Contoh : Genset PLN 3.
3. Satuan Satuan untuk untuk Arus
Arus = = Ampere Ampere (A)(A) Tegangan
Tegangan = = Volt Volt (V)(V) Hambatan = Ohm ( Hambatan = Ohm ( ?? ))
Daya
Daya listrik listrik = = Watt Watt ( ( W W ))
-+++ +++ +++ +++
4.
4. Konduktor Konduktor adalah adalah bahan bahan penghantar penghantar suhusuhu Contoh : perak, tembaga, logam
Contoh : perak, tembaga, logam
Isolator adalah bahan sukar dialiri arus listrik Isolator adalah bahan sukar dialiri arus listrik Contoh
Contoh : plast: plastik, kaik, kaca, kayuca, kayu, fiber, fiber
Semikonduktor adalah bahan yang dapat bersifat isolator dan Semikonduktor adalah bahan yang dapat bersifat isolator dan
dapat pula bersifat konduktor berdasarkan suhu sekitar dapat pula bersifat konduktor berdasarkan suhu sekitar 5. Faktor yang mempengaruhi besarnya tahanan adalah 5. Faktor yang mempengaruhi besarnya tahanan adalah ::
((
1). bahan ( tahanan jenis 1). bahan ( tahanan jenis yang dimiliki bahan penghantar )yang dimiliki bahan penghantar ) (2). Panjang bahan penghantar(2). Panjang bahan penghantar
(3). Luas penampang bahan penghantar (3). Luas penampang bahan penghantar (4) Suhu
(4) Suhu 6.
6. Jika tahanan Jika tahanan listrik yang listrik yang dimiliki suatdimiliki suatu bahan pu bahan penghantar besarenghantar besar,, maka daya hantarnya kecil. Sebaliknya bila tahanan listrik kecil maka daya hantarnya kecil. Sebaliknya bila tahanan listrik kecil maka daya hantarnya besar.
maka daya hantarnya besar. 7.
7. Arus listrik mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, yaitu Arus listrik mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, yaitu rangkaian
rangkaian yang yang tidak tidak berpangkal berpangkal dan dan tidak tidak berujung. berujung. PadaPada rangkaian ini arus mengalir dan dapat menyalakan lampu. Tetapi rangkaian ini arus mengalir dan dapat menyalakan lampu. Tetapi ketika ka
ketika kawat penghubwat penghubung ung rangkaian merangkaian menjadi terbuknjadi terbuka (terputusa (terputus)) sehingga tidak ada lagi arus mengalir dan lampu tidak menyala. sehingga tidak ada lagi arus mengalir dan lampu tidak menyala. Jadi arus listrik hanya
Jadi arus listrik hanya dapat mengalir apabila rangkaiannya dalamdapat mengalir apabila rangkaiannya dalam keadaan tertutup
keadaan tertutup 8.
8. Penyelesaian Penyelesaian :: R1
R1 = = 10 10 ohm, ohm, R2 R2 = = 4 4 ohm, ohm, R3 R3 = = 6 6 ohmohm V
V = 75 = 75 voltvolt Total
Total tahanan = tahanan = R1 + R2 + R3R1 + R2 + R3 =
= 10 10 + + 4 4 + + 66 =
V 75 V 75 I I = = --- --- = = --- --- = = 3,125 3,125 ampereampere Rt 24 Rt 24 V1 V1 = I = I . . Rt Rt = 3,125 = 3,125 x x 10 10 = 31,25 ampere= 31,25 ampere V2 V2 = = I I . . Rt Rt = = 3,125 3,125 x x 4 4 = = 12,5 12,5 ampereampere V3 = I
V3 = I . . Rt Rt = 3,125 = 3,125 x x 6 6 = 18,75 amp= 18,75 ampereere
9. 9. Penyelesaian Penyelesaian :: I I = 10 = 10 A A V V = = 220 220 voltvolt .t .t = 8 = 8 jamjam harga
harga per per kWh kWh = = Rp Rp 200,- 200,-Daya Daya = = V V . . II = = 220 220 x x 1010 = = 2200 2200 watt watt = = 2,2 2,2 kWkW Usaha Usaha = = P P . . tt = 2,2 x 8 = 2,2 x 8 = 17,6 kWh = 17,6 kWh Biaya
Biaya yang yang dikeluarkan dikeluarkan = = 17,6 17,6 x x 200 200 = = Rp Rp 3520 3520 ,- ,-10. 10. Penyelesaian :Penyelesaian : I I = 5 = 5 A A V V = = 250 250 VV
Daya yang diterima : 2 HP Daya yang diterima : 2 HP Daya yang dihasilkan : Daya yang dihasilkan : P = V . I P = V . I = 250 x 5 = 250 x 5 = = 1250 1250 wattwatt = = 1250 1250 x x 0,00136 0,00136 HPHP = 1,7 HP = 1,7 HP
Daya yang dikeluarkan Daya yang dikeluarkan Efisiensi = Efisiensi =
---Daya yang diterima Daya yang diterima 1,7 HP 1,7 HP Efisiensi = Efisiensi = ---2 2 HPHP = = 0,85 0,85 atau atau 85 85 %%
BAB IV
BAB IV
PENUTUP
PENUTUP
Dengan selesainya satu modul ini diharapkan agar para siswa lebih Dengan selesainya satu modul ini diharapkan agar para siswa lebih giat dalam mencoba menyusun rangkaian-rangkaian karena dapat giat dalam mencoba menyusun rangkaian-rangkaian karena dapat berguna diatas kapal dan di
berguna diatas kapal dan di lingkungan tempat tinggal.lingkungan tempat tinggal.
Untuk lebih mengenal sumber pembangkit listrik diharapkan para Untuk lebih mengenal sumber pembangkit listrik diharapkan para siswa untuk mengikuti modul selanjutnya.
DAFTAR PUST
DAFTAR PUSTAK
AK A
A
Rizal, M.S. 2002.
Rizal, M.S. 2002. Dasar Kelistrikan,Titian Ilmu. BandungDasar Kelistrikan,Titian Ilmu. Bandung Van Harten, P. 1986. Instalasi Listrik Arus Kuat 2.
